煤矿顶板安全事故、特点

1. 煤矿顶板安全事故、特点

我国是一个煤炭资源大国(资源量约为5×1012t)，煤产量居世界首位，占我国一次性能源生产和消费总量的75%左右。据预测，在未来20～50年内，我国一次性能源生产和消费以煤炭为主的格局不会改变，因此，煤炭开采生产将仍然是我国能源开发、生产的主要工作。近几年来，顶板事故的发生次数和由于顶板事故造成的死亡人数所占的比例都是煤矿各类事故中最高的，其中乡镇煤矿顶板事故尤为突出，乡镇煤矿顶板事故发生次数和死亡人数均占到所有顶板事故的70%以上。
据统计，我国综采面开机率为25%，从造成系统工作面不可靠及事故的影响因素来看，由顶板事故、工作面端面顶板冒落所造成的工作面停产时数与总时数的比值高达40%～60%，是造成高产高效工作面系统不可靠的主要因素(曹代勇等，2000，2002)。仅在淮南矿务局，自1989年以来，由于顶板事故造成压架700余起，直接经济损失1.1亿元。新中国成立以来，我国煤矿上因顶板事故死亡人数占了煤矿总死亡人数的很大比例，2004年、2005年中国煤矿安全事故比例(图1.1)及中国煤矿死亡人数比例(图1.2至图1.5)显示，若能将大的恶性瓦斯事故有效控制，影响煤矿安全最大的问题是顶板安全问题(曹庆奎等，2004)。因此煤层顶板稳定性是确保安全、高效生产的基本条件，是地质与采矿工程技术人员重点研究的课题。

图1.1 中国煤矿安全事故比例


图1.2 中国煤矿死亡人数比例

近年来，我国东部地区新建矿井大多以深部开采为主，而东部许多老的主力矿井也相继转入深部开采。随着开采深度的增加，煤层顶板压力逐渐增加，深部煤层顶板跨落严重，矿山灾害频发，而且对岩性变化和构造的预测愈来愈困难，煤层顶板稳定性问题显得尤为重要，因此，对煤矿顶板稳定性进行分析研究是保证煤矿安全生产亟待解决的实际问题。

图1.3 1953～2004 年中国顶板安全事故死亡人数占煤矿总死亡人数统计


图1.4 采煤工作面顶板事故发生类型


图1.5 全国煤矿死亡人数比例分布 ( 截至 2007 年底)

煤层顶板跨落是煤矿生产中常见的灾害，煤层顶板稳定性受地质条件和采掘工程的影响，因而顶板稳定性问题是岩体结构复杂性与井下工程适应性和协调性的综合反映，煤层顶板条件直接影响到采掘方式、支护形式、采区设计和布置，因此在开采设计中准确了解岩体结构及其对顶板稳定性的影响，具有重要的理论和实际应用价值。
现今对煤层顶板的研究已形成了岩体结构理论、矿压理论和地质模型、力学模型等理论和方法，地质因素对煤层顶板稳定性起控制作用，顶板类型的划分及综合评价和预测对于顶板管理有重要指导作用。对于矿井采掘工程，煤层顶板稳定性主要由顶板岩体力学性质及岩体中应力分布规律所决定，而顶板力学特征则受顶板地质结构的控制。煤层顶板条件分区及综合评价是开采方式选择及顶板管理的前提，在准备采面顶板条件评价中，一般根据钻探资料及矿井地质资料中顶板岩体分布规律、地质构造特征及地应力场因素，结合采面顶板特征进行综合评价。但是，煤层顶板稳定性受多种地质因素的影响，存在下面几个问题: ①煤层顶板主要受到岩性、地质构造、水文地质条件和顶板的岩石力学参数等因素影响，而这些因素间的定量关系及研究方法有待进一步作深入分析; ②以往对顶板构造、岩性变化分析及顶板稳定性分区及评价、预测都是利用钻探、测井等传统地质手段，由于工程量的限制和地质研究方法的局限性，很难进行顶板空间展布的精确研究; ③庞大的地质数据信息处理，要求生成方便、直观和精确充实的专题图件难以实现，急需采用一个先进的平台管理不同属性的地质数据来生成各种专题图件，因此，对煤层顶板稳定性分析和采用先进的勘探技术和高效的计算机技术等手段来预测和评价具有重大意义。
计算机技术迅猛发展，空间地理信息系统、地球物理勘探技术特别是三维地震勘探、数字测井等方法在煤矿深部开采中的广泛应用，微观及宏观探测、防治技术与理论方法研究的进展，都为煤层顶板稳定性的预测和评价的研究奠定了坚实的工作基础。
煤层顶板稳定性受多种因素影响，涉及大量的空间数据及属性数据，用一般手段难以实现研究目标和指导生产、管理，而地理信息系统 ( GIS) 能处理这种大量的、空间的、且有属性的数据，而且可方便地生成各种专题图件，实现煤层顶板稳定性的定量化预测。
本书利用 GIS 技术把三维地震、数字测井与矿井地质资料有机结合对煤层顶板稳定性进行评价预测，即: 以 GIS 为平台，对多源数据 ( 以三维地震数据为主，并结合钻探、测井、矿井地质等各种与煤炭开采活动相关的地质数据) 进行复合处理，通过对影响煤层顶、底板稳定性的多个因素进行逐一分析，建立煤层顶板稳定性评价模型，从而预测工作区各部分的煤层顶板稳定程度，以指导实际生产。

