煤巷锚杆支护巷道迎头区冒顶原因及预防措施
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煤巷掘进工作面冒顶事故预防摘要:煤巷掘进冒顶的情况比较复杂,有掘进工作面、有后路,掘进工作面又分为架棚和锚网或者联合支护,具体情况还分为过构造带、石门揭煤、过立交等。
而目前的预防和处理冒顶的材料、工艺、方法也比较多。
本文以实例分析了煤巷掘进工作面冒顶事故预防内容。
关键词:煤巷;掘进工作面;冒顶事故;预防前言:在掘进过程中,经常会遇到断层和构造破碎区,冒顶事故时常发生,严重威胁安全生产。
为此,探索一套行之有效的煤巷掘进预防冒顶事故的方法及处理冒高措施。
1 特点1.1 掘进工作面冒顶特点1.1.1 架棚巷道一是冒顶主要表现为掘进工作面或上帮煤壁片帮进而出现的煤或矸石冒落,淤积槽口,一般片帮深度1~3m,冒落高度2~5m,最高可达9 m左右。
二是上山坡度较大时往斜上方抽冒的距离最远而后路棚顶冒落的较少;下山掘进坡度较大时表现为掘进工作面后棚顶往下冒落而往掘进工作面方向片冒的较少。
三是冒落往往造成掘进工作面局部棚子顶、帮空。
四是如果掘进工作面部分支护空顶、高度较大、支护整体性较差时可能把掘进工作面棚子砸倒或砸歪。
1.1.2 锚网巷道一是如果支护不及时,先从顶板的弱面离层,离层以后出现沿掘进工作面煤壁切顶而造成的冒顶事故。
二是如果煤壁松软片帮,造成悬顶过大,容易造成局部冒顶事故。
三是巷道支护强度不够,跨度大,采取措施不得力,往往会中部先下沉,然后断裂发生冒顶。
四是使用不合格的支护材料,或者施工质量低劣,造成局部冒顶。
1.2 过地质构造带冒顶特点一是构造带为顶板断开或破碎,其完整性遭到破坏若施工中空顶距过大或不注意临时支护、前探支护时极易造成冒顶。
冒顶往往沿断层面、节理裂隙面往前片帮、向上抽冒,高度可达2~5 m,断层、裂隙带过去后即可缓解。
二是断层造成顶板抬高尤其是托煤顶的断层冒顶发生几率及影响程度较大。
断层牵引较大、断层带较宽、岩石较破碎时断层带冒顶较严重。
裂隙带冒顶程度较低。
三是从断层性质来说,遇逆断层较正断层冒顶严重。
锚杆支护是一种相对于传统支护的方式来讲是比较安全和经济的一种支护方式种类,锚杆支护对巷道围岩的主动控制,对提高围岩的稳定性有明显效果。
施工过程中即简便有快捷,而且支护还非常好,结构简单、成本低,因而成为煤矿企业矿井巷道一种主要支护形式。
但由于锚杆支护属于隐形支护,对支护质量要求较高,由于种种原因,巷道会出现无明显先兆的冒顶事故。
根据近年来国内多起冒顶事故案例分析,总结了锚杆失效,巷道冒顶的原因,并提出了一些相关预防措施。
1 锚杆支护巷道失效冒顶的原因主要有以下几方面1.1 地质因素的影响在掘进过程中巷道通常会碰到各种地质构造问题比如断层、褶区、裂隙、节理、陷落柱、冲刷带等其中最常见的断层是对掘进工作影响最大的。
煤层顶底板的完整性损坏是因为断层的破坏导致的,顶板破碎以后,增加了顶板的管理难度,尤其是平行或与工作面交角小的断层。
(2)非稳定岩层厚度变大也可造成锚杆失效。
常见不稳定的岩层有泥岩、砂质泥岩、泥质铰接的粉砂岩和煤层。
当设计的锚固岩层厚度变大时锚杆将不能锚固在稳定岩层中,从而造成锚杆失效,巷道冒顶。
