煤礦事故應(yīng)急處置——頂板事故

1、煤礦頂板災(zāi)害現(xiàn)狀?，F(xiàn)階段開采的主要是第三紀(jì)、侏羅紀(jì)、石炭二疊紀(jì)的煤炭。煤層頂板多樣。頂板災(zāi)害威脅嚴(yán)重。頂板事故目前是我國煤礦發(fā)生頻率最高、死亡人數(shù)最多的事故類型。頂板組成與分類1.采場頂板的組成與分類煤層頂板是指位于煤層上一定距離內(nèi)的巖層，有煤層依次向上有偽頂、基本頂和直接頂。基本頂按照初次來壓和周期來壓分為：1類來壓不明顯2類來壓明顯3類來壓強烈4類來壓極強烈直接頂按照初次垮落布局和強度分為： 1類不穩(wěn)定頂板 2類中等穩(wěn)定頂板 3類穩(wěn)定頂板 4類堅硬頂板巷道頂板分類： 1）錨噴支護圍巖分類法 1類穩(wěn)定巖層（圍巖穩(wěn)定，長期不支護） 2類穩(wěn)定性較好巖層（圍巖基本穩(wěn)定，長期不支護出現(xiàn)小塊掉落） 3

2、類中等穩(wěn)定巖層（圍巖能持續(xù)一個月以上穩(wěn)定，有時會產(chǎn)生局部巖塊掉落） 4類穩(wěn)定性較差巖層（圍巖穩(wěn)定時間僅有幾天） 5類不穩(wěn)定巖層（圍巖很容易產(chǎn)生冒頂片幫）按頂板完成度劃分為： 1類完整（巨塊狀整天結(jié)構(gòu)） 2類較完整（塊狀結(jié)構(gòu)） 3類較破碎（層狀結(jié)構(gòu)、塊石碎石結(jié)構(gòu)） 4類破碎（碎石角礫架構(gòu)） 5類較破碎（散體狀結(jié)構(gòu)）采場頂板事故災(zāi)害分類與特點。 采場頂板事故包括采煤工作面推進及設(shè)備安裝過程中出現(xiàn)的頂板事故?；夭晒ぷ髅媸琼敯鍨?zāi)害的主要發(fā)生地點。1.按照頂板冒落的范圍和可能的危害程度，分為：局部冒頂和大面積切頂事故。2.按照力源分：壓垮型、漏冒型和其他類型。1）局部冒頂事故 特點是發(fā)生的范圍小，容易忽

3、視。易發(fā)生的條件和特點： （1）薄層結(jié)構(gòu)的復(fù)合頂板，在支撐壓力的作用下容易破碎而冒落。 （2）開采煤層的埋藏深度、采高、工作面長度較長時，在采動應(yīng)力作用下容易破碎冒落。 （3）容易發(fā)生的地點主要有煤壁附近區(qū)域、放頂線附近、上下端頭及附近的工作面巷道內(nèi)。 （4）發(fā)生的高峰從基本頂來壓時刻開始至來壓過程完成，此時的危險性大大增強。2）壓垮型頂板事故 包括向煤壁方向壓垮和向采空區(qū)方向壓垮。 （1）支架阻力不足，不能平衡直接頂大面積運動的作用力，在頂板下沉過程中被壓裂、壓斷，失去支撐能力。 （2）支架阻力能夠滿足直接頂沉降的作用力，但允許壓縮量不能適應(yīng)頂板下沉的要求，在基本頂和已被迫斷裂沉降的直接頂?shù)?/p>

4、作用下被壓斷，從而失去支撐能力。 （3）支架被壓入強度低的頂板，失去支撐作用，不能控制頂板下沉，從而引起的頂板垮落。 由于基本頂運動引起的壓垮，因其作用力的性質(zhì)和始動方向不同，可分為以下兩類： （1）沖擊推垮型?；卷斒紫葘⑵渥饔昧κ┘佑诳拷幱陔x層的直接頂上，造成煤層片幫和頂板下切，緊接著快速下沉的頂板把直接頂推垮。 （2）壓垮型。支柱剛性較大，而可縮量很小，支柱之間的載荷不均衡，當(dāng)基本頂來壓時集中載荷較大的支柱首先被壓斷，隨著載荷的轉(zhuǎn)移和不斷增加，破壞支柱不斷增加，最后導(dǎo)致工作面被壓垮。3）推垮型頂板事故 煤層頂板產(chǎn)生較大離層，失去層面方向約束，產(chǎn)生較大的推力推到支架造成垮面，根據(jù)推力方向

