矿井顶板事故的预防和处理

第七章 矿井顶板事故的预防和处理

第一节 顶板事故分析

一、影响顶板事故的因素

顶板事故是指在地下采掘过程中，顶板意外冒顶、片帮、煤炮、冲击地压、顶板掉矸造成的人员伤亡、设备损坏等事故。影响顶板事故主要包括地质条件的客观因素和其它的主观因素。

1、地质条件等因素

顶板事故因素主要是过断层、过应力集中区、过顶板破碎带、过巷道交岔点、煤壁区。在以上情况下，地质条件较差是顶板事故的主要因素。

2、其它主观因素

(1)工作面的支护参数是否能满足巷道变形需要是造成顶板冒落的主要原因。

(2)采掘工作面是否采取科学有效的技术措施提前预测顶板事故是矿井顶板事故因素之一，例如在掘进工作面安装顶板离层仪，监测顶板下沉等。

(3)在工作面地质条件发生变化时是否采取有效措施，也是矿井顶板事故的因素之一，例如支护采取增打点柱、U型钢架棚等方式加强支护，工作面过断层等情况时是否编写专项安全措施等。

(4)强化员工培训，增强员工预防顶板事故的安全意识，

员工是否能熟悉掌握和判断采掘工作面顶板冒落的预兆是矿井顶板事故另一因素，如煤壁片帮、放炮、顶板裂隙加深、加宽、顶板掉渣、漏顶、岩层发出响声、顶板离层（敲帮问顶时发出“空空”的响声），顶板淋水加大、巷道及支护变形等现象。

二、矿井顶板事故分类：

顶板事故是指在掘进过程中，顶板意外冒顶、片帮、顶板掉矸，造成人员伤亡、设备损坏等事故。可分为局部冒顶和大型冒顶两类。

1、局部冒顶是指冒顶范围不大，伤亡1—2人的冒顶。多发生在靠近两线（煤壁线、放顶线）、地质破坏带附近、掘进工作面迎头及交岔点。

2、大型冒顶:大型冒顶是指冒顶范围较大，伤亡3人以上的冒顶。多发生于局部冒顶附近及地质破碎带附近。

3、顶板事故预兆：在矿山压力作用下，采掘工作面顶板经常有压力显现现象，一般在来压之前都有不同程度的预兆，主要有以下几种：

（1）响声：顶板下沉，矿山压力剧增，掘进头支架变形、断裂、弯曲，并伴有响声。

（2）掉渣：顶板严重断裂时，顶板出现掉渣 （3）片帮：巷壁受压加大，巷壁片帮比平时严重，露网片，网片严重变形。

（4）裂缝：岩层面出现不同程度的裂隙，巷道扭曲变

形，浆皮脱落。

（5）离层：采用敲帮问顶的方法，如顶板发出“空空”声说明浆皮与岩体脱离，易冒顶。

（6）瓦斯涌出量增大。 （7）有淋水。

三、矿井可能发生的主要顶板事故及威胁程度、范围分析

1、冒顶事故存在地点：过断层、过应力集中区、过顶板破碎带、过巷道交岔点、煤壁区。

2、风险分析：矿井顶板（冒顶）是我矿造成危害严重的危险源之一，矿井顶板（冒顶）与支护强度是因果关系的，支护参数不能满足巷道变形需要是造成顶板冒落的原因，是酿成矿井恶性重大事故的危险源之一，是我矿重点防范的危险源。