(3)在向斜轴部或逆断层的应力集中区布置巷道,采空区附近的应力集中区、孤岛工作面等,由于高地应力作用使岩层受挤压、位移、错动,锚杆处于破碎的岩体中,造成锚杆脱落、剪断现象,会造成冒顶。
(4)围岩的镶嵌型结构也会引起锚杆失效冒顶。
镶嵌型结构围岩一般为锅底型、升斗型、人字形、长条形、鱼背型及草帽型等不规则形状,大小不等。
等锚杆为镶嵌型结构围岩起支托作用的煤被采出后,围岩结构遭到破坏,此处锚杆失去稳定性,而发生冒顶事故。
1.2 顶板裂隙水对锚索的影响随着煤矿开采深度加大,许多巷道顶板赋存含水层,若含水层距离巷道较近时,巷道围岩往往受到裂隙水影响包括岩石软化、泥化和加速风化,另外裂隙水会造成锚索孔淋水,使得锚固剂的锚固力下降,造成冒顶。
1.3 支护设计不合理(1)在设计过程中没有针对顶板地质情况进行仔细探查。
冒顶事故的预防措施㈠巷道冒顶事故的预防1. 合理布置巷道。
矿井主要巷道应布置在稳定的煤层或底板岩层中。
工作面进、回风巷道应根据矿山压力特点,布置在免压区内,尽量采用沿空掘巷和沿空留巷。
2. 选择合理的断面形状和断面尺寸以及支护方式。
对于锚杆支护巷道,应根据断面大小及巷道矿压显现程度,合理布置锚杆的间排距和规格尺寸。
3. 巷道支架(或支设的锚杆)应有足够的支护强度。
巷道支架(或锚杆支护拱)应有足够的支护强度以抗衡围岩压力;巷道支架所能承受的变形量,应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应;尽可能做到支架与围岩共同承载。
并特别注意顶与帮的背严背实问题,杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象。
4. 坚持敲帮问顶制度,加强掘进迎头的临时支护。
严格执行敲帮问顶制度,严格控制空顶距,对于防止掘进工作面冒顶事故非常重要。
当掘进头遇到断层褶曲等地质构造破坏带或层理裂隙发育的岩层时,棚子应紧靠掘进头。
危石必须挑下,无法挑下时应采取临时支撑措施,严禁空顶作业。
在地质破坏带或层理裂隙发育区掘进巷道时要缩小棚距。
㈡采煤工作面冒顶事故的预防采煤工作面应根据冒顶事故的类型采取不同的预防措施。
1. 局部冒顶事故的预防措施⑴靠近煤壁附近的冒顶事故的防治措施不论是炮采工作面还是综采工作面,靠煤壁附近局部冒顶事故的防治措施主要是:第一,及时支护新暴露顶帮;第二,严禁人员在无支护空顶区进行操作。
⑵工作面两端的局部冒顶事故的预防措施为预防工作面两端发生漏顶,可在机头机尾处各用四对一梁三柱的钢梁抬棚支护(即四对八梁支护),或采用端头液压支架支护,抬棚或支架随机头机尾的推移迈步及时前移;在工作面与巷道相连处,宜用一对抬棚,迈步前移,托住原巷道支架的棚梁。
此外,在工作面两端还可以采用十字铰接顶梁支护系统以防漏冒;⑶放顶线附近局部冒顶预防措施此类冒顶事故大多发生在单体支柱工作面。
为此,主要措施有:加强地质及观察工作,确定大岩块的位置及尺寸;在大岩块范围内用木垛等加强支护;当大岩块沿工作面推进方向的长度超过一次放顶步距时,在大岩块的范围内要延长控顶距;待大岩块全部都处在放顶线以外的采空区时,再用绞车回木支架。
煤巷掘进冒顶事故预防及处理巷道顶板事故多发生在掘进工作面及巷道交叉口。
由于巷道冒顶而导致的死亡事故80%以上发生在这些地点。
分析巷道冒顶事故原因,采取针对性的措施,预防事故的发生,对保证安全生产具有重大。