5、的不同，可分為沿傾斜推垮、向煤壁方向推垮、向采空區(qū)方向推垮。發(fā)生事故條件：（1）直接頂與基本頂分界層間或復(fù)合結(jié)構(gòu)的直接頂分層之間出現(xiàn)較大的離層空間。（2）直接頂或其下部分層處于四周割裂的孤島狀態(tài)。（3）因斷層面等構(gòu)造影響直接頂被切斷。（4）厚煤層分層開采，下分層金屬網(wǎng)假定下開采時，金屬網(wǎng)上形成懸浮頂板。 4）厚煤層難冒頂板大面積冒頂 當(dāng)煤層頂板是整體厚層硬巖層時，往往懸浮上千、上萬平方米才能冒落，產(chǎn)生強烈沖擊力，而且將采空區(qū)內(nèi)的氣體瞬間擠出，形成暴風(fēng)，產(chǎn)生極大破壞力。2.巷道頂板災(zāi)害分類與特點（1）局部小范圍頂板墜落。巷道掘進后或維修過程中，產(chǎn)生局部空頂或支護強度偏弱，造成局部范圍內(nèi)的危巖冒落

6、。（2）壓垮型。因巷道支護體強度低，或受斷層、陷落柱、上部老巷或分層開采時上分層矸石膠結(jié)程度影響，大范圍巖層的下沉運動給支護體造成沖擊載荷，支護體不能承受頂板沖擊力而引起的較大范圍冒頂。（3）推垮型。在傾角較大的傾斜巷道中破頂掘進時，由于頂板巖層沿層面方向的約束條件受到破壞，頂板巖層在自重作用下產(chǎn)生的下滑力超過支架承受極限而推垮。頂板事故災(zāi)害的特點（1）突發(fā)性。在搶救初期容易出現(xiàn)失誤，造成事故的損失擴大。 （2）繼發(fā)性。發(fā)生頂板事故后，由于周邊頂板處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在未能及時采取有效的處理措施時容易再次垮塌，擴大事故范圍。 （3）破壞性。礦井各系統(tǒng)破壞，瓦斯等有毒有害氣體積聚，容易導(dǎo)致人員中毒和

7、瓦斯爆炸等事故發(fā)生。（1）堅持“分工合作、落實責(zé)任”的原則。煤礦發(fā)生重大事故后，應(yīng)立即確定應(yīng)急救援第一責(zé)任人及救援領(lǐng)導(dǎo)小組，及時指導(dǎo)災(zāi)害應(yīng)急救援工作。（2）堅持“統(tǒng)一指揮”的原則。搶險救災(zāi)工作必須在救災(zāi)指揮部的統(tǒng)一組織指揮下迅速有序開展。 （3）堅持“外部救援與自救相結(jié)合”的原則。事故發(fā)生初期，事故礦井應(yīng)按照“礦井災(zāi)害預(yù)防與處理計劃”積極組織搶救，并迅速通知、組織遇險人員沿避災(zāi)路線撤離，防止事故擴大。（4）堅持“安全搶險防止事故擴大”的原則。在搶險救災(zāi)過程中應(yīng)采取措施防止二次事故發(fā)生，確保搶救人員的安全。 （5）堅持“緊急救護”的原則。搶救人員應(yīng)本著“先重后輕，先活后死”的原則實施搶救措施，盡

8、最大力量減少人員傷亡。 （6）堅持“通訊暢通”的原則。井上下應(yīng)設(shè)專用指揮電話，并保證始終緊跟搶險進度，保持通風(fēng)通暢。（7）堅持“快速恢復(fù)通風(fēng)、供水等系統(tǒng)”的原則。頂板事故發(fā)生后往往容易造成局部地區(qū)無法通風(fēng)，有毒有害氣體積聚，必須盡快恢復(fù)通風(fēng)系統(tǒng)，確保受災(zāi)人員及救災(zāi)人員生命安全，同時積極搶修壓風(fēng)、供水管路，保證遇險人員基本的氧氣供應(yīng)和水供應(yīng)等生存條件。1.采煤工作面冒頂時避災(zāi)自救的主要措施（1）迅速撤退到安全地點。當(dāng)發(fā)現(xiàn)工作地點有即將發(fā)生冒頂?shù)恼髡?，而?dāng)時又難以采取措施防止采煤工作面頂板冒落時，最好的避災(zāi)措施是迅速離開危險區(qū)，撤退到安全地點。（2）遇險時要靠煤幫貼身站立或木剁處避災(zāi)。從采煤工作面

