煤柱面顺槽掘巷顶板漏垮事故分析及防治措施

摘 要：通过对某矿一个煤柱面顺槽掘巷因地应构造、工程质量、现场管理等方面所存在着不良因素，造成掘巷当头顶板漏垮的事故案例进行分析后，针对性的提出了有利于防治煤掘顶板垮落的综合措施。

关健词：煤柱面顺槽掘煤巷道；顶板漏垮；事故分析；防治措施

1 煤柱面顺槽掘巷概况

煤柱面位于某矿东采区的西北顶角端，其面三向为采空区。煤柱面顺槽掘煤巷道的走向分为两段。顺槽的第一段沿采空区的北面布置，长度有165m，其间包括要掘过2条老巷和2组断层组，第一组断层组在顺槽的34～48m处，由落差为1.5m的正断层和落差为4.5m的逆断层组成，第二组断层组在顺槽122～130m处，由落差为1.2m的正断层和落差为2.3m的正断层组成。顺槽的第二段沿采空区的东面布置，长度有178m，其间包括要掘过1组断层组和2条老巷，此组断层在顺槽第二段的50～82m处，是顺槽第一段的第2组断层组（落差为1.2m的正断层和落差为2.3m的正断层）的裂隙交错与延续，其切向基本是一致的。顺槽掘巷的施工断面为：上宽3.4m、下宽4.2m、高大于2.4m。顺槽煤巷的井下标高为-494～-491m，顺槽煤层平均厚度为2.5m。（见图1）

图1 煤柱面顺槽掘巷施工（顶板垮落位置）平面示意图

2 顺槽掘巷顶板漏垮事故经过

晚班2：50时左右，煤掘队班长带领6人在顺槽掘巷当头施工，进行操作架棚和锚索作业时，当头煤墙顶端的煤层受断层、围压等应力作用，破碎的顶板突然漏尖掉煤碴，随后，大量的碎煤碎碴从煤墙空口中涌漏下来，进而逐渐造成当头巷道垮落（有近6m长、3.5m宽、8m高）的顶板事故。所幸作业人员全部及时撤离到了安全地带。此次事故，属（掘进面巷道）松散破碎性质的漏垮型顶板事故。

经多日出碴和试接顶工作，仍有碎碴垮落。矿商定，巷道退出12m改线绕过垮区继续前掘。

3 顺槽掘巷顶板漏垮事故分析

经勘测事故现场分析，此案例确认有以下三个方面存在不良因素至使顶板漏垮。

3.1 地应构造叠加的原因

煤柱面的地质条件相对复杂，处于采空区旁的顺槽在掘巷中将遇过5条正断层和一条逆断层，以及4条老巷。受断层构造、老巷穿越和采空区高应力的叠加影响，破坏了围岩的稳定性和整体性，使得煤柱面顺槽煤巷掘进期间的顶板状态较为破碎。

当顺槽掘至第二段84m（离前方老巷位置约3m）时，当头正处在落差为2.3m的正断层所延续的断煤交线上施工。巷道断面现为半煤半岩中，右帮为底板，左帮为煤层，右煤层底板与左煤层顶板约持平。受构造、老巷及采动区域的影响，当头围岩破碎且顶板压力大，在向上挑顶时破坏了原有的应力平衡，碎碴由挑削处开始小口漏尖掉煤，进而漏动连带了未打锚索的后6排的锚杆支护区域，至此发生了漏空顶煤层及周边裂隙碎岩的顶板事故，这是造成此次顶板事故的直接原因。

3.2 施工质量欠佳的原因

在施工断面支护中，没有严格按照《作业规程》和《过断层安全措施》、《过老巷技术措施》、《破碎顶板支护措施》及《掘进安全质量标准化考核标准》等要求进行操作。特别是在进入断层区域20多米的破碎顶板的支护质量明显欠佳。各班在生产循环上均会出现：（1）挑肩锚索滞后欠打；（2）有些锚排间距不均；（3）少数锚杆锚索预紧力不够；（4）锚索、架梯形棚、榴双边树等联合支护没有紧跟同上。垮顶前，锚索滞后当头6排空距4.2 m。作业人员进班作业前，没有及时查除隐患和对当头顶板支护做好临时加固工作，是造成事故的主要原因。