一、掘进巷道冒顶事故原因分析1、工人操作失误煤矿掘进的操作工人除了需要高技术之外,还需要较高的职业道德,从内心重视操作的每一环节。
然而事实上,煤矿掘进过程中的高强度操作,导致工人倦怠,在操作过程中出现敷衍,没有对矿井进行严谨的勘察,对矿井存在的安全隐患或细微问题不能及时反馈和处理,从而给工程留下了安全隐患降低了工程的安全性,威胁后续施工工人的安全,最终引发安全事故。
2、防护支架安装不合理、不及时施工现场安装的支架工作阻力较低,收缩量小,支撑和支护的力度不足,把棚腿架设在浮石和浮煤上,支架顶上和棚子的两帮未插严实,降低棚架的稳定性和整体性,导致支架支撑不住顶板的按压而出现堆垮,造成煤矿的掘进冒顶事故。
工作人员在工作面放炮后未进行及时的支护,或放炮后崩倒支架,未进行及时的扶正和补充,使得两个支架之间的距离变大,降低了支架的承受力,造成空顶时间过长,进而发生煤矿掘进冒顶安全事故。
如发生在2005年3月19 日的一起煤矿安全事故,煤矿工人在工区掘进施工时,该施工巷道的顶板为不完整的火成岩,架棚支护。
工作人员在工作面放炮后,未及时进行支护,在迎头空顶 5 米的情况下,工作人员用风镐在空顶区落煤,由于风镐整体的震动,导致巷道左上方岩石突然坠落,将正在下方工作的多名挖掘人员砸成重伤。
3、地质发生了变化煤矿掘进工作面突然遇到了压力集中区或者断层破碎带等这样的特殊情况时,在事前如果没有对这样的情况进行一定的预判,也没有对其采取有效的措施进行加强支护,容易导致煤矿冒顶事故的发生。
例如: 某煤矿8691运输顺槽掘进工作面,在事前没有考虑到断距为 3.9m 的正断层,煤层在正断层出现变薄,当掘进工作面出现抽冒的现象后才对其采取了撞楔的措施施工。
摘要:本文结合巷道类型、地点、工艺等,对掘进巷道支护中的冒顶事故原因展开分析,并提出科学合理的支护方式,在一定程度上规避井下掘进巷道发生冒顶的风险,从而提高支护质量,确保掘进工程顺利开展。
关键词:掘进巷道冒顶事故政策建议在对工作面及巷道交叉口进行掘进的过程中,容易发生巷道顶板事故,在这些地点死亡事故发生率高达80%以上,因此,对巷道冒顶事故的原因进行分析,同时制定相应的政策建议,进而确保人民群众的生命财产安全。
1掘进工作面冒顶的原因在破岩掘进的过程中,在顶部普遍存在与岩体失去联系的岩块。
在重力的作用下,如果不对这些岩块进行相应的支护处理,在一定程度上可能引发冒落事故;或者进行了相应的支护,但是,由于支护失效或者支撑力不够,对冒落问题未起到实际的防护作用。
2掘进工作面冒顶事故的预防措施2.1合理布置巷道。
在围岩强度高的煤层或底板岩层中,因为巷道的服务时间较长,断面较大需要对巷道进行布置。
2.2对巷道断面尺寸和形状进行合理选择。
对于巷道的断面尺寸和形状,需要结合巷道的实际情况进行科学地选择。
2.3对掘进工作面进行及时的临时性支护。
在工作面10m范围内,对巷道进行相应的支护,同时,在爆破前需要加固处理。
2.4巷道掘进时,棚子或锚杆间距禁止任意加大。
对于煤、岩层来说,如果其比较坚硬且稳定,在加大棚距,或者不设支护时,需要制定相应的安全措施。
2.5对锚杆锚索巷道的工程质量进行严格控制。
对于失效的锚固剂和不合格的锚杆、锚索等在施工过程中严禁使用。
2.6对锚杆锚索巷道的顶板岩性进行探测。
为了保证锚索的锚固端伸入稳定的岩层内部,进而在一定程度上调整支护参数。