2. 煤矿顶板冒顶怎么办？

　　冒顶事故是指矿井采掘时，通风道坍塌所产生的事故，是矿井采掘工作面生产过程中经常发生的。
　　冒顶事故发生后，应迅速抢救被困人员、恢复通风。
　　首先，应直接与被困人员联络(呼叫、敲打、使用地音探听器等)来确定被困人员所在的位置和人数。如果被困人员所在地点通风不好，必须设法加强通风，并利用压风管、水管及开掘巷道、打钻孔等方法，向被困人员输送新鲜空气、饮料和食物。如果觉察到有再次冒顶危险时，首先应加强支护，有准备地做好安全退路。在冒落区工作时，要派专人观察周围顶板变化，注意检查瓦斯变化情况。在清除冒落歼石时，要小心地使用工具，以免伤害被困人员，应该根据冒顶事故的范围大小、地压情况等，采取不同的抢救方法。
　　其次，采煤工作面应先抢救被困人员，接着就是采取措施恢复生产。处理的方法应根据冒顶区岩层冒落的高度、冒落岩石的块度、冒顶的位置和冒顶影响范围的大小来决定。同时，还要根据煤层厚度、采煤方法等采取相应的措施。

3. 非煤矿地下矿山怎样抓好顶板事故

申办非煤矿矿山企业安全产许证应具备条件：
02021、建立、健全主要负责、管负责、安全产管理员、职能部门、岗位安全产责任制；制定安全检查制度、职业危害预防制度、安全教育培训制度、产安全事故管理制度、重危险源监控重隐患整改制度、设备安全管理制度、安全产档案管理制度、安全产奖惩制度等规章制度；制定作业安全规程各工种操作规程；
02022、安全投入符合安全产要求按照关规定提取安全技术措施专项经费；
02023、设置安全产管理机构配备专职安全产管理员；
02024、主要负责安全产管理员安全产知识管理能力经考核合格；
02025、特种作业员经关业务主管部门考核合格取特种作业操作资格证书；
02026、其业员按照规定接受安全产教育培训并经考试合格；
02027、依参加工伤保险业员缴纳工伤保险费；
02028、职业危害场所进行定期检测防治职业危害具体措施并按规定业员配备符合家标准或行业标准劳防护用品；
02029、依进行安全评价；
020210、作业环境安全条件危险性较设备进行定期检测检验预防事故安全技术保障措施；
020211、石油气储运设施、露边坡、员提升设备、尾矿库、排土场、爆破器材库等易发事故场所、设施、设备登记档案检测、评估报告及监控措施；
020212、制订井喷失控、毒窒息、边坡坍塌、冒顶片帮、透水及坠井等各种事故及采矿诱发质灾害等事故应急救援预案；

