煤矿顶板灾害频发!冒顶、片帮等危害有多可怕?你知道吗?

1 事故特征

1.1 事故危险性分析、可能发生的事故类型

顶板灾害,亦称作围岩坍塌煤矿顶板事故应急救援演练方案,通常涵盖冒顶、片帮、地板膨胀及冲击地压等多种危害。此类灾害的发生,主要受到围岩力学特性、围岩控制措施的实施以及顶板管理措施成效的影响。顶板灾害在煤矿中是一种常见的事故类型。一旦矿井顶板发生事故,往往会导致大范围的顶板压力,引发工作面岩石的坍塌、片帮冒顶、支架及设备的损坏,并可能造成人员伤亡。也可能造成有毒有害气体喷出,引发爆炸和燃烧继发事故。

1.2 顶板事故易发生的地点

冒顶灾害事故常见于煤矿的采掘作业区、隧道施工区域、巷道修缮区域以及若干其他区域。在地质结构复杂、顶板管理难度较大的区域,例如断层区域、褶皱区域、侵蚀区域、裂缝发育区域以及塌陷柱周边,这些地方往往是矿井顶板事故的高发区。

1、 2014年采掘生产范围:

(1)采煤:1609、2608、1612;

掘进工程包括1612、2612、2616三个工作面的准备工作。

重点确保中三采区的三条下山巷道和+1345米水平巷道系统的连通性,以及变电所、泵房、水仓等相关工程的顺利进行。

2、可能发生冒顶事故的地方有:

煤层受到地质构造的显著影响,导致顶板容易破碎,底板则可能出现松软现象,这些因素使得支护工作变得尤为困难,若支护不及时,便极易引发冒顶事故。

该煤层厚度较厚,且与上部的6上煤层距离较近,形成了复合型顶板结构,因此在进行支护工作时难度较大,若支护不及时,很容易发生顶板坍塌。

(3)掘进工作面遇地质构造或软岩时,也有冒顶的可能性发生。

在维修巷道的过程中,若顶板出现破碎且未及时进行支护,或者支护的质量不达标,便可能导致冒顶事故的发生。

2014年,顶板管理的核心关注点集中在:包括所有采煤作业面、岩石巷道的挖掘以及巷道的维护工作。

1.3 事故可能出现的季节

冒顶事故的发生并无明显季节性特征,通常出现在年底、雨季以及节假日等时段。在这些时期,由于人们心理状态的变化,违规操作的概率有所上升,进而使得事故发生的风险显著增加。

1.4 事故前可能出现的预兆

1、大面积冒顶的主要预兆

(1)顶板的预兆

顶板不断发出断裂的声响,偶尔还会传来沉闷的雷鸣般的声音,这一现象是由顶板断裂所引起的。当顶板突然施加压力,且工作面的整体支撑力不足时,顶板下沉的幅度会急剧上升,沿着煤帮方向会出现裂缝,原有的裂缝会进一步扩大,甚至可能出现台阶状的下沉。

顶板承受大面积压力时,破碎区域会持续出现石块脱落,岩石粉末随之落下,岩尘四处飘散。若整块顶板含有顶煤,煤块与顶板之间的空隙会使得二者分离并脱落。

3) 在伪顶和假顶下,有大量的煤屑和碎矸石下落卷起尘雾。

顶板较为坚固,或者是在初次进行放顶作业之后,采空区内的顶板有时会出现较大面积的未垮落现象。为了预测采空区顶板的活动状况,我们在采空区的倾斜方向上,每隔20至30米设置一根木制的顶柱,并将其2/3的缺口砍掉作为信号柱。一旦顶板施加压力,信号柱便会弯曲断裂,并发出声响。

(2)煤帮的预兆

顶板压力在冒顶前显著上升,这导致工作面及其周边巷道的煤帮承受了更大的压力,从而使得煤质变得脆弱,片帮现象也随之增多。

2) 在工作中使用电钻打眼比平时省力。

3) 采煤机工作用电负荷减少等。

(3)支架的预兆

在应用木制支撑结构时,常常会出现支架承受巨大压力而大量损坏或断裂,同时伴随着明显的响声;而采用金属制成的支柱,将耳朵贴近柱体,便能清晰听到支柱在承受压力后所发出的声响。