2.7通过老巷、地质破碎带及淋水地带时,巷道掘进需要加强支护。
结合实际情况借助前探支架、连锁棚子等措施进行支护,进而在一定程度上不断提高支架的支撑力。
2.8确保巷道支护的质量。
对巷道参照《煤矿安全规程》的相关规定,进行检查和修理。
2.9全面推行中深孔全断面一次爆破技术,改进传统岩巷掘进工艺。
煤巷冒顶事故的原因分析和防范对策1 概况付村煤业公司井田位于滕南煤田南部, 制定生产能力为120万t/a, 主采3上和3下煤层, 以综采为主。
三层煤直接顶板和底板为砂质泥岩, F=4~6;老顶为细砂岩, F=8~10。
三层煤平均埋藏深度500m左右, 煤体硬度F=1.0~2.0。
自1998年矿井试生产以来, 在回采巷道中广泛采纳了煤巷锚网支护技术, 巷道一般制定为矩形, 轨顺和运顺一般宽为4.2m, 高为3.2m;切眼宽为7.2m, 高为2.6m。
其主要支护参数为:顶支护为挂菱形金属网, 铺钢梯, 安装大螺纹树脂锚杆, 钢梯排距800~1000mm;锚杆间距760mm, 排距800~1000mm, 顶锚杆规格Φ20×2200mm。
帮支护为挂菱形金属网, 安装一般钢筋锚杆, 锚杆间距800mm, 排距800~1000mm, 锚杆规格Φ14×1600mm。
自采纳锚网支护技术以来, 曾发生过两次较大型冒顶事故, 一是东二辅助采区皮带巷道冒顶事故, 二是3上205切眼冒顶事故。
其中:在3上205切眼冒顶事故中死亡一人, 对公司的安全生产工作造成不良影响。
因此, 我们对煤巷锚网支护技术结合付煤矿井实际进行研究、总结, 对各项支护参数加以修正, 使顶板隐患消灭在萌芽之中。
2 冒顶原因分析2.1 冒顶特点从矿井发生的冒顶事故来看, 煤巷锚网支护巷道的冒顶具有四个显著特点, 一是在进行巷道施工时, 由于围岩裂隙发育, 出现局部片帮掉顶, 顶帮不平整, 造成部分锚杆托盘不能密贴壁面, 支护质量显然下降。
二是冒顶前巷道围岩显示不稳定状态的一些特征, 如: 煤炮频率、巷道收敛变形速度不减等。
三是冒顶的厚度及面积较大, 两起冒顶事故的冒顶面积皆在20m2以上, 巷道冒顶长度皆在5m 以上, 冒顶厚度皆在2m以上, 没有出现锚杆被拉断的现象。
四是冒顶事故皆发生在一些特别地点, 如: 断层及围岩破碎带〔3上205切眼, 东二辅助采区皮带巷〕应力集中区、穿层巷道〔东二辅助采区皮带巷〕, 巷道宽度较大〔3上205切眼〕。
统计资料表明,煤矿顶板事故占总事故数量的40%,而掘进工作面冒顶事故占顶板死亡事故的20%左右,在煤矿事故中占有很大比重。
因此分析煤矿掘进工作面冒顶事故的原因,研究预测预防措施,做好对冒顶事故的预防,对保护煤矿职工的生命和安全至关重要。
1掘进工作面常见冒顶事故的原因分析1.1敲帮问顶制度执行不严格、不彻底,临时支护措施执行不到位,造成危岩突然坠落产生伤亡事故。
如煤矿综掘队2012年10月9日中班在Ⅱ020205工作面机巷进行掘进作业,工作面顶板压力大,采取短掘短支,掘进一片支护一片,截割完第二片网,综掘机断电造成前探梁无法正常使用,现场人员未进行敲帮问顶工作,打设了3根超前锚杆,在挂网作业过程中,突然顶板发出煤炮声,工作面迎头掌子面和顶板跨落下来大量浮煤,顶板冒落300mm,迎头掌子面垮落,一名员工迎面埋倒在综掘机伸缩油缸处,造成左手小臂骨裂。
