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摘 要:在矿区生产过程中,经常会有因为地质情况变化,自然条件不好等原因造成冒顶片帮事故,有时由于矿体与围岩为断层、褶曲等地质构造所破坏,形成压碎带,以及节理层理发达,裂缝多;有时再加上裂缝隙水的作用等结果,破坏了顶板的稳固性,因而易发生冒顶片帮事故。
关键词:矿井 安全生产 措施 改进
随着开采深度不断增加,矿山的生产区域不同程度地受到采空区地压活动的影响,容易导致井下采场和巷道发生大面积冒顶片帮事故。在矿体中采掘矿石,形成空间,打破了岩体的平衡,由于围岩稳固性高和矿柱的支撑,在一定的时间内,空场之间的岩壁尚能保持静压状态而相互已屹立,但随着开采深度的增加,空场暴露时间的增长,促使密集或连续空场之间岩壁应力不断集中,最先打破一个缺口,沿着断层,岩脉等构造薄弱线发生岩石移动,从而导致大面积岩壁倒塌,形成地压活动。
一、井下生产组织管理
1.采矿方法选择与顶板管理
采矿方法不合理,采掘顺序,凿岩爆破,支架放顶等作业不妥当,是导致此类事故的重要原因。如采场布置方式与矿床地质条件不适应,采场阶段太高,矿块太长,顶帮暴露面积太大,时间过长,加上顶板支护、放顶时间选择不当,都容易发生冒顶事故。天井、漏斗布置在矿体上盘或切割巷道过宽都容易破坏矿体及围岩的完整,产生片帮事故。
2.作业人员意识和监督检查
根据冒顶伤亡事故分析,只有极小部分的事故是由于较大冒落引起的,大多数都属于局部冒落及浮石伤人,且多发生在爆破后1~2小时内。这是因为岩石受爆破的冲击和震动作用后,有二些发生松动和开裂的岩石,稍受震动或时间一长马上就会冒落。这时如果正好有人站在下面,将被击中。所以在放炮后应加强对采场顶帮的检查和处理。另外,在节假日前后或停工时间较长后,恢复生产时,也应加强对顶帮的检查和处理。
3.浮石处理与操作方法
由于处理浮石操作不当所引起的冒顶事故,大多数是因处理前对顶板缺乏全面、细致的检查,没有掌握浮石情况而造成的。如操作时撬前面的,后面的冒落;撬左边的,右边的冒落;撬小块的浮石,却引起大面积冒落等。有时因为操作工人的技术不熟练,处理浮石时站立位置不当,当浮石下来时无法躲避而造成事故。也有一些事故是由于违反操作规程,冒险空顶作业,违章回收支柱而造成的。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。
4.冒险进取与人员管理目前,在井下从事采掘一线作业的职工中,绝大多数是农民协议工。由于受经济利益的驱动以及人员素质的参差不齐等原因,这些协议工只顾埋头挣钱,不注意安全。一些基层管理人员对所带施工队伍要求不严、纪律松驰、应付工作、安全管理不善,发现隐患时不及时加以处理,同时矿山不况皮.2一天钟和掘进工的技术不熟练等造成的。主要管理人员对顶板不重视,或重视程度不够,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,往往小问题引发大事故。
5.松石检撬与顶板质量
“敲帮问顶”是一项灵活有效的松石检测方法,目前仍在井下矿山广泛使用。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。国外一些先进矿山企业在使用“敲帮问顶”时,还同时使用超声探测、红外线辐射检测等先进检测方法。但在我国由于受到技术、经济条件的制约,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人员的人身安全受威胁等缺点。
现在井下矿山广泛采用素喷、锚喷、锚网喷等多种支护形式,但仍然发生冒顶事故,其主要原因是支护质量不过关,如管缝式锚杆楔入位置不当、砂浆锚杆注浆不饱满、钢筋网编制不规范、喷浆厚度不达标且出现开裂、失脚等,导致支护质量不过关,存在隐患。另外一些巷道支护不及时,暴露面积太大、太长等都使矿山顶板维护的有效性受到较大影响。
二、安全对策及预防措施
1.根据矿床地质条件,合理选择采矿方法和采场布置。