3、矿井顶板事故威胁程度分析

矿井顶板事故危害主要有以下几个方面：

(1) 无论是局部冒顶还是大型冒顶，事故发生后，一般都会推倒支架、埋压设备、造成停电、停风，给安全管理带来困难，对安全生产不利。

(2)如果是地质构造带附近的冒顶事故，不仅给建设造成麻烦，而且有时会引起透水事故的发生。

(3)如果是采掘工作面发生顶板事故，一旦人员被堵或被埋，将造成人员伤亡。

第二节 顶板事故的预防措施

一、矿井各掘进工作面的支护形式如下： 1、井筒表土段采用钢筋混凝土浇筑。 2、井筒基岩段采用锚网索喷支护。

3、井筒过断层基岩段采用锚网索喷+U型钢架联合支护。 4、总回风巷扩刷采用锚网索喷支护。

5、总回风巷过断层段扩刷设计采用锚网索喷支护+工字钢架联合支护。

6、回风斜巷、回风斜巷配巷设计采用锚网索喷支护。 二、掘进工作面顶板管理

1、掘进工作面的冒顶事故一般规律 (1) 过地质构造带；

(2) 开窝、贯通、过老巷时； (3) 直接顶较厚的锚网（索）巷道； (4) 复合顶板；

(5) 受采动等因素影响的工作面。

2、在通常情况下冒顶有以下预兆：压力大，爆破或截割后常出现放煤炮、片帮、掉顶、漏顶；支架变形，棚腿蹬出，背板折断；锚杆托板变形折裂，锚杆、锚索拉断；片帮、底鼓；喷浆体开裂掉渣；顶板出现裂缝，甚至有断裂声，顶板离层指示刻度值超过警戒线；锚杆拉力计压力指针刻度值超过锚杆设计锚固力。

3、掘进工作面冒顶事故预防措施

(1)、综合掘进工作面煤、岩性质，矿压规律及周围巷道关系等相关因素制定出科学合理的支护设计。

(2)、根据掘进工作面煤、岩性质，严格控制空顶距。 (3)、严格执行敲帮问顶制度，各掘进工作面必须配备1～2根敲帮问顶探杆，五根木柱和两套超前支护，用于迎头临时支护，确保工作面顶板支护及时，不出现空顶作业。

(4)、过老空及破碎带应针对性地制定出合理的支护措施。

(5) 、劳动组织科学合理并严格组织施工，当班作业当班支护至迎头。

(6)、加强对职工的安全教育和培训，严格现场管理，护帮和护顶锚网锚索按作业要求同时跟进，杜绝盲目生产的思想观念。

(7)、要坚持做锚杆拉拔试验和锚索的锁紧力试验。抽查锚杆（索）锚固质量。锚杆必须垂直于顶板，轮廓线锚杆不得小于75°顶锚杆扭矩不低100N〃M,帮锚杆扭矩不低于50 N〃M,并作好记录，发现隐患时，立即停止掘进，撤出人员，并报告有关部门和领导。

（8）、超宽超高巷道要根据情况采取增补锚索加强支护加强支护措施。或采用加长钢筋托梁或锚索进行补强。顶板铺网时，要拉直接紧，网间搭接长度不小于100mm。

（9）、严格工程施工标准化作业，并有严格的监督考核体系。

（10）、掘进工作面巷道开门和巷道贯通期间，组织成立相应领导小组，现场跟班，发现问题及时汇报、处理。

（11）、严格执行《安全规程》、《操作规程》、《作业规程》等有关规定。锚网喷巷道必须按作业规程施工，各种技术参数必须达到设计要求，必要时增加锚索之护。有技术科定期对喷体进行厚度和强度检测，并有记录台账。

（12）、过断层、破碎带或者岩性较差的地带必须使用矿用刚性支架支护巷道，缩小支架间距，支架必须接顶，背板搭接严密，严格按架棚巷道措施施工，各种技术参数符合支护设计要求。

（13）、加强巷道维修工作，修复旧巷道必须制定措施，严格执行由外向里、先加固后处理的原则，冒顶地带必须留有安全通道，严防冒落伤人、堵人。

（14）、安全员加强三班检查工作，重点头要有专人把关，破碎顶板应严禁放炮或控制装药量，必须使用超前临时支护。

（15）、在高压区或破碎带中回采巷道维护困难，用锚索等新型支护。

（16）、强化干部现场跟班管理，提高跟班质量。 （17）、矿井配备的掘进工作面使用的顶板离层监测仪、锚杆拉力计、力矩扳手、锚索张拉仪由技术科负责技术培训和业务管理。

