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矿山安全教育精选讲师：前言安全是涉及人命关天的大事，人的生命是无价的，安全就是无价的。安全恩泽人民大众，安全就是为广大劳动者谋福祉，因为安全关乎生命安全、身体健康、心情愉悦、家庭幸福。安全就是效益，发生安全事故会造成人员伤亡、财产损失，给人造成极大的精神伤害和经济负担，背离了企业为社会创造经济效益和社会效益的责任，所以说，安全就是效益。第三章矿山顶板事故的预防第一节冒顶片帮事故的原因•在采矿生产活动中，最常发生的事故是冒顶片帮事故。冒顶片帮是由于岩石不够稳定，当强大的地压传递到顶板或两帮时，使岩石遭受破坏而引起的。随着掘进工作面和回采工作面的向前推进，工作面空顶面积逐渐增大，顶板和周帮矿岩会由于应力的重新分布而发生某种变形，以致在某些部位出现裂隙，同时岩层的节理也在压力作用下逐渐扩大。在此情况下，顶板岩石的完整性就破坏了。由于顶板岩石完整性破坏的结果，便出现了顶板的下沉弯曲，裂隙逐渐扩大，如果生产技术和组织管理不当，就可能形成顶板岩矿的冒落。这种冒落就是冒顶事故，如果冒落的部位处在巷道的两帮就叫做片帮。•冒顶片帮事故，大多数为局部冒落及浮石引起的，而大片冒落及片帮事故相对较少，因此，对局部冒落及浮石的预防，必须给予足够的重视。引发冒顶片帮事故的原因有以下几方面:1、采矿方法不合理和顶板管理不善•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。例如，某矿矿体顶板岩石松软、节理发达断层裂隙较多，采用了水平分层充填采矿法，加上采掘管理不当，结果使顶板暴漏面积过大，致使冒顶事故经常发生；后来改变了采矿方法，加强了顶板管理，冒顶事故就有了显著的减少。2、缺乏有效支护•支护方式不当、不及时支护或减少支架、支架是支撑力和顶板压力不相适应等是造成此类事故的另一种要原因。例如，某矿采场顶板与底盘的走向断层相交形成了三角岩构造，对此本应选用木垛与支柱的联合支护方案，但只打了40多根立柱，结果顶板来压后，立柱大部分被压坏，发生了冒顶事故。3、检查不周和疏忽大意•在冒顶事故中，大部分属于局部冒落及浮石砸死或砸伤人员的事故。这些都是事先缺少认真、全面的检查，疏忽大意等原因造成的。•冒顶事故一般多发生于爆破后1—2小时这段时间里。这是由于顶板受到爆炸波的冲击和震动而产生新的裂缝，或者使原有断层和裂缝增大破坏了顶板的稳固。这段时间往往又正好是工人们在顶板下作的时间。4、浮石处理操作不当•浮石处理操作不当引起冒顶事故，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，如撬前落后、撬左落右、撬小落大等。此外还有处理浮石时站立的位置不当、撬毛工的操作技术不熟练等原因。有的矿山曾发生过落下浮石砸死撬毛工的事故，其主要原因就是撬毛工缺乏操作知识，垂直站在浮石下面操作。5、地质矿床等自然条件不好•如果矿岩为断层、稻曲等地质构造所破坏形成。压碎带，或者由于节理、层理发达、裂缝多，再加上裂隙水的作用，破坏了顶板的稳定性，改变了工作面正常压力状况，因而容易发生冒顶片帮事故。对于回采工作面的地质构造不清楚，顶板的性质不清楚（有的有伪顶，有的无伪顶，还有的无直接顶只有老顶），容易造成冒顶事故。6、地压活动•有些矿山没有随着开采深度的不断加深而对采空区及时进行处理，因而受到地压活动的危害，频繁引发冒顶事故。7、其他原因•不遵守操作规程进行操作，精神不集中，思想麻痹大意，发现险情不及时处理。工作面作业循环不正规，推进速度慢，爆破崩倒支架等，都容易引起冒顶片帮事故。第二节冒顶前的预兆•大多数情况下，在冒顶之前，由于压力的增大，顶板岩石开始下沉，使支架开始发出断裂声，而后逐渐折断。与此同时，还能听到顶板岩石发出“啪、啪”的破裂声。随着顶板岩石进一步破碎，在冒落前几秒钟，就会发现顶板掉落小碎石块，涌水量也逐渐增大，而后便开始冒落。