矿井顶板事故处理与避灾自救 救护大队谷志国 前言 煤矿生产是地下作业 自然环境特殊 作业空间有限 条件复杂 且变化无常 经常受到顶板 瓦斯 煤尘 水 火等灾害的威胁 随着我国煤炭工业的高速发展 煤矿的生产技术水平 生产装备和管理水平 都有不同程度的提高 使井下的事故明显的减少 但是 在井下发生的各类事故中 冒顶事故仍占着较大的比例 这就得引起救护指战员的高度重视 要掌握处理此类事故的行动原则和方法 了解冒顶事故的一般规律 冒顶 是煤矿生产中最容易发生的事故 冲击地压属于顶板事故的范畴 一 防止顶板事故扩大的措施 1 冒顶事故中顶板岩石冒落 容易堵塞巷道 一旦堵塞面积达到一定程度就会严重影响通风 造成通风系统紊乱 甚至个别区域瓦斯升高 从而容易诱发瓦斯事故 冒顶产生的飓风可以扬起煤尘 进而诱发煤尘事故 救灾前要采取恢复巷道通风 巷道降尘措施 2 顶板冒落容易造成临近范围内巷道支护强度降低或失效 易诱发二次冒顶事故 救灾前需提前对附近巷道加强支护 3 冒落区范围可能掉矸砸坏电缆 损坏电气设备 救灾前需采取巷道停电措施 防止漏电事故发生 4 顶板冒落有可能伴随大量有毒有害气体涌出 救灾前需进行气体检测 5 顶板事故的继发性 二 处理冒顶事故的基本原则 1 首先侦察探明冒顶区的范围 被埋压 堵截的遇险人数和位置等情况 2 恢复冒落区的正常通风 对恢复通风有困难的地点 可利用水管 压风管或从煤岩中打钻孔等方法 向被埋压 堵截的人员输送新鲜空气 饮料或食物 3 恢复冒顶地点矸石运输和物料运输设施 便于救灾顺利进行 4 在抢救中 必须注意救援人员的安全 要先对救援地点加强支护 再实行救援 防止救援过程中出现二次冒顶 5 处理冒顶事故时 必须设专人观察顶板变化 检查瓦斯和其它有害气体情况 防止继发性事故发生 6 清理冒落物时 使用工具要小心 以防伤害遇险人员 遇有大块岩石威胁遇险人员时 应慎重地移动岩石 尽量避免破坏冒落岩石的堆积状态 湖北宜化安利来煤矿11806掘进工作面二次冒顶事故 2012年7月25日18时26分 位于贵州省黔西南州普安县境内的湖北宜化安利来煤矿11806掘进工作面距迎头49米处发生冒顶 造成5人被困 事故发生后 该矿隐瞒不报 自行组织抢救 7月26日14时15分 在距第一次冒顶处向外35米处又发生第二次大面积冒顶 造成参与抢险救援的153人中的53人被困 7月26日14时25分 经群众举报 当地政府组织全力救援 至7月26日20时30分 第二次冒顶被困的53人全部成功救出 29日19时27分 第一次冒顶被困97小时的5名矿工也全部成功获救 这起事故抢险救援是十分成功的 但教训也十分深刻 发生事故的11806掘进工作面采用综掘机掘进 已掘长度516米 支护方式为锚网加钢带 据初步分析 事故原因为 安利来煤矿11806运输巷处于巷道应力集中区域 巷道支护设计不合理 施工质量不合格 现场管理不到位 顶板冒落 导致作业人员被困 该事故暴露出的主要问题 一是没有采取有效措施治理存在的重大隐患 在存在多处严重片帮 巷道超宽无支护的情况下 未采取有效措施治理 冒险施工作业 严重违规违章 二是技术管理薄弱 巷道基本布置在上层煤柱之下 且不采取加固措施 地质情况发生重大变化后未修改作业规程等 三是该矿违法瞒报事故 四是盲目组织施救 第一次冒顶后 没有采取保障救援人员安全的措施 盲目组织大量人员施救 造成53名施救人员被困 险些造成重大人员伤亡 三 采煤工作面冒顶事故处理 一 局部小冒顶的处理方法1 掏梁窝架棚法在冒顶范围不大 工作面没有堵死 矸石暂时停止下落的情况下可采用架棚法 具体方法步骤是 1 在掏梁窝或挂顶梁之前 必须先检查冒顶地点附近的支架情况 发现有折损 歪扭 变形的柱子 要立即处理好 以防继续冒顶和掉矸伤人 2 在冒顶范围内清理出一部分塌矸后 进行掏梁窝架单腿棚子或金属悬臂梁的工作 3 架好单腿棚子或挂好悬臂梁后 棚梁上的空隙要用木料架设小木垛接到顶 架小木垛前应先挑落浮矸 