冶金矿山冒顶事故常见原因及预防措施

发布时间：2007年10月02日
作者：蒋勇编辑
来源：采集
浏览：次
查看所有评论
【}">打印文章】

位置：易安网>> 安全技术>> 非煤矿山

冒顶事故对矿井安全生产危害极大，因此，加强矿山顶板管理，预测井下工作面可能存在的隐患，及时采取预防措施很有现实意义。
矿山的顶板岩体冒落事故，依其冒顶片帮的范围和伤亡人数，一般可分为大冒顶、局部冒顶、松石冒落三种。大冒顶通常发生在属沉岩矿种开采的矿山，冶金矿山较少发生。本文主要研究局部冒顶和松石冒落，并统称冒顶事故。这类冒顶事故多发生在以下几种情况：在顶板比较破碎的工作面；在岩层层理、节理、断层比较发育易离层的工作面；在深矿井、超深矿井、爆破通风后排除工作不当的工作面。
冒顶事故发生的原因分析
冒顶事故的发生，一般与矿山地质条件、生产技术和组织管理等多方面因素有关。按事故分类统计资料，属于生产组织管理方面的原因占45.6%，属于物质技术方面的原因占44.2%，属于冒险作业等因素引起的事故仅占10.2%。
一、生产组织管理方面
1．采矿方法选择不合理
采矿方法选择不合理是引发冒顶事故的一个主要原因。据统计，我矿6年中共发生9起采场冒顶事故，其中留下不规则矿柱空场法采场的事故占55.6%；房柱法采场的事故占33.3%；浅孔留矿法采场的事故占11.1%。
2．顶板支护方法不合理
采场工作面或大断面掘进，支护方法不合理或支护不及时，是导致冒顶事故的另一个主要原因。当工作面附近的顶板岩石比较破碎，构造比较发育时，支护方法不合理或支护不及时，极易造成顶板突然冒顶或片帮，引发事故。我矿发生的有人员伤亡的9次冒顶事故中，因支护方法不合理或支护不及时造成的有6次，占66.7%。
3．浮石处理不当
巷道内松石冒落多半发生在距工作面10米以内，采场内松石冒落多半发生在采场顶板并不太高的情况下。
浮石处理不当，排除工技术不熟练，检查不周，疏忽大意甚至没有检查，是造成冒顶伤亡事故的原因之一。浮石处理不当所引起的伤亡事故，大多是由于浮石处理前对工作面顶帮缺乏全面细致的检查，以及浮石处理时站立的位置不当和排除工的技术不熟练等造成的。我矿505中段PD2采场就发生过一次因站立位置不当，排除工被处理后的浮石顺撬棍滑下砸伤的事故。
4．防护用品使用不当
在矿井内工作时，由于没有正确使用防护用品而使冒顶事故扩大化的事例常有发生。1999年8月，上坑金矿某民工在上山口出碴时，由于安全帽没系带，低头时安全帽落下，正好被上山顶部顶板落下的一块浮石砸中头部而死亡。
5．人员管理跟不上
一是井下使用的新工人多，对井下作业环境不了解，又缺少安全知识技能的培训，新老交替衔接不上，不能及时有效地“敲帮问顶”而引发事故。我矿2002年4月的冒顶事故，就是由于新工人缺乏必要的安全知识，处理顶板险岩时因站立位置不当而造成一人死亡。
二是井下管理人员对顶板管理不重视，没有行之有效的顶板管理办法和监督约束机制，以致顶板管理松懈，无人员伤亡的小冒顶事故不断，有人员伤亡的冒顶事故也就不可避免了。
二、物质技术方面
1．松石检测技术落后
“敲帮问顶”是一项灵活有效的松石检测方法，仍在各国沿用。但撬棍检查处理松石时，有一定的局限性。资料表明，当松石厚度大于0.4米，面积大于1.5平方米时，“敲帮问顶”已无济于事。外国一些矿山在使用“敲帮问顶”时，还同时使用如超声探测、红外线辐射检测等先进检测方法。我国的中小型冶金矿山受技术、经济等条件限制，大多数都是单纯使用撬棍来“敲帮问顶”，明显存在着松石检测不彻底及检测时检测人员的人身安全受威胁等缺点。