顶板冒落之前，岩石在矿山压力作用下开始破坏的初期，其破坏的响声和频率都很低，常常在井下工作人员还没有听到之前，老鼠已有感应。所以在井下岩层大破坏或大冒落之前，有时会看到老鼠“搬家”，甚至可以看到老鼠到处乱窜。•在井下工作的人员，当听到或者看到上述冒顶预兆时，必须立即停止工作，马上从危险区撤到安全地点。必须注意的是，有些顶板本来节理发育裂缝就较多，有可能发生突然冒落，而且在冒落前没有任何预兆。第三节冒顶片帮事故的预防•要防止冒顶片帮事故的发生，必须严格遵守安全技术规程，从多方面采取综合预防措施，主要措施如下：1、选用合理的采矿方法•选择合理、安全的采选矿方法，制定具体的安全技术操作规程，建立正常的生产秩序和作业制度，是防止冒顶片帮事故的重要措施。2、坚持合理的开采顺序•井下采矿要自始至终坚持自上而下，即上一中段采完再采下一中段；自下盘而上盘，即垂直矿体布置采场时，要从下盘向上盘开始采；自一翼向另一翼，即后退式开采，从矿块边界向矿井中央向后退的“三自”开采顺序。•金属矿山冒顶事故及空场大塌落事故的原因分析表明，不坚持开采顺序的合理性，片面追求产量、品位而超越中段先下后上，采富弃贫或先行掏中、下盘，挖墙脚，采保护矿柱等违序乱采往往是灾害的祸根。•集中一个中段、一个采场或一个分段的掘进、落矿和出矿工作，避免多中段、多采场分散作业。•集中作业，强化开采不仅可提高采场单位面积矿石产量，缩短生产周期，更主要的安全作用在于，在围岩不稳定的情况下，在大的地压来临之前，在一段相对稳定的时间内，把采准、落矿、出矿工作抢先完成，以躲过大的地压威胁，避免采场坍塌和冒顶事故的发生。3、搞好地质调查工作•对于工作面推进地带的地质构造要调查清楚，通过危险地带时要采取可靠的安全措施。4、加强工作面顶板的管理与支护和维护•为了防止掘进工作面的顶板冒落，永久支架与掘进工作面之间的距离不得超过3m，如果顶板松软，这个距离还应缩短。在掘进工作面与永久支架之间，必须架设临时支架。•建立顶板分级管理制度。根据矿山顶板矿岩的软硬稳固程度、地质构造的破坏情况，采场跨度的大小及透水性等因素，将顶板分为三级进行管理。具有下列情况之一者为一级顶板：•顶板岩石特别松软，层理节理发育，有较大的压碎带，呈破碎状态者。•有较大的断层和较多的中小断层，或岩层交错形成三角岩体者。•采场超过规定跨度，或开采最后一分层时。•顶板有较大的渗透水者。一级顶板管理措施是：•要根据不同的地质条件，选用合理的采矿方法，尽量减少采矿作业人员暴露在大面积的顶板条件下作业。•采用合理的开采顺序，采取快掘、快采、快出的办法，缩短生产周期。•要采取长锚索、短锚杆、木支护及多种方法联合支护的办法维护顶板。•采用光面控制爆破方法落矿。•实行顶板三次检查制（班前、班中、班后），加强经常性的检查，及时处理顶板浮石，有人作业时要设专人监护。符合二级顶板的情况是：•顶板矿岩较松软，层理节理发达，断层不多，顶板有时出现小型三角岩体或有局部渗水者。二级顶板管理措施是：•要根据不同的地质条件，选用合理的采矿方法，尽量减少采矿作业人员暴露在大面积的顶板条件下作业。•采用合理的开采顺序，采取快掘、快采、快出的办法，缩短生产周期。•采用光面控制爆破方法落矿。•采用锚杆支护。•实行顶板三次检查制（班前、班中、班后），加强经常性的敲帮问顶。符合三级顶板的情况是：•顶板矿岩较稳固、层理节理不发达，断层不明显。•对于三级顶板采用光面控制爆破方法落矿，加强经常性的敲帮问顶工作。•必须加强工作面顶板的管理，对所有井巷均要定期检查，如发现有弯曲、歪斜、腐朽、折断、破裂的支架，必须及时进行更换或维修。要选择合理的支护方式，支架要有足够的强度。采用锚杆支护、喷射混凝土支护、锚喷联合支护等方法维护采场和巷道的顶板。支护要及时，不要在空顶下面作业。5、及时处理采空区•矿山开采应处理好采空区与空区的关系，采用正确的开采顺序，及时充填、支护或崩落采空区。