（18）、坚持一次成巷，缩短围岩暴露时间和暴露面积。

三、巷道交岔点冒顶事故的预防措施 (1)、岔口应避开原来巷道冒落的区域。

(2)、开岔口应避开软岩、破碎带及地质构造带。 (3)、定科学合理的支护设计及施工措施。 (4)、执行掘进工作面冒顶事故预防措施。

(5)、刚性支架支护巷道的所有交岔点一律实行双抬棚，高度不低于设计高度。掘进工作面采用前探梁作为临时支护，放炮前安设牢固槽形拉杆，对支护进行加固。

四、支设锚杆施工应符合下列要求：

（1）锚杆必须按作业规程规定的间排距施工，锚杆至工作面的间距必须小于锚杆的设计排距。

（2）打眼前必经敲帮问顶，撬掉活矸，必须先支设临时支护再钻眼，钻眼时应按事先确定的眼位标志钻进，钻完后应将眼内的岩粉和积水吹净。

（3）锚杆眼应做到当班眼当班锚，施工一个眼锚一个眼。

（4）锚杆眼必须按规定角度施工，不得沿顺层面、裂缝施工眼。

（5）使用树脂锚杆应用防护手套，未固化的树脂药包和固化剂具有毒性和腐蚀性，避免与皮肤接触。破损的药包，应及时处理，严禁树脂药包接触明火。

（6）安装锚杆、锚索时，药卷必须送到孔底方可搅拌，锚杆药卷的搅拌时间为20-30s，锚索药卷的搅拌时间为

30-40s。

第三节 顶板事故的处理计划

一、处理冒顶的行动准则

1、先外后里：先检查冒顶区边缘以外5米范围内支架的完整性，若有问题必须提前处理好，然后才能处理冒落范围里面的支架；

2、先支后拆：更换或扶正支架时，必须先打临时支护或假设新支架，然后再拆除原有损坏、歪倒支架；

3、先上后下：处理斜巷冒顶时，应该由冒顶区上端开始，然后逐渐往下进行，防止冒落矸石、物料滚落和支架歪倒砸伤下面的营救人员；

4、先近后远：若同一条巷道发生多处冒顶，必须坚持先处理安全出口较近的一处，然后再处理离安全出口较远的其他处。严禁两处或两处以上冒顶同时处理，确保发生二次冒顶时有畅通的后撤路线撤退到安全地点。

二、顶板事故现场处理主要依靠事故单位应急处置力量和紧急调动的应急处置力量。事故灾难发生后，发生事故单位的抢险救灾指挥部按照应急预案迅速采取措施。

根据事态发展变化情况，出现急剧恶化的特殊险情时，现场应急救援指挥部在充分考虑专家和有关方面意见的基础上，及时采取紧急处置措施。

掘进工作面发生冒顶事故后，现场人员应尽快向矿调度室汇报。并积极组织现场抢救工作。迅速查明冒顶区的地点，

范围和被堵被埋压的人数具体位置和人员名单，为抢救遇险人员提供依据和方向。迅速恢复冒顶区的正常通风，如不能尽快恢复通风时，则要尽可能利用现场的水管、压风管或打钻孔等措施，向被埋压堵截人员输送新鲜空气。在处理冒顶事故时必须坚持由外向里的原则，应首先加强外围的支护，以免事故扩大化。根据现场情况，现场救灾指挥部要认真观察分析情况，迅速制定处理方案，合理组织力量调集人员，统一指挥，安排专人负责观察顶板。被堵截的人员发现冒顶被堵后，要沉着冷静，要选择安全地点等待救援，并加固巷道支护，打开压风管路，并组织自救，由里向外处理冒顶区。同时要设法与外界取得联系。