3.3 现场管理失恰的原因

3.3.1 安全巡回检查制度不严，对不安全因素和查出的问题整改不力，工程质量与隐患未能及时整改到位。由于各班组的掘进人员紧凑，在对整改的项目与要求中常有误识，有些是延期或未能达到整改的标准和效果。

3.3.2 三班遇事处理缓慢。在过断层期间， 作业工序繁琐；条件差；进度慢；单价低、出勤少等因素，造成习惯性遇事延误工效，特别是在交接班时处事缓慢。

3.3.3 运输线路较长且隐患较多。煤柱面顺槽的运输线上有2部胶带输送机和2部刮板输送机，却还要兼管风门外运输专线上的2部胶带输送机和1部刮板输送机，因人手不够，常常忽略对专线上机械设备的维护检修，使之存在较多的隐患。当头顶板垮落前期，正值运输专线交接后的大检修或翻装时段，此间每小班开启的时间较短或无，加上顺槽设备也有故障，这些均严重的影响了当头出碴护顶等工作。

3.3.4 生产、地质等的专业人员没能在现场跟班，没有对断层的发展趋势和岩层裂隙程度及围岩应力状态等时刻分析，没有及时为煤掘单位提供、督导生产性方案和补充意见等措施。

4 防治措施

针对煤柱面顺槽顶板事故发生的地点、原因及垮落性质等，主要采取以下措施进行防治：

4.1 严格按照《作业规程》和《支护措施》等规定要求，进行安全操作。上班前必须清查和消除隐患，在班中不得产生隐患，下班前不得留有隐患。实行隐患整改闭合管理，作业点现场与变化管理。作业现场的隐患整改不到位不得进行生产。

4.2 严格执行《煤矿掘进安全质量标准化考核标准》，按设计施工。控制顶锚杆排间距为700×600mm；帮锚杆排间距为700×600mm；锚索排间距为1400×700mm；破碎顶板、高应力地段的锚杆排间距控制为600×600mm。架11#矿工钢梯形棚棚距为0.5m/架且紧固拉杆，充填、接实空顶空帮处。双边榴树的每对杠子（一梁四柱、对头成线）必须打牢三根崩子。或架设U型钢可缩半圆拱棚。

4.3 巷道尽量避开布置在地质构造、动压地带或应力集中及采空区域。在过老巷、断层或破碎顶板、采空区域等区段及开门点、贯通点或十字交叉巷、石门揭煤处掘进时，必须采用联合支护来加强加固对顶板的支护，锚网、锚索、架棚、榴树等联合支护形式必须紧跟掘进当头。此地段区域掘进一排，支护一排，且只能采取小循环――“浅打眼、少装药、放小炮”掘进，严格控制爆破装药量。

4.4 依照生产技术部门给定的中、腰线进行掘巷。严格执行敲帮问顶制度，严禁空顶、裸巷作业。在巷中，每隔20m对锚杆、锚索进行预紧力和拉拔力测试并建立台账；每隔30m安装一只顶板离层监测仪，进行顶板动态监测与分析，及时掌握支护现状及巷修情况。

4.5 加强员工的安全技术操作和工程质量达标及机械设备维护的教育培训。使员工能进一步熟悉和辩认垮顶的预兆，掌握正确识别事故隐患征兆的能力和顶板支护与检查方法及对顶板垮落的防范能力。

4.6 特殊（顶板）场所作业时，必须有周全、针对性的防范技术措施和详细的顶板动态资料及围岩的地质预警通告。现场作业点必须有专业（职）人员带班督导，现场把关安全与技术操作，能及时处理各类顶板支护过程中的隐患，并且要具有一定的事故协调和环境处置能力，包括使用激励机制和调配权利，将危险降至最底限度。

4.7 制定和匹配掘进作业点易显现顶板事故的应急预案、分级响应和完善六大安全避险系统，备置救援装备和应急材料。根据发生不同类型的顶板事故，启动针对不同级别的事故现场处置、综合救援方案，保持环节畅通，以便给处理事故和恢复生产赢得主动。

作者简介：梅吉林（1964-），男，江苏泰兴人，2012年毕业于安徽理工大学采矿工程专业，本科，现任江西煤炭集团公司坪湖煤矿副矿长。