•正确选择支护形式。依据矿床赋存情况、矿岩稳定性、矿石价值、回采方式等因素，采空区在回采期间的支撑手段可概括分为4种：自然支撑：•在留矿法中，由于围岩稳固或较为稳固，只要采场跨度、矿岩的暴露面积、时间控制在允许范围内，就能充分利用矿体本身的矿柱支撑力，达到管理地压的目的。自然支撑控制顶板的要点是合理确定矿房和矿柱的尺寸，保持矿柱和围岩的完整。充填支撑：•以废石、水砂等充填料充填支撑空区是充填采矿法管理地压的主要手段。实践表明，充填及时而足量可以有效控制围岩大面积冒顶塌方，并可提高矿柱的稳定性，还可减缓和控制岩层移动，防止冲击地压，减少冒顶片帮事故。崩落围岩：•崩落法管理顶板的实质是随着矿石被采出，有计划地崩落矿体顶盘的覆盖岩石或上下盘围岩，利用其膨胀率增加的碎石充填采空区。这种方法，中段不再划分为矿房与矿柱，而是沿矿体走向按合理顺序连续进行开采，使整个回采工作面始终在已崩落围岩的支撑掩护下进行，崩落的围岩随着矿石下移，边采边消除采空区。这种支撑控顶方法的关键在于保护好采场底部结构，搞好电耙道的维护。控制爆破：•在采场落矿过程中采用光面控制爆破技术，爆破后较好地保证了采场顶板的完整，浮石大量减少。对于矿岩叫破碎的采场，积极推广应用锚杆支护，长锚索和金属网支护、喷射混凝土等联合支护技术。这些措施增强顶板抗冒落的能力，大大减少了冒顶片帮事故的发生。6、坚持正确循环作业•要坚持正规循环作业、加快工作进度，减少顶板悬露时间。7、加强对顶板和浮石的坚持与处理•浮石是采场和掘进工作面爆破后极为常见的现象，要严格检查和清理浮石，防止浮石掉落而造成伤亡事故。它是顶板事故中伤人最多、频率最高的常见的顶板伤亡事故。采矿场作业班长、段长、区长必须经常携带长把手锤等撬浮石工具，每班进行“敲帮问顶”。检查浮石时要有良好的照明，不准进行其他作业。浮石处理必须及时、细致，不能半途而废；一时撬不成的大块浮石，应用炸药崩落或架设临时支架。•可采用简易方法和仪器对顶板进行检查与观测。常用的简易方法有木楔法、标记法、听音判断法、震动法等。此外，还可以采用顶板警报器、机械测力计、钢弦测压仪、地音仪等仪器观测顶板及地压活动。第四节顶板事故检测方法1、声测法•利用声学原理来判断岩石的完整性和破坏程度的方法，其中有：声撞击法：•即常用的“敲帮问顶”法，工人利用手锤或撬棍敲击岩石，以判断岩体的完整性。它所根据的原理是岩石受到外来撞击时，由于振动而发声。脱离母体的松石，其振动频率较低，发出的声音比较沙哑、低沉；整体岩石则发出清脆响亮的声音，由此可检查发现浮石。声发射法：•岩体内部发生破坏时，同时会发出声响，通常称为“地音”。注意监听所发出的声响，可以了解地压情况。监听有以下两种方法：•第一、人工听声法。响声由疏到密，频率逐渐增加并夹杂零星掉渣，这是大规模地压显现的前奏期；响声频度剧增，且由清脆炮声至1闷雷声，掉渣频繁，这是剧烈的大规模地压显现即将发生的高潮期；响声由密到疏，逐渐减少，这是地压活动逐渐稳定的尾声。•第二、地音仪监听。由主放大器、探头和耳机组成。这是人工听声的仪器化，它的灵敏度高，能听到用耳朵听不到的声音。利用地音仪还可以判断岩层破坏的发展趋势和波及范围，顶板岩体崩落的可能性和时间，以便及时采取预防措施。2、裂缝调查法•裂缝调查法，这是我国金属矿山当前对抵押显现现场观察的一种主要方法。岩体发生破坏时，必然在其中产生一些裂隙，观察这些裂隙的变化情况，便可圈定大规模地压显现的范围及判断地压发展的趋势。3、观察围岩的相对移动•简易的测量仪器有滑尺、滑尺移动量报警器等。常用的有多点位移计。多点位移计用于测量巷道及采场岩体内部的位移量、位移速率、位移范围及其岁时间的变化。多点位移计有杆式、弦式和可分离式3种。4、微震检测仪•根据声发射同时产生微震的原理，采集监测微震频度，测定发生微震的位置，以预报岩体发生破坏的可能性与发生的时间，是一种较先进的监测岩体破坏的设备。谢谢！