淮北矿区位于安徽省北部,主要开采石炭二迭系石盒子组及山西组的煤层,这些煤层具有“三软”特点,即顶底板软、煤体软和围岩软。矿区的14对生产矿井每年能够生产原煤约2000万吨,年进尺超过20万米。由于以往主要采用工字钢梯形支架支护方式,导致巷道变形量大,通风断面无法保证,需要大量的修复工作。这种支护方式不仅成本高,钢材用量也很大,每年需要投入支撑钢约2万吨。
为解决这些问题,自1998年以来,淮北矿业集团全面推广了煤巷锚杆支护技术,并取得了显著效果,至2002年底累计进尺达到30万米,且未发生一起冒顶死亡事故。支护成本大幅降低,支撑钢材年消耗量下降到1200吨。但在推广过程中,也发生了多起冒顶事故。为保证施工安全,结合近年的生产实践,文章对冒顶事故进行了详细分析,并提出了相应的措施和对策。
通过统计和分析,淮北矿区在近4年中总共发生了10起冒顶事故。这些事故主要发生在巷道成巷部分,具有明显的滞后性,地质条件发生变化的地点是事故多发地,如小断层、顶板裂隙发育或近距离煤层间距变小等地段。此外,巷道冒顶前大多有明显的预兆,如巷道变形量大、片帮、锚杆失效等。
通过对这些事故的分析,文章总结出了冒顶事故发生的主要原因,包括:
1. 对巷道地质条件的变化掌握不清。特别是在小班施工中对顶板变化没有进行观测和汇报,导致工程技术人员无法及时了解现场情况,并采取有效措施应对。
2. 在支护设计中,对于巷道条件的分类不够准确。特别是沿空巷道的支护条件较差,需要较高的支护等级,但在设计中并未得到体现。
3. 生产管理中存在质量控制问题。小班初锚力和锚固力检测不严格,导致锚杆安装质量得不到保证;未对巷道支护效果进行评价。
4. 在掘进迎头,由于操作不当或管理不严,有时会引起冒顶事故。
针对上述原因,文章提出了相应的措施和对策,强调了煤巷锚杆支护技术在安全生产中的重要性。通过合理有效的方法,冒顶事故是可以预防的。因此,在今后的施工中,应加强地质条件变化的监测,提高支护设计的准确性和针对性,严格生产质量管理,并强化掘进迎头的安全管理措施。
淮北矿区的实践证明,煤巷锚杆支护技术不仅能有效降低支护成本、提高施工效率,而且可以显著改善巷道的支护状况,减少冒顶事故发生,从而为煤矿安全生产提供了有力保障。未来,矿区应继续完善和推广这一技术,不断优化施工工艺和管理流程,以进一步提高煤巷锚杆支护的安全性和可靠性。