1.2锚杆、锚索施工质量不合格,原有支护不能很好的控制顶板,日常顶板观测监管不到位。
如某矿综掘队4月8日夜班在120207机巷掘进过程中,当班验收员进入工作面将迎头验收完毕后,行至后巷1130m架棚处发现行人侧顶板异常,有掉渣现象,立即通知迎头人员迅速撤出,随后巷道1130-1140m段顶板冒落,巷道被堵死,外面能看到十几架钢棚完好。
人员安全无伤亡。
后经事故原因分析认为该段巷道为巷道过断层段,断层层理发育、围岩松软破碎,原有支护设计不能较好的控制顶板。
区队安全技术措施执行不到位。
巷道过断层处锚网索支护、锚索安装质量,架棚支护质量不符合安全技术措施要求。
断层处“一梁二柱”棚不能满足支护要求,未及时补打中柱及锚索桁架。
1.3顶板岩性发生变化,非稳定岩层变厚超过支护厚度。
如金凤煤矿2013年8月24日中班,011805工作面机巷在掘进过程中发生一起冒顶事故。
巷道1870-1876m处顶板发生冒顶。
冒落长度6m,冒落高度约3m。
冒顶的主要原因有该段巷道顶部泥岩变厚,厚度超过3m,泥岩遇顶板水膨胀、自重增加、强度降低,且该段巷道前后32m 锚索未及时施工,顶部支护所采用的φ20×2500mm螺纹钢锚杆未能锚入稳定岩层中,造成支护失效。
摘要:本文分析了煤矿掘进巷道不同支护情况下发生冒顶事故的原因,提出了预防冒顶措施,并根据巷道的不同类型、不同施工地点及工艺,采取相应的支护形式,保证支护质量,才能有效避免冒顶事故的发生。
关键词:掘进巷道不同支护冒顶事故防治措施0引言掘进工作面和巷道交叉口处是常出现巷道顶板事故的地点。
据调查,超过80%的巷道冒顶伤亡事故都发生在这两处。
查明巷道冒顶事故发生的原因,制定有效的措施防止此类事故发生,是确保井下安全作业的重要前提。
1掘进工作面冒顶事故的原因及预防措施1.1导致掘进工作面冒顶的原因掘进破岩后,矿层顶部的岩块会与岩体分离。
此时若不尽快支护,或支护结构强度达不到设计要求,上部矿岩层可能会自然塌落,而发生冒顶事故。
若在断层、褶曲等地质构造较差的地带,或在层理裂隙发育的岩层中开展巷道掘进施工时上部矿岩塌落都属于前者。
爆破不当,周围的支架被崩倒而引起顶部矿岩塌落,由于接顶不严实造成支架被岩块砸坏的冒顶等,均属于后者。
前者也可能同时引起后者的发生,如掘进工作面无支护部分片帮冒顶推倒附近棚子导致更大范围的冒顶等。
1.2预防掘进工作面冒顶事故的措施①按现场施工条件合理布置巷道。
矿井的主要巷道断面大、使用期限长,适合布设在底板岩层或围岩强度高的矿层中。
而工作面上下顺槽尽量采用沿空掘巷和沿空留巷,避开支承压力的影响,并要注意少掘交叉巷道和上下重叠的巷道。
②巷道断面的形状和尺寸应该符合现场实际要求。
③如不能及时安装永久支护,则需设置临时支护措施,以免出现空顶现象。
破岩前,全面加固掘进工作面10m范围内的支护结构。
爆破后,先检查顶、帮的支架结构,按照由外向里的顺序逐一修复受损的支架结构,然后开始井下作业。
④在巷道掘进的过程中,棚距与锚杆间距应根据现场情况而定,原材料的选择和支护参数的设定必须符合工程实际。
遇到稳定、坚硬的矿层,若有必要扩大棚距且无法设置支护,则掘进施工必须有相应的安全保护措施。
⑤严格按质量规范开展锚杆锚索巷道掘进施工,确保锚杆锚索巷道的锚固力,根据掘进施工要求选用合适的锚杆和锚索,禁止采用失效的锚固剂。