9、發(fā)生冒頂?shù)膶嶋H情況來看，頂板沿煤壁冒落是很少見的，因此，當(dāng)發(fā)生冒頂來不及撤退到安全地點時，遇險者應(yīng)靠煤幫貼身站立避災(zāi)，但要注意煤壁片幫傷人。另外，冒頂時可能將支柱壓斷或推倒，但在一般情況下是不可能壓垮或推倒質(zhì)量合格的木剁。（3）遇險后立即發(fā)出呼救信號，冒頂對人員的傷害主要是砸傷、掩埋或隔堵。冒落基本穩(wěn)定后，遇險者應(yīng)立即采用呼叫、敲打物料等方法，發(fā)出有規(guī)律、不間斷的呼救信號，以便救援人員施救。被堵隔人員不要驚慌失措，切忌采用猛烈掙扎的辦法脫險。應(yīng)當(dāng)有組織地維護好自身安全，構(gòu)筑脫險通道，配合外部的營救工作。2.掘進工作面冒頂避災(zāi)自救措施:（1）遇險人員正視發(fā)生災(zāi)害，勿驚慌失措，自覺聽從領(lǐng)導(dǎo)和有經(jīng)驗

10、老工人指揮。減少體力消耗，有計劃使用水、食物、礦燈。（2）如有電話，立即匯報災(zāi)情、遇險人數(shù)、自救措施，否則，應(yīng)采取敲擊鋼軌、管道和巖石方法發(fā)出有規(guī)律的呼救信號，以便營救人員，了解災(zāi)情，組織力量進行搶救。（3）維護加固冒落地點和人員躲避處的支架，并派人檢查，以防止冒頂進一步擴大，保障被堵人員避災(zāi)時的安全。（4）如人員被困地點有壓風(fēng)管，應(yīng)打開壓風(fēng)管給被困人員輸送新鮮空氣，并稀釋被隔堵空間的瓦斯?jié)舛龋饕Ｅ?.回采工作面頂板災(zāi)害應(yīng)急救援技術(shù)（1）工作面垮落范圍較小，矸石塊度小，比較破碎，并且繼續(xù)下落，矸石扒一點漏一點時，救護人員可采用撞楔法處理，控制住頂板。（2）頂板沿煤壁冒落，矸石塊度比較破碎

11、，遇險人員又靠近煤壁位置時，可采用沿煤壁有冒頂區(qū)從外向里掏小洞，架設(shè)梯形棚維護頂板，邊支護邊掏洞，直到把遇險人員救出。（3）當(dāng)遇險者位置靠近放頂區(qū)時，可沿放頂區(qū)由外向里掏小洞，架設(shè)梯形棚子，木板背頂，或用前棚邊支護邊掏洞，把遇險人員救出。（4）如果底板是巖石，掏不動，遇險人員位置在金屬網(wǎng)或條頂板下面，可沿煤壁小洞尋找遇險人員。 （5）當(dāng)頂板冒落范圍不大時，如果遇險人員被大塊矸石壓住，可采用千斤頂?shù)裙ぞ甙汛髩K巖石頂起，將遇險人員迅速救出。（6）當(dāng)冒頂范圍不超過15平方米，可采用人工搬運，由外向里，先用雙腿套棚，打木剁及開小巷等辦法，清理矸石，找人。 （7）如果冒頂范圍較大，采用補巷繞過冒頂區(qū)。2.掘進工作面頂板災(zāi)害應(yīng)急救援技術(shù)1）木剁法（1）“井”字木剁：冒落高度小于5米，垮落穩(wěn)定。（2）“井”字木剁與小棚結(jié)合處理法：冒頂高度超過5米，垮落穩(wěn)定。2）搭涼棚法：垮落的拱不超過1米，頂板巖石穩(wěn)定，長度不大，用長料搭在垮落空間兩頭完好的支架上，在“涼棚”的掩護下，完成人員救護、清理垮落物、架棚等工作。3）撞楔法