小木垛必须插紧背实 阻止冒落进一步扩大 4 小木垛架好后 便可清理浮煤煤矸 打好贴帮柱 防止片帮 2 撞楔法 6 5 2撞楔法处理采煤工作面冒顶 撞楔法处理采煤工作面冒顶 二 大冒顶的处理方法1 小巷法 1 从采面冒顶的两头 由外往里 先用双腿套棚维护好顶板 保护后路畅通无阻 梁棚上用板皮刹紧背严 防止顶板继续错动 垮落 梁上如有空顶 要用小木垛插紧背实 2 边整工作面 边支棚子 把垮落的矸石清理并倒入采空区 每整0 5m支一架板梁棚管理顶板 若顶板压力大 可在冒顶区两头用木垛维护顶板 3 遇到大块岩石不易破碎 应采用电钻 如有压风 最好是用风钻 打眼放小炮的方法破碎岩石 钻眼数量和装药量要符合 煤矿安全规程 要求 4 如顶板垮落的矸石很碎 一次整巷不易通过时 可先沿煤帮运输机道整修一条小巷 支架形式可采用人字形掩护支架 整通小巷 使风流贯通 运输机开动后 再从冒顶区的两头向中间依次放矸支棚 梁上如有空顶 也要用小木垛接顶背严 5 若采煤机在冒顶区前方 当运输机除矸时 应先将采煤机吊起 以便矸石能顺利通过 见后图 图6 5 3小巷法处理采煤工作面冒顶 a 先整通小巷道用人字形支护 b 后按原来采高支护 2 开巷绕道法 1 冒顶发生在工作面机尾处 l 补巷的支架多数采用一梁二柱或一梁三柱棚子 当工作面同补巷采成一直线时 运输机就可延长至回风巷 恢复正常回采 2 冒顶区埋压的设备 支架材料的回收方法是 当新开的补巷紧靠冒顶区 无煤柱 时可直接扒开矸石取出 如不好取出或不安全 可用整小巷的办法回收 3 若冒顶区范围较大 岩石堵塞巷道 造成采空区回风角瓦斯积存 可用临时挡风帘或临时安装局扇排除 2 冒顶区在工作面中部 1 新开切眼的掘进可采用对打的方法 以加快掘进速度 在进风侧使用运输机运煤 回风侧可采用矿车运煤 当两头工作面掘进相距15m时 停止回风侧的掘进 进风侧继续前进到打透为止 此时要注意两头放炮时的警戒和瓦斯检查 用局扇通风 按贯通规定办理 2 对压埋在冒顶区的设备和材料 用整通小巷的办法 分段进行回收 可在新开切眼内每隔15 30m 往冒顶区穿小硐 用通小巷的办法 分段进行回收 3 回收完设备 支架和材料后 应在煤柱上打眼放炮 人工倒采几个循环 最好采透直达冒顶区 避免煤柱支撑顶板 给以后回采造成困难 四 巷道冒顶事故处理冒落巷道的处理方法有木垛法 搭凉棚法 直接支架法 撞楔法 锚喷法 绕道法 1 木垛法 1 井 字木垛法 冒顶不超过5m 冒落范围已基本稳走 可用此法 如左图 2 井 字木垛和小棚结合法 冒顶超过5米 冒后稳定 为节省坑木和时间可用此法 要求架棚技术高 棚子牢固可靠 如右图 图6 5 7 井 字木垛法处理垮落巷道 图6 5 8 井 字木垛和小棚结合法处理垮落巷道 井 字木垛法处理垮落巷道 井 字木垛和小棚结合法处理垮落巷道 2 搭凉棚法 当冒落高度不超过1m 并不再继续冒落 冒落长度也不太大时 可以用适当数量的较长坑木搭在冒落两头完好的支架上 即所谓搭凉棚法 搭好 凉棚 后 在其掩护下迅速出矸 架棚 架好棚子后 再在凉棚上用其它材料把顶板接实 但此法在高瓦斯矿井不宜采用 如图 图6 5 9搭凉棚法处理垮落巷道 搭凉棚法处理垮落巷道 3 直接支架法在巷道围岩已经稳定 冒落矸石又不多 冒顶范围约为2 3架时 可采用直接支架法 该方法是先扒掉碍事的矸石 在两帮掏出柱窝 然后立好柱腿 紧接着架设顶梁 并且插背好 最后清理底部煤矸 再往前依次照上述程序操作 直至处理完毕为止 5 锚喷法锚喷法适用于冒顶范围较大 具备锚喷支护设备的岩巷 该方法是先处理冒顶区域内顶板及两帮活矸 人员站在安全侧向冒顶区域顶部喷射一层厚30 50mm的混凝土封固顶板 然后再封两帮 当初喷层凝固后再打锚杆 并及时挂网和复喷一次 复喷厚度不宜超过200mm 冒顶处理完后 按要求立模砌暄 也可架设金属支架 五 冒顶营救被困人员处理方案的选择 1 本地巷道处理方式 2 相关巷道处理方式 3 