三、掘进工作面冒顶事故的处理

冒顶事故发生后，要立即查明冒顶范围及被困人员的数量、位置和目前状况，处理冒顶前先对冒顶附近进行加固，如打点柱、联锁棚子等方式，确保处理人员安全；独头巷道发生冒顶后，要及时恢复通风，保证有害气体不超限，满足被困人员的呼吸需要，必需时可用压风管路供风，处理冒顶应在有关领导的亲自指挥下进行，坚持由外向里、先易后难。并加强支护，防止二次冒顶，必要时另掘巷道将人救出，掘进工作面发生冒顶后，要备足处理冒顶用的材料，井下没有时，要及时从地面运到冒顶地点。

掘进工作面因顶板管理不善发生冒顶，其救灾方法如下：

（1）、矿调度室根据规定程序立即通知召集有关领导和人员，有关领导、矿救护队应尽快赶到事故现场，全力为救护人员提供方便。同时查清该迎头被堵人数和位置。

（2）、处理冒顶事故危险，必须始终坚持由由外向里，加固冒顶区周围的支架，防止二次冒顶，清除进出口通道的堵塞物，尽快接近堵人部位进行抢救。同时要有专人观察顶板，?发现冒顶预兆，立即撤人，必要时，可开掘通向遇险人员的专用巷道。

（3）、大块矸石埋人时，可用千斤顶、橇棍等工具，方法要得当，速度要快，但尽量避免破坏冒落岩石的堆积状态，以免伤害遇险人员。

（4）、积极恢复冒顶区的正常通风。如一时不能恢复，应尽快安置局扇或采用压风管对埋堵地点送风。以保证冒顶后有足够的风量，并要派专人检查该处有害气体浓度。

（5）、调集冒顶区域附近的井下工作人员，在现场指挥部的统一领导下参加抢救工作。

（6）、迎头人员发现后路被堵无法撤出时，应选择安全地点集合等待救援，并维护冒顶区附近巷道，以免冒顶区继续扩大。

（7）、抢救人员在处理冒顶前应首先维护加固好冒顶区附近的巷道支护，保护救护人员的安全。

（8）、如果冒顶区顶部有空隙，应将风筒尽量向里接，以便向冒顶区送风；如果有通往迎头的压风管路,应开启阀

门向冒顶区以里供风，迎头被堵人员应打开迎头的压风管路阀门，以便向迎头供应新鲜风流。如果没有压风管路，应尽快砸开供水管路，接上风筒或压风管向迎头供风，迎头被堵人员应砸开供水管路或打开阀门。

（9）、积极组织力量，根据现场情况处理冒顶，为了保证速度，应组织多人员轮番工作，退路清物和材料器材供应要及时，由专人负责退路畅通，专人负责组织材料，器材、工具等的供应保障工作。

（10）、处理过程中由专人负责观察顶板，救护人员要服从专职安全观察人员的指挥，在处理过程中及时研究确定施工方案和具体的安全措施。

（11）、通过敲击管路，喊话等方式，被堵人员与抢救人经常设法取得联系。

（12）、如有人员埋压，应采取有效措施，避免造成埋压人员二次伤害。

（13）、抢救出的脑部、腰部受伤及四肢骨折的伤员不能背，要用担架或大笆片抬到安全地点，等待医务人员抢救或送到医院。

（14）、处理大面积冒顶事故，应制定专门的安全技术措施。

（15）、矿提前做好以下工作：顶板灾害救灾物资准备情况、存放地点及管理人员名单，矿顶板（冒顶）事故抢险救灾物资和设备及存放地点。

（16）、供应科建立抢险物资储备专库，作为事故抢险救灾应急储备，利用公司物资仓库作为后备储备库。

四、冒顶事故的自救程序

发现有冒顶、片帮征兆时 立即向矿调度室汇报 撤离工作面 立即采取措施，加强支护 迅速抢救被埋、 被压和受伤人

五、顶板灾害事故汇报程序

被堵在工作面内时，要找安全地点静坐，减少氧气消耗，要节灯、节粮，轮流积极寻找扒攉出口，敲打金属器具，发出求救信号，当氧气缺少时要佩戴隔离式自救器 发生顶板（冒顶）事故后现场或就近人员立即利用井下固定电话向矿调度室汇报，矿调度室接到事故汇报后，立即将事故概况向值班领导、矿长等汇报，汇报内容包括：