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。
天井、漏斗等应布置在矿床的下盘,避免破坏上盘,造成片帮。开采时,要严格按采掘顺序,自上而下,由远而近,有计划的回采,尽量减少顶板暴露时间,加快采矿速度,缩短回采周期。对各种采矿方法均制定具体的安全技术操作规程,建立正常的生产秩序,正常的作业制度。
2.减少爆破对巷道稳定性的影响。
主要措施包括:①采用空隙间隔装药,减少爆破裂隙;②形成减震带,减少爆破震动。在生产实践中,往往在巷道或边坡一侧的爆区边缘,凿一排较密而不装药的空孔,利用孔空减弱爆炸应力波的传播;③减少炸药用量,采用毫秒电雷管起爆,由于各炮孔所产生的爆破震动相互抵消,使总的爆破震动有所降低;④控制爆破作用方向。迎向最小抵抗线的爆破震动,要比背向间最小抵抗线方向的爆破震动小0.8~2倍;⑤减少大爆破所产生的冲击力,减少爆破对采场底部结构的破坏等。
可用地质力学的方法来分析矿区地质构造的类型和历史,结合矿区的开采情况和地压观测的结果,从地质力学的角度划定矿区和地压活动危险区,从而使地压观测的选点和设计比较合理,可提高地压观测的效果。在地压观测的仪器方面,矿山可使用一种、两种或多种仪器同时进行观测,使用得比较普遍的有地音仪、声波仪、光应力计、地震仪等,其中地音仪的推广使用更为普遍。 金属矿山由于岩石比较坚硬,地表移动下沉过程缓慢,遗留的采空区多数未予处理。应在对地压长期观测的基础上,用地质力学的方法,对采空区情况进行分析,有计划地对一些采空区进行充填,做到基本上控制大面积地压活动所造成的危害,保证矿山安全生产。
三、井下自救
1.采面冒顶时的避灾自救措施
1)迅速撤退到安全地点。当发现工作地点有即将发生冒顶的征兆,而当时又难以采取措施防止采面顶板冒落时,最好的避灾措施是迅速离开危险区,撤退到安全地点。
2)遇险时要靠帮贴身站立或到木垛处避灾。从采面发生冒顶的实际情况来看,顶板沿岩壁冒落是很少见的。因此,当发生冒顶来不及撤退到安全地点时,遇险者应靠岩帮贴身站立避灾,但要注意帮壁片帮伤人。另外,冒顶时可能将支柱压断或摧倒,但在一般情况下不可能压垮或推倒质量合格的木垛。因此,如遇险者所在位置靠近木垛时,可撤至木垛处避灾。
3)遇险后立即发出呼救信号。冒顶对人员的伤害主要是砸伤、掩埋或隔堵。冒落基本稳定后,遇险者应立即采用呼叫、敲打(如敲打物料、岩块可能造成新的冒落时,则不能敲打,只能呼叫)等方法,发出有规律、不间断的呼救信号,以便救护人员和撤出人员了解灾情,组织力量进行抢救。
4)遇险人员要积极配合外部的营救工作。冒顶后被岩石、物料等埋压的人员,不要惊慌失措,在条件不允许时切忌采用猛烈挣扎的办法脱险,造成事故扩大。被冒顶隔堵的人员,应在遇险地点有组织的维护好自身安全,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。
2.营救被冒顶埋压遇险人员的措施
1)保障营救人员的自身安全。营救工作要在灾区中的领导和有经验老工人的指挥下进行。营救人员要检查冒顶地点附近的支架情况,发现有拆损、歪扭、变形的柱子,要立即处理好,以保障营救人员的自身安全,并要设置畅通、安全的退路。
2)因地制宜地对冒顶处进行支护。要根据顶板垮落的情况,在保证抢救人员安全和抢救方便的前提下,因地制宜地对冒顶处进行支护。在采面局部冒顶埋压人员时,可用掏梁窝,悬挂金属顶梁,或掏梁窝,架单眼棚等方法进行处理。棚梁上的空隙要用木料架设小木垛接到顶,并插紧背实,阻止冒顶进一步扩大。
3)营救埋压人员。在检查架设的支架牢固可靠后,要指派专人观察顶板,才能清理被埋压人员附近的冒落岩石等,直到把遇险人员从埋压处营救出来。在营救过程中,可用长木棍向遇险者送饮料和食物。在清理冒落岩石时,要小心地使用工具,以免伤害遇险人员。如果遇险人员被大块岩石压住,应采用液压起重气垫、液压起重器或千斤顶等工具把大块岩石顶起,将人迅速救出。
四、结束语
