红透山矿井下冒顶事故原因分析及预防措施研究

红透山矿井下冒顶事故原因分析及预防措施研究[摘要]：冒顶事故对矿山安全生产危害极大，随着我矿近年来开采深度的增加，顶板冒落事故也随之增多，加强矿山顶板管理，预测井下工作面可能存在的隐患，及时采取预防措施对矿山安全生产起着至关重要的作用。

[关键词]：岩爆冒顶原因分析措施

中图分类号：td23 文献标识码：td 文章编号：1009-914x （2012）26-0305-01

1 前言：

“抚顺红透山矿业有限公司”（原抚顺红透山铜矿）是已生产近五十年的老矿山，现开采深度从地表至最底部中段已超过1200余米，是目前我国金属矿山开采最深的矿山。

2 矿山地质条件及“岩爆”因素

2.1原因分析

我矿顶板冒落的事故，依据其冒顶片帮的范围分为局部冒顶、松石冒顶二种，事故多发生在顶板比较破碎的工作面；在岩层层理、节理、断层比较发育易离层的工作面；在深矿井、超深矿井、爆破通风后排除工作不当的工作面。随着开采深度的不断加大，“岩爆”现象日趋明显。

2.2措施

从1999年至今我矿与“东北大学”合作开展了“地压监测与管理”项目，有效的进行了地压灾害的防治。与“东北大学”、“长沙

矿院”、”中国地质研究院”、“中国矿业大学”等科研院所合作，在对岩爆机理有较准确把握的基础上，初步建立可行的井下动态监测模式。结合近几年来的生产实际情况分析，可以认为，尽管在一定的区域，岩爆发生具有一定的“不可预知性”，但发生严重的突发事件的概率偏小，目前的采矿，在总体上是可以基本保证安全生产的。

3 现有采矿工艺对于超深部开采存在不适应性

3.1原因分析

我矿采用的主要采矿方法是尾砂充填法和空场法中的留矿法和小中段崩落法，使用充填采矿法其充填体能够起控制采场地压，支撑围岩，减少、延缓和阻止采后空区围岩的破坏和移动的作用，较有效的维护围岩，减少围岩移动和防止大量冒落，这虽然能够较好的控制地压，但由于矿体向东侧伏，底部中段巷道水平开拓已有2000余米，由于水平距离远，充填倍线长，边远矿体的尾砂充填成为难题，且尾砂来源受选厂的处理矿量限制，采场的充填比较紧张。为保证三级矿量平衡，生产技术部门实施采用一定比例的留矿法和小中段崩落法进行采场采矿。而留矿法在矿房回采期间，由于频繁的局部放矿，使暂留矿石处于松动状态，而靠近顶板部分经常出现空隙，随矿体倾角变缓，这种空隙也就越大，在放矿时期，随暂留矿石的下降，围岩的暴露面积不断增加，在这种情况下，如果围岩稳定性较差，特别是地质构造破坏，围岩就变形破坏，甚至较大面积地塌落。这不仅增加了矿石的损失与贫化，严重时中断回采，造

成矿石的大量损失。

3.2措施：

3.2.1采矿设计优化研究

首先，在采矿方法选择上尽量采用充填法采矿工艺；同时所有的采空区要做到及时充填，力求对地压根本性的控制。在设计时突出强调各种工程的相互关系以及结构尺寸，最大限度减少应力集中度。井下比较普及的留矿法、充填法正逐渐被小中段空场法取替，从而减少了人员和设备在大面积、高空顶距顶板下的生产作业。

对原设计的采矿方法不断进行改进、实验、研究，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。

3.2.2 科学合理地布置井巷工程

科学合理地布置巷道及采场的位置、规格、形状和结构，避免在地质构造线附近布置井巷工程，因为垂直于地质构造线方向的压应力最大，是岩体产生变化和破裂的主要因素。井巷、采场的形状和结构要尽量符合围岩应力分布要求。因此，井巷和采场的顶板应尽量采用拱形。因为围岩的次生应力不仅与原岩应力和侧压系数有关，而且还与巷道形状有关。采用拱形形状时，施工难度不大且顶板压力不会太集中，顶板稳定性较好。

4 顶板支护方法不合理及浮石处理不当

4.1原因分析

4.1.1顶板支护不及时合理

采场工作面或大断面掘进，支护方法不合理或支护不及时，是导致冒顶事故的另一个原因。当工作面附近的顶板岩石比较破碎，构造比较发育时，支护方法不合理或支护不及时，极易造成顶板突然冒顶或片帮，引发事故。

4.1.2 浮石处理不当

浮石处理不当所引起的伤亡事故，大多是由于浮石处理前“撬碴工”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“撬碴工”的技术不熟练等造成的。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。

4.2措施：

4.2.1喷锚支护

喷锚支护是预防冒顶事故的一项有效措施，它的施工工艺也比较成熟，1999年以来我矿投入的各项维护工程材料费一项，累计达500余万元。主要包括圆木、硬杂木、锚杆、水泥、铁筛网、钢筋、铁道等。

4.2.2购置必要的仪器设备，逐步提高松石检测技术

购置必要的仪器设备确保监测与研究工作顺利开展。几年来，矿山陆续购入部分仪器设备应用于井下的地压监测与研究工作。对顶板松石的检查与处理，是一项经常性而又十分重要的工作，必须

固定专人按规定的制度工作，才能确保顶板安全生产，防止松石冒落顶板事故发生。对一些危险性较大的采场，在技术、经济允许的条件下，应尽量采用科学方法观测顶板。目前国内较经济简便的观测手段有光应力计、地音仪及岩移观测等。要观测摸索不同岩石岩移的规律，科学地掌握顶板情况。对已发现的不稳定工作顶板，要及时进行处理，并尽可能采用科学有效的措施（如喷锚支护等）防止冒顶事故发生。“敲帮问顶”是一项灵活有效的松石检测方法，仍在各国沿用。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。外国一些矿山在使用“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。

5 人员管理不到位

5.1原因分析

5.1.1井下新工人增多

井下新工人增多，对井下作业环境不了解，又缺少安全知识及技能的培训，新老交替衔接不上，不能及时有效地“敲帮问顶”而引发事故。我矿发生过由于新工人缺乏必要的安全知识，处理顶板险岩时因站立位置不当而造成的事故。 5.1.2井下管理人员对顶板管理不重视

井下管理人员对顶板管理不重视，对于顶板管理办法和监督约束机制执行松懈，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，这样冒顶