4. 煤矿发生顶板事故后如何处理

事故特征

a).顶板事故主要有工作面片帮、漏顶、冒顶。

b) 事故多发生采煤工作面、采掘巷道、维修巷道中。

c) 顶板事故没有季节性，一旦发生超限，会造成人员伤亡。

d).顶板的预兆：顶板连续发出断裂声；顶板下沉量增加。煤帮预兆：煤质变得松软，片帮煤增多；电钻打眼时感到钻进省力。支架预兆：木支柱大量被压劈、压裂或折断，工作面可以连续听见木支柱断裂声。绞接顶梁工作面顶梁楔子会弹出【摘要】
煤矿发生顶板事故后如何处理【提问】
事故特征

a).顶板事故主要有工作面片帮、漏顶、冒顶。

b) 事故多发生采煤工作面、采掘巷道、维修巷道中。

c) 顶板事故没有季节性，一旦发生超限，会造成人员伤亡。

d).顶板的预兆：顶板连续发出断裂声；顶板下沉量增加。煤帮预兆：煤质变得松软，片帮煤增多；电钻打眼时感到钻进省力。支架预兆：木支柱大量被压劈、压裂或折断，工作面可以连续听见木支柱断裂声。绞接顶梁工作面顶梁楔子会弹出【回答】
应急组织与职责

应急自救组织形式及人员构成情况：

基层单位应急自救组织以班组为单位，由全班组人员组成。应急自救组织组长由班组长担任，成员为全全体班组人员组成。

应急自救组织机构、人员的具体职责：

a）应急自救组织组长职责

①负责察看事故性质、范围和发生原因等情况，并快速报告给调度室。

②带领全班组人员，开展自救、互救工作。【回答】
b）应急自救组织成员职责

①在班组长的带领下开展自救、互救工作。

②尽可能采取措施减少事故扩大，减小人员伤亡。【回答】
应急处置

事故应急处置程序。

现场发生顶板事故后，现场人员必须立即向矿调度室汇报。

现场应急处置措施:

a)巷道发生冒顶事故后，必须立即停止该地区作业，撤出所有人员，跟班区队长、 班组长立即清点人数，组织抢救， 同时向矿调度室汇报冒顶地点、冒顶高度、长度等情况。

巷道发生冒顶后，要分析发生冒顶的原因，分析巷道顶板岩性，判断冒顶的范围、大小，根据现场情况和分析结果编制有针对性的专项安全技术措施。【回答】
抢救人员根据救灾指挥部制订的方案和安全措施，采取各种可能的方法，尽快抢救遇险人员。要用呼喊、 敲击等方法确定遇难人员位置、人数。大块矸石可用千斤顶、撬棍等工具掀开。顶板如有冒落危险时， 必须采取临时支护，防止二次冒落。

处理冒顶时，必须在可靠的临时支护下作业，严禁空顶作业。

处理冒顶前，应先加固好冒顶区前后的支护。使用棚子支护的，应根据围岩压力大小加密棚距，把棚子扶正扶稳。棚子之间要安装好拉杆等，使支架形成一个联合体，棚子顶帮要背严背实。使用其它支护方式的也需要采取补棚子等加强措施。

应优先考虑采用锚喷支护处理冒顶；对伴有淋水的破碎岩石冒顶处理方法，应优先考虑采用注浆封堵加固法。【回答】
发生堵人事故，可采取压风、供水管路通风、沿煤帮掏小洞、 打钻孔供风供食物等方法处理。处理冒顶时必须备足支护材料。

处理冒顶事故必须由有经验的工人进行，棚顶等工作必须有专人观察顶板， 处理垮落巷道的方法有木垛法、搭凉棚法、撞楔法、打绕道法。

冒顶处理通过后，完善加强支护和观测措施。【回答】
b)回采工作面冒顶事故处理：

回采工作面发生冒顶事故，区队长、 班组长立即清点人数，组织抢救，并向矿调度汇报冒顶位置、范围、 高度等情况。

抢救人员根据指挥部门的方案措施， 尽快抢救遇险人员，具体处理冒顶的方法， 根据现场情况可采取以下相应措施：

发生冒顶时，采取掏梁窝、架单腿棚或悬臂梁、小木垛的方法；工作面架前冒顶，根据现场情况，采用打贴帮柱、木架棚顶等措施，由上向下的处理方法。

处理冒顶在人员抢救出前，如用溜子出矸， 必须在冒顶下方断开溜子，重接机尾，如机组在冒顶下方， 必须将机组吊起。【回答】
处理冒顶时，必须加强通风管理， 瓦斯浓度高时要切断电源。必要时采取局扇供风。

对抢救出的人员要在现场进行止血、 人工呼吸等医术抢救，撤至安全地点后，医务人员进行急救并监护上井。

事故报告的基本要求和内容：

报告事故时必须说明事故的地点、性质、严重程度、受威胁的人员数、可能影响的范围是否扩大等。【回答】