事故的发生是多个不安全因素共同作用的结果。只要我们在实际工作中认真执行安全操作规程。思想上高度重视,从技术上、管理上把好安全关,仔细研究矿山地压状况,认真观察顶板结构,总结冒顶片帮的规律,学会和掌握处理冒顶片帮的安全方法和技巧,落实各种预防措施,矿山的冒顶片帮事故就一定能够控制。
关键词:矿井 安全生产 措施 改进
随着开采深度不断增加,矿山的生产区域不同程度地受到采空区地压活动的影响,容易导致井下采场和巷道发生大面积冒顶片帮事故。在矿体中采掘矿石,形成空间,打破了岩体的平衡,由于围岩稳固性高和矿柱的支撑,在一定的时间内,空场之间的岩壁尚能保持静压状态而相互已屹立,但随着开采深度的增加,空场暴露时间的增长,促使密集或连续空场之间岩壁应力不断集中,最先打破一个缺口,沿着断层,岩脉等构造薄弱线发生岩石移动,从而导致大面积岩壁倒塌,形成地压活动。
一、井下生产组织管理
1.采矿方法选择与顶板管理
采矿方法不合理,采掘顺序,凿岩爆破,支架放顶等作业不妥当,是导致此类事故的重要原因。如采场布置方式与矿床地质条件不适应,采场阶段太高,矿块太长,顶帮暴露面积太大,时间过长,加上顶板支护、放顶时间选择不当,都容易发生冒顶事故。天井、漏斗布置在矿体上盘或切割巷道过宽都容易破坏矿体及围岩的完整,产生片帮事故。
2.作业人员意识和监督检查
根据冒顶伤亡事故分析,只有极小部分的事故是由于较大冒落引起的,大多数都属于局部冒落及浮石伤人,且多发生在爆破后1~2小时内。这是因为岩石受爆破的冲击和震动作用后,有二些发生松动和开裂的岩石,稍受震动或时间一长马上就会冒落。这时如果正好有人站在下面,将被击中。所以在放炮后应加强对采场顶帮的检查和处理。另外,在节假日前后或停工时间较长后,恢复生产时,也应加强对顶帮的检查和处理。
3.浮石处理与操作方法
由于处理浮石操作不当所引起的冒顶事故,大多数是因处理前对顶板缺乏全面、细致的检查,没有掌握浮石情况而造成的。如操作时撬前面的,后面的冒落;撬左边的,右边的冒落;撬小块的浮石,却引起大面积冒落等。有时因为操作工人的技术不熟练,处理浮石时站立位置不当,当浮石下来时无法躲避而造成事故。也有一些事故是由于违反操作规程,冒险空顶作业,违章回收支柱而造成的。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。
4.冒险进取与人员管理目前,在井下从事采掘一线作业的职工中,绝大多数是农民协议工。由于受经济利益的驱动以及人员素质的参差不齐等原因,这些协议工只顾埋头挣钱,不注意安全。一些基层管理人员对所带施工队伍要求不严、纪律松驰、应付工作、安全管理不善,发现隐患时不及时加以处理,同时矿山不况皮.2一天钟和掘进工的技术不熟练等造成的。主要管理人员对顶板不重视,或重视程度不够,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,往往小问题引发大事故。
5.松石检撬与顶板质量
“敲帮问顶”是一项灵活有效的松石检测方法,目前仍在井下矿山广泛使用。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。国外一些先进矿山企业在使用“敲帮问顶”时,还同时使用超声探测、红外线辐射检测等先进检测方法。但在我国由于受到技术、经济条件的制约,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人员的人身安全受威胁等缺点。
现在井下矿山广泛采用素喷、锚喷、锚网喷等多种支护形式,但仍然发生冒顶事故,其主要原因是支护质量不过关,如管缝式锚杆楔入位置不当、砂浆锚杆注浆不饱满、钢筋网编制不规范、喷浆厚度不达标且出现开裂、失脚等,导致支护质量不过关,存在隐患。另外一些巷道支护不及时,暴露面积太大、太长等都使矿山顶板维护的有效性受到较大影响。
二、安全对策及预防措施
1.根据矿床地质条件,合理选择采矿方法和采场布置。
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。