2．顶板处理技术不完善
喷锚支护是预防冒顶事故的一项有效措施，它的施工工艺也比较成熟，本应在矿山中大量推广使用。但我国的绝大多数中小型冶金矿山却因各种原因没能使用该项技术，仍在沿用木支护等古老支护工艺，甚至不支护，使矿山顶板维护的有效性受到了较大的影响。
3．采矿工艺不合理
我国的一些中小型冶金矿山特别是一些民办冶金矿山，采矿工艺不合理，甚至存在着严重的工艺缺陷。这些矿山由于缺乏采矿技术人员，采矿方法是从其它矿山或书本上生搬硬套来的，不能及时根据矿山的实际地质构造、岩性特征等采取相应的采掘技术，以致采场暴露面积、落矿工艺、回采工艺等不合理，采矿过程中又不能及时改进，有的小矿山甚至连一个井下技术人员也没有，这些都严重影响了顶板管理的有效性。
三、冒险作业方面
改革开放以来，受经济利益的驱动，矿山井下的险、累、脏活都由民工来做，且不少矿山撤消了井下专职排险工，井下排险作业一般由民工兼职。这些民工经常出现冒险作业现象，并由此引发一些冒顶伤亡事故。我矿2000年6月就发生一次因民工在井下冒险作业，导致2人受轻伤的冒顶事故。
冒顶事故的预防措施
1.及时调整采矿工艺，保证合理的暴露空间和回采顺序，有效控制地压
要加强矿井地质工作和采矿方法的实验研究，对原设计的采矿方法不断进行改进，找出适合本矿山不同地质条件下的高效安全的采矿方法，加大采矿强度，及时处理采空区。要控制好采场顶板的稳定性，必须要有一个合理的开采顺序，因此要合理确定相邻两组矿脉的回采顺序；要根据不同的地质条件和采矿方法，严格控制采场暴露面积和采空区高度等技术指标，使采场在地压稳定期间采完。
2.要加强顶板的检查、观测和处理，提高顶板的稳定性
顶板松石冒落往往是造成人员受伤的重要原因。对顶板松石的检查与处理，是一项经常性而又十分重要的工作，必须固定专人按规定的制度工作，才能确保顶板安全生产，防止松石冒落顶板事故发生。对一些危险性较大的采场，在技术、经济允许的条件下，应尽量采用科学方法观测顶板。目前国内较经济简便的观测手段有光应力计、地音仪及岩移观测等。要观测摸索不同岩石岩移的规律，科学地掌握顶板情况。对已发现的不稳定工作顶板，要及时进行处理，并尽可能采用科学有效的措施（如喷锚支护等）防止冒顶事故发生。
3.科学合理地布置巷道及采场的位置、规格、形状和结构
要避免在地质构造线附近布置井巷工程，因为垂直于地质构造线方向的压应力最大，是岩体产生变化和破裂的主要因素。
要避免在断层、节理、层里破碎带、泥化夹层等地质构造软弱面附近布置井巷工程。因为在这些地方布置的工程更易产生冒顶。如井巷工程必须通过这些地带，也应采取相应的支护措施或特殊的施工方案。
井巷、采场的形状和结构要尽量符合围岩应力分布要求。因此，井巷和采场的顶板应尽量采用拱形。因为围岩的次生应力不仅与原岩应力和侧压系数有关，而且还与巷道形状有关。采用拱形形状时，施工难度不大且顶板压力不会太集中，顶板稳定性较好。
4.加强顶板管理，提高顶板管理的技术水平
一是加强安全教育和安全技术知识的培训工作，提高各级安全管理人员的技术水平，树立“安全第一”的思想，遵章守纪，建立群查、群防、群治的顶板管理制度。在各工作面备有撬棍，设立专人或兼管人员具体负责各工作面的排险工作，设立警告标志，做好交接班制度等。
二是结合矿山实际，总结顶板管理的经验教训，从地质资料的提供、井巷设计、井巷维护技术、施工管理，制订出一套完整的井巷施工顶板管理标准，为科学有效地管理顶板提供技术支持。