煤巷锚杆支护冒顶原因的事故树分析法

2015-09-08 125 0

   【摘要】针对石圪台煤矿某巷道在支护过程中开始小块矸石掉落、随后发生大面积冒顶情况,决定采用事故树分析法对石圪台煤矿煤巷锚杆支护冒顶主要原因进行系统分析,根据所有可能导致事故发生的基本事件,绘制事故树,求出锚杆支护冒顶事故的最小割集以及基本事件的结构重要度,根据结构重要度大小制定相应基本事件的防范措施,以保证矿井安全生产。
 
  石圪台煤矿位于陕西省榆林地区神木县北部,井田东西长约10KM,南北长约8KM,面积约为65.25KM2。该矿储量丰富,地质构造、水文地质条件简单。岩石抗压强度平均值粗砂岩20.95MPa,细砂岩28.52MPa,粉砂岩17.10MPa,泥岩13.73MPa,围岩分类属弱~中等稳定岩层。岩石普氏硬度系数为1,属软弱岩层。

  1.影响锚杆支护煤巷顶板的安全因素
 
  (1)锚杆支护设计参数
 
  锚杆支护设计是煤巷锚杆支护最重要的部分,其中包括的设计参数有锚杆的间距与排距、锚杆长度和直径、锚杆锚固力和预紧力等等。以上参数又要依据围岩的分类、地质构造、锚杆的“三径”等参数来确定。石圪台煤矿就是依据其围岩的构造选定对煤巷顶板进行锚杆支护。
 
  (2)锚杆支护施工规范
 
  锚杆支护主要使用树脂锚固剂,目前由于受到施工设备,技术以及人员素质的影响,很难实现高预拉力锚杆。锚固剂搅拌时间不足或过长以及锚固剂未送至钻孔底部就开始搅拌都是影响施工的因素。
 
  (3)支护监测及补锚管理
 
  石圪台煤矿目前采用常规的离层指示仪、锚杆测力计等观测仪器。在监测方面人员的责任心以及对仪器使用的培训是影响安全因素的重要原因。补锚管理方面缺乏锚固层离层现象监测技术、对“三高”一扰动区的监测力度不足、对失效锚杆的及时修复方案的不合理等,都是影响安全的因素。
 
  (4)锚杆、支护材料的配置
 
  锚杆支护材料包括:锚杆杆体、托盘、垫片、螺母、锚固剂等。钻孔直径、锚固剂直径和锚杆直径的“三径”匹配,是影响支护安全的重要因素。此外锚杆杆体及其配套材料的规格是否符合规定也是安全因素之一。
 
  2.煤巷锚杆支护冒顶原因的事故树分析法
 
  由此可见,引起锚杆支护冒顶事故最危险的因素是冒顶扰动(如采动、高应力、次生应力、地下水等)因素,其次为锚杆的施工质量和产品质量因素,接下来依次为围岩分类不合理、围岩出现镶嵌型结构、顶板地层条件不清楚、岩层局部地质和构造等发生变化、巷道进入高地应力和次生应力地带以及待锚固岩层厚度变大。
 
  (2)安全技术措施
 
  ①加强冒顶扰动因素的识别和控制,有针对性地实施预防措施;②加强锚杆支护施工质量的监督和检查,确保锚杆支护施工质量符合要求;③加强围岩地质条件的调查,以便采取合理的支护参数和支护措施。
 
  3.结论
 
  (1)根据最小割集数目可知,石圪台煤矿煤巷顶板锚杆支护失效的诱发原因有32种,且每个最小割集中的独立事件同时发生时都有可能引发锚杆支护冒顶事故的发生。
 
  (2)基本事件结构重要度的大小决定了其对锚杆支护冒顶事故发生的影响程度,由以上分析可知引起锚杆支护冒顶事故最危险的因素是冒顶扰动因素、锚杆的施工质量和产品质量。
 
  (3)巷道锚杆支护时,对于引起锚杆支护冒顶事故的最危险因素,要采取有针对性的技术措施,以避免巷道锚杆支护冒顶事故的发生。

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