条件具备时两种方式同时进行 增加救援成功率 某矿1105掘进工作面冒顶事故 六 冒顶事故的避灾自救 一 发现冒顶事故征兆后迅速撤到安全地点某小煤窑的采煤工作面有6人上班 其中2人挖煤 4人运煤 当运煤工运煤出工作面后 剩下2名挖煤工因煤未出尽不能架棚 便在离挖煤地点5 6米远的地方休息 其中1人竟然睡着了 这时 顶板出现了冒顶预兆 顶板有响声 并伴有掉渣现象 未睡的工人立即喊醒睡觉的挖煤工说 有响声 我们快出去 这名挖煤工睡眼惺松地说 就你怕死 我不出去 由于他执意不走 另1名工人只得独自撤出 走了五六步远 只听 轰隆 一声 撤退工人的腿部被冒落煤矸埋住 他立即拉住一根支柱 腿挣扎几下才出来 回头一看 那位未走的挖煤工已被埋在里面 此时 顶板仍在继续冒落 冒落长度达15米 后将被埋的工人抢救出来时 他早已死亡 这个实例说明 1 发现冒顶征兆后 迅速撤退到安全地点是最好的避灾措施 否则 就会对自己造成伤害 甚至危及生命 2 空顶作业造成冒顶事故 二 冒顶遇险时要靠煤帮贴身站立或到木垛处避灾1 在一般情况下 靠煤壁上方的顶板由于受煤壁支撑 故仍为整体不破碎 因此顶板沿煤壁冒落的情况少 这就是说 当发生冒顶事故来不及撤退到安全地点时 靠煤帮贴身站立避灾 比其他地方避灾避免伤亡的可能性要大 但是 避灾者一定要注意躲避地点附近煤壁的状况 防止煤壁片帮伤人 2 冒顶时 有可能将支柱压断或推倒 但一般情况下不可能压垮或推倒质量合格的木垛 因此 在木垛附近避灾可对遇险者起保护作用 3 冒顶后 不少遇险者往往是在煤壁处和木垛附近被救出的 有的虽受伤但经抢救后安全脱险 有的在遇险后并未受伤 而在其他地方避灾的人员 除少数特殊情况外 生还的可能性不大 即使抢救脱险也会因受伤严重而致残 三 冒顶遇险后要立即发出呼救信号无论是局部冒顶还是大冒顶 事故发生后一般都会推倒支架 埋压砸坏设备 尤其是有人遇险时 还会造成一片混乱 在这种情况下 遇险人员要及时发出呼救信号 营救人员就可与其联系 准确掌握受灾人员位置 人数以及伤害情况 采取切实可行的营救措施 另外 在营救遇险人员时 往往有一种惯例 抢救活人比抢救死人的紧迫感强 遇险人员发出呼救信号 就足以证明他们还活着 因此 营救人员一般都会抓紧时间 千方百计地进行抢救 在冒落区发呼救信号时不能敲打对自已有威胁的物料和岩块 冒顶后人员被埋压或隔堵 在人员遇险地点的不少物料和岩块等只是处于暂时的平衡状态 如不注意察看 稍一敲打就会破坏平衡 使物料 岩块等移动 造成新的冒落 从而加剧对遇险者的伤害 例如 某矿发生冒顶事故后 1名矿工下半身被掩埋 他在敲打身边的木料发信号时 由于震动使碎煤矸继续向他涌来 因此 他停止了敲打 改用呼喊的方法发信号 后被营救脱险 由于发信号时敲打震动导致新的冒落 不仅增添了对自身的伤害 也增加了救援工作量 四 被埋压的人员在条件不允许时不能采用猛烈挣扎的方法脱险1 冒顶后被煤矸 物料埋压的人员 在条件不允许时 不能采用猛烈挣扎的方法脱险 原因是 猛烈挣扎会震动遇险者周围的物体 使被埋压人员周围的煤矸 物料失去暂时的平衡 因此导致新的冒落和更大程度的埋压 这不仅不能脱险 还会扩大事故 增添伤害 2 遇险者被大块冒落岩石压住后 挣扎也没有用 根本无法脱险 正确的方法是 立即发出呼救信号 正视已发生的灾害 不要惊慌失措 坚信领导和同志们一定会积极抢救 并注意保存体力 等待救援 五 遇险人员要积极配合外部的营救工作 冒顶后被埋压的人员 要根据营救人员的要求 忍着疼痛配合抢救 切忌猛烈挣扎和乱抓支柱 冒落物 造成事故扩大 在煤壁 木垛处避灾的人员 要在营救人员将安全通道修好后方能退出 不能冒险越过冒落区逃生 被冒落隔堵的人员 应在遇险地点有组织地维护好自身安全 利用现场的材料构筑脱险通道配合外部的营救工作 为提前脱险创造良好条件 某矿东冀采面冒顶事故示意图 六 冒顶后巷道迎头被困人员的避灾自救措施 一 因冒顶而被困后 遇险人员要正视已发生的灾害