1、发生顶板（冒顶）事故的时间、地点。 2、事故发生的初步原因。 3、已经采取的措施。

4、现场人员状况，人员伤亡及撤离情况（人数、程度、所属队组）等。

六、顶板灾害事故避灾路线

1、主斜井、副斜井：掘进工作面→井筒（步行）→地面；

2、总回风巷扩刷：①扩刷工作面→回风斜井→地面②扩刷工作面→措施井→地面

3、回风斜巷、回风斜巷配巷：①掘进工作面→总回风巷→回风斜井→地面②掘进工作面→旧回风巷→措施井（或回风斜井）→地面

七、公司调度室通知顶板灾害威胁区域的方法 1、调度室按《东沟煤业公司调度中心电话号码表》，直接拨打顶板灾害威胁区域的电话通知。

2、调度室按《东沟煤业公司调度中心电话号码表》，拨打灾害威胁区域队部的电话，再由队部通知灾害威胁区域。

3、调度室按《东沟煤业公司无线通讯手机号码表》，直接通知灾害威胁区域带班长电话。

4、附：《东沟煤业公司调度中心电话号码表》、《东沟煤业公司无线通讯手机号码表》。

第四节 顶板灾害事故指挥部

一旦发生灾害，应迅速营救遇险人员，处理事故，尽快恢复生产。据此特成立顶板灾害事故抢救指挥部，组织领导及成员如下： 总 指 挥：矿 长 副总指挥：总工程师

成 员：安全副矿长 生产副矿长 通风助理长

机电副矿长 后勤副矿长 救护中心主任 各科室负责人

处理事故过程中，各有关人员的职责：

1矿长：是处理灾害事故的全权指挥者，在总工程师、安全副矿长、生产副矿长、通风助理长、机电副矿长、后勤副矿长、救护中心主任、各科室负责人的协助下，制定营救遇险人员和处理事故的工作计划。

2总工程师：是矿长处理灾害事故的第一助手，在矿长领导下组织、制定营救遇险人员和处理事故的工作计划。

3各副矿长：根据营救遇险人员和处理事故的工作计划，负责组织处理事故所必须参与的人员待命，及时调集救灾所必需的材料、设备、并由指定的副矿严格控制入井人员，签发抢救事故所用的入井特别许可证。

4调度中心主任：负责安排矿值班调度员记录事故发生的时间、地点和情况，并立即将事故情况报告矿山救护队、矿长、总工程师、集团公司调度指挥中心以及矿其他领导和有关单位；及时向下传达矿长的命令；通知调度员召集有关人员到调度指挥中心待命；随时调度井下抢险救灾工作，统计掌握出入井下人数和留在井下各地区的人数。

5矿山救护队长：对矿山救护队的行动具体负责，全面指挥，领导矿山救护队和辅助救护队，根据营救遇险人员和处理事故工作计划规定的任务，完成对灾区遇险人员的救援和事故处理。

6安全副矿长：根据批准的营救遇险人员和事故工作计划，以及按照《规程》规定对抢险救灾工作的安全和入井人员的控制实行有效的监督。

7通风助理：按照矿长命令负责改变通风制度，关注主要通风机的工作状况和组织完成必要的通风工程，并执行与通风有关的其它措施。

8副总工程师：按照矿长命令负责改变通风制度，关注主要通风机的工作状况和组织完成必要的通风工程，并执行与通风有关的其它措施；负责协调各方面的工作，协助进行抢救和灾害处理；准备好必要的图纸和资料，完成灾害处理有关测量工作。

9有关生产科室负责人、队长：负责查对留在本工作面的人数，并采取措施组织撤离到安全地点直至地面，如实、详细地向调度室汇报事故性质、范围和发生原因等情况，并随时接受命令，完成有关抢救和灾害处理任务。