天井、漏斗等应布置在矿床的下盘,避免破坏上盘,造成片帮。开采时,要严格按采掘顺序,自上而下,由远而近,有计划的回采,尽量减少顶板暴露时间,加快采矿速度,缩短回采周期。对各种采矿方法均制定具体的安全技术操作规程,建立正常的生产秩序,正常的作业制度。
2.减少爆破对巷道稳定性的影响。
主要措施包括:①采用空隙间隔装药,减少爆破裂隙;②形成减震带,减少爆破震动。在生产实践中,往往在巷道或边坡一侧的爆区边缘,凿一排较密而不装药的空孔,利用孔空减弱爆炸应力波的传播;③减少炸药用量,采用毫秒电雷管起爆,由于各炮孔所产生的爆破震动相互抵消,使总的爆破震动有所降低;④控制爆破作用方向。迎向最小抵抗线的爆破震动,要比背向间最小抵抗线方向的爆破震动小0.8~2倍;⑤减少大爆破所产生的冲击力,减少爆破对采场底部结构的破坏等。
可用地质力学的方法来分析矿区地质构造的类型和历史,结合矿区的开采情况和地压观测的结果,从地质力学的角度划定矿区和地压活动危险区,从而使地压观测的选点和设计比较合理,可提高地压观测的效果。在地压观测的仪器方面,矿山可使用一种、两种或多种仪器同时进行观测,使用得比较普遍的有地音仪、声波仪、光应力计、地震仪等,其中地音仪的推广使用更为普遍。 金属矿山由于岩石比较坚硬,地表移动下沉过程缓慢,遗留的采空区多数未予处理。应在对地压长期观测的基础上,用地质力学的方法,对采空区情况进行分析,有计划地对一些采空区进行充填,做到基本上控制大面积地压活动所造成的危害,保证矿山安全生产。
三、井下自救
1.采面冒顶时的避灾自救措施
1)迅速撤退到安全地点。当发现工作地点有即将发生冒顶的征兆,而当时又难以采取措施防止采面顶板冒落时,最好的避灾措施是迅速离开危险区,撤退到安全地点。
2)遇险时要靠帮贴身站立或到木垛处避灾。从采面发生冒顶的实际情况来看,顶板沿岩壁冒落是很少见的。因此,当发生冒顶来不及撤退到安全地点时,遇险者应靠岩帮贴身站立避灾,但要注意帮壁片帮伤人。另外,冒顶时可能将支柱压断或摧倒,但在一般情况下不可能压垮或推倒质量合格的木垛。因此,如遇险者所在位置靠近木垛时,可撤至木垛处避灾。
3)遇险后立即发出呼救信号。冒顶对人员的伤害主要是砸伤、掩埋或隔堵。冒落基本稳定后,遇险者应立即采用呼叫、敲打(如敲打物料、岩块可能造成新的冒落时,则不能敲打,只能呼叫)等方法,发出有规律、不间断的呼救信号,以便救护人员和撤出人员了解灾情,组织力量进行抢救。
4)遇险人员要积极配合外部的营救工作。冒顶后被岩石、物料等埋压的人员,不要惊慌失措,在条件不允许时切忌采用猛烈挣扎的办法脱险,造成事故扩大。被冒顶隔堵的人员,应在遇险地点有组织的维护好自身安全,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。
2.营救被冒顶埋压遇险人员的措施
1)保障营救人员的自身安全。营救工作要在灾区中的领导和有经验老工人的指挥下进行。营救人员要检查冒顶地点附近的支架情况,发现有拆损、歪扭、变形的柱子,要立即处理好,以保障营救人员的自身安全,并要设置畅通、安全的退路。
2)因地制宜地对冒顶处进行支护。要根据顶板垮落的情况,在保证抢救人员安全和抢救方便的前提下,因地制宜地对冒顶处进行支护。在采面局部冒顶埋压人员时,可用掏梁窝,悬挂金属顶梁,或掏梁窝,架单眼棚等方法进行处理。棚梁上的空隙要用木料架设小木垛接到顶,并插紧背实,阻止冒顶进一步扩大。
3)营救埋压人员。在检查架设的支架牢固可靠后,要指派专人观察顶板,才能清理被埋压人员附近的冒落岩石等,直到把遇险人员从埋压处营救出来。在营救过程中,可用长木棍向遇险者送饮料和食物。在清理冒落岩石时,要小心地使用工具,以免伤害遇险人员。如果遇险人员被大块岩石压住,应采用液压起重气垫、液压起重器或千斤顶等工具把大块岩石顶起,将人迅速救出。
四、结束语
事故的发生是多个不安全因素共同作用的结果。只要我们在实际工作中认真执行安全操作规程。思想上高度重视,从技术上、管理上把好安全关,仔细研究矿山地压状况,认真观察顶板结构,总结冒顶片帮的规律,学会和掌握处理冒顶片帮的安全方法和技巧,落实各种预防措施,矿山的冒顶片帮事故就一定能够控制。