随着顶板压力持续上升,活柱急剧缩短,并接连不断地发出“咯咯”的声响;同时,若作业面存在底层煤炭或顶板软弱且易碎,支架可能会出现插入底层或穿透顶板的情况。

在工作面采用铰接顶梁的情况下,顶板受到冲击压力时,会出现所谓的“飞楔”现象,此时楔子可能会被挤出去或者弹出来。

(4)瓦斯及淋水的预兆

在含瓦斯煤层,瓦斯涌出量突然增加;有淋水的顶板淋水量增加。

2、局部冒顶的预兆

木支柱发出劈裂的声响,随后随即出现梁柱断裂的情形;金属支柱的活柱急剧下降,亦伴随着巨大的噪音;偶尔,还能听见采空区顶板断裂时传来的沉闷雷鸣声。

顶板出现严重破裂,随之而来的是折梁断柱情况增多,紧接着便是顶板掉落碎石的现象。掉落的碎石越多,表明顶板所承受的压力也就越大。

(3) 煤壁片帮。冒顶前片帮煤比平时增多。

(4) 裂缝。当顶板裂缝加宽加深时,就有可能发生冒顶。

若背顶密封不严或支架稳固性不足,将导致漏顶情况发生。若此问题未得到及时解决,顶板上的岩石持续塌陷,便会引发一场无声的大规模冒顶事故。

顶板发生分层现象。当顶板即将塌陷时,往往会出现分层情况,此时需采用敲击顶板的方法进行判断。具体操作是,工作人员需站在安全区域,首先用长钢杆剔除掉破碎的煤块和岩石,接着用斧头、镐子或钢杆对顶板进行敲击。若敲击声清脆,则说明顶板结构稳固;反之,若顶板发出空洞的回响,则意味着上下岩层之间已经出现分层。若层间距较大,难以识别,此时需采用震动探测法。需用左手紧握顶板煤矿顶板事故应急救援演练方案,右手持工具进行敲击。一旦左手察觉到微弱震动,即表明顶板存在离层现象,此时应立即进行加固支撑。

(7) 在含瓦斯煤层中,瓦斯涌出量突然增大。

(8) 有淋水的工作面,淋水量有明显的增加。

2 应急组织与职责

事故发生后,现场跟班干部及班组长需迅速组织在场员工进行自我及相互救助,并且即刻向矿方总调度室进行报告。总调度室需依照应急预案及相关规定,迅速逐级向上级汇报。应急救援指挥部则需立即启动,迅速投入到抢险救援等各项工作中。

现场应急处置的队伍、班组以及各个部室等基础单位,它们所构成的应急组织机构以及关键岗位,在实施自救互救、进行灾害避难以及人员疏散的过程中,扮演着至关重要的角色。这些基层应急组织机构的作用主要包括:

2.1 部室应急组织和职责

矿应急指挥部的二级机构为部室应急组织,该组织受矿应急指挥部领导,主要承担与部门业务相衔接的应急事务处理。各相关部门需设立应急小组,该小组的构成如下:

1.应急小组:

组  长:殷建国

副组长:李万方、陈建平

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成员名单包括:王鹏伟、李仁义、任战杰、晋寂照、孙雪阳、欧声东、张晓恒、赵亮以及冯志贤等人。

2.职责:

全面承担与部门业务相涉的应急管理工作职责。参与制定本部门业务范畴内的矿山应急预案,负责本科业务范围内的自救、互救及避灾等现场紧急处置方案的策划。对相关区队、作业小组、班组、岗位及个人应急预案中的特定部分进行指导编制。负责本科业务相关的应急工程方案设计及安全措施的制定,并提供必要的资料与图纸。事故发生后按照救援指挥部的命令,负责应急工程的组织实施。

协助相关机构策划应急宣传活动、培训活动或演练活动。与相关部门协作开展事故调查工作,参与事故灾害的分析、救援工作的总结报告撰写以及整改方案的制定,并完成上级单位交办的各项应急任务。

2.2 区队应急组织和职责

区队应急组织隶属于矿应急指挥部的二级机构,承担着与本区队业务相匹配的应急事务处理。各区队需组建应急小组,该小组的构成包括:

(一)应急小组:

1. 掘进一队

组  长:张英

副组长:技术队长

成  员:各跟班队长、技术员

2、综掘队

组  长:龙忠喜

副组长:技术队长

成  员:各跟班队长、技术员

3、开拓二队

组  长:刘黎

副组长:技术队长

成  员:各跟班队长、技术员

4、巷修队

组  长:李伟

副组长:技术队长

成  员:各跟班队长、技术员

5、综采一队

组  长:位文全

副组长:技术队长

成 员:各跟班队长、技术员

6、综采二队

组 长:臧培

副组长:技术队长

成  员:各跟班队长、技术员

(二)职责:

对本队(区)的应急管理工作进行全面领导,确保本队(区)事故灾害“预防预警”措施的有效实施,并在灾害事故发生时,负责本队(区)的自救、互救以及避灾等现场紧急处置工作。同时,负责制定本队(区)的“作业预案”,以及本队关键岗位和个人预案的编制工作。此外,还要负责组织本队(区)的应急宣传工作、培训活动或演练。协助相关部门妥善处理伤亡人员后续事宜,协助相关部门开展事故调查与处理,并履行上级单位交待的其他紧急任务。

2.3 班组应急组织与职责

班组应急组织隶属于区队应急小组的领导,它是构成最基础层的应急队伍,承担着与班组作业紧密相关的应急事务处理。各班组需设立应急小组,该小组的构成包括:

(一)应急小组:

1、掘进一队

组  长:张英

副组长:技术队长、各跟班队长、技术员

成  员:各班组长

2、 综掘队

组  长:龙忠喜

副组长:技术队长、各跟班队长、技术员

成  员:各班组长

3、开拓二队

组  长:刘黎

副组长:技术队长、各跟班队长、技术员

成  员:各班组长