10值班调度员：负责记录事故发生的时间、地点和情况，并立即将事故情况报告矿山救护队、矿长、总工程师、调度室及公司其他领导和有关单位；向下传达矿长的命令；通知值班电话员召集有关人员到调度室待命，随时调度井下抢险救灾的工作，统计掌握出、入井人数和留在井下各地区的人数。

11考勤室和矿灯、自救器发放室负责人：根据入井人员的挂牌和领取矿灯、自救器牌号码，清查井下的人数和姓名，并迅速报告调度室；对不持有特别许可证的人员，不得发给矿灯、自救器，并在井口严格检查。

12供应科长：及时准备好必需的抢救器材，并根据总指

挥的命令，迅速运送到指定地点。

13机电副矿长：根据总指挥的命令，负责改变主要通风机工作制度，并保证其正常运转；掌握井下的停送电工作及程序，及时抢救或安装机电设备，完成其它有关任务。

14机运队长：负责将遇险人员及时运送到井上，将救灾人员和器材及时运送到事故地点，满足救灾需要。

15合作医院：负责对受伤人员的急救治疗，组织护理和药物供应。

16后勤部长：保证对遇险人员的妥善安置和救灾人员的食宿以及其它生活事宜。

17保卫科长：负责事故抢救和处理过程中的治安保卫工作，维持矿区的正常秩序，并在井口附近设专人警戒，不准闲杂人员入矿区。

18值班电话接线员：接到调度室的事故通知后，立即切断与事故无关的一切电话，开放事故信号；按照《计划》中所规定的《发生事故后必须立即召集单位和人员名单》及时按顺序通知应到单位的人员到调度室报到待命；调度员及时传达有关命令。

第五节 顶板事故灾后恢复的措施

一、成立统一指挥体系

顶板事故处理完毕后，应尽快恢复生产。为此特成立顶板事故灾后恢复生产指挥部，组织领导及成员如下：

总 指 挥：矿 长

副总指挥：总工程师

成 员：安全副矿长 生产副矿长 通风助理长

机电副矿长 后勤副矿长 救护中心主任 各科室负责人

二、灾后恢复的具体措施

1、灾害过后，指挥中心要立即对井下现有情况进行详细的摸底和调查，为恢复生产提供依据。从而制定相应的措施。

2、恢复通风：采取可行有效的的措施，恢复工作面通风，让新鲜空气不断供给工作面，排除顶板冒落产生的有毒有害气体，为恢复生产做好前期准备。

4、恢复通风设施时，首先恢复主要的最容易恢复的通风设施。损坏严重，一时难以恢复的通风设施可用临时设施代替。

5、对顶板冒落工作面加强支护或重新支护，支护达到要求后，开始清理工作面冒落的矸石。

6、处理冒顶的行动准则

(1)、先外后里：先检查冒顶区边缘以外5米范围内支架的完整性，若有问题必须提前处理好，然后才能处理冒落范围里面的支架；

(2)、先支后拆：更换或扶正支架时，必须先打临时支护或假设新支架，然后再拆除原有损坏、歪倒支架；

(3)、先上后下：处理斜巷冒顶时，应该由冒顶区上端

开始，然后逐渐往下进行，防止冒落矸石、物料滚落和支架歪倒砸伤下面的营救人员；

(4)、先近后远：若同一条巷道发生多处冒顶，必须坚持先处理安全出口较近的一处，然后再处理离安全出口较远的其他处。严禁两处或两处以上冒顶同时处理，确保万一发生二次冒顶时有畅通的后撤路线撤退到安全地点。

6、现场恢复：井下各用风地点应按要求逐步恢复通风和供电，组组织技术、地质、调度、通风、机电、防尘区、供电等相关部门，深入现场，集体会诊，制定出恢复通风、生产系统的实际可行的技术方案。

8、做好通道疏通工作，加紧修复工作，恢复生产，对遭受破坏的生产建筑设施，加紧修复建设，尽快恢复生产、生活秩序。

9、在通风、供电等生产系统恢复后，组织矿各部门进行验收。在验收合格的情况下，方可组织建设。

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