冒顶事故

冒顶事故是指矿井采掘时，通风道坍塌所产生的事故。^[1]根据其表现形式和范围大小可分为局部冒顶事故和大冒顶事故两类。根据事故发生的作用力来源可以把垮面事故分为由直接顶的运动^[注1]所造成的事故和由老顶的运动^[注2]所引起的事故。^[2]

冒顶事故是矿井中常见的事故，发生冒顶事故有些属于对客观事物的认识有限，是由工作中的缺点和错误造成。其主要原因有思想不集中麻痹大意，地质构造不清、地压规律不明，支护质量不好、检查不及时等。^[3]

冒顶事故是煤矿五大灾害之一，在所有事故中占比达到60%以上，伤亡人数占40%左右。^[2][注3]一般情况下，如发现采掘工作面有冒顶的预兆，工人在无法逃脱时应立刻把身体靠向硬帮或有强硬支柱的地方，被困后尽可能把身体藏在支柱牢固或块岩石架起的空隙中，防止再受到伤害，同时应用铁锹、铁棒、石块等不停地敲打通风、排水的管道，向外报警，使救援人员能及时发现目标，准确迅速地展开抢救。^[1]

在煤矿矿井生产过程中，巷道或采掘工作面由于受到矿山压力的影响，致使顶板稳定性失衡并破坏了支架的支护平衡，从而导致顶板突然大面积或局部冒落而造成的一种事故。^[4]

正常状况下，岩矿在地壳内部是处于应力平衡状态的。由于开掘、采矿、切割了岩矿，破坏了原岩的应力平衡状态，使井巷、采场周围岩矿的应力重新分布，主要表现为巷道或采空区两边的压应力和顶板的拉应力，加上岩层的纹理、断裂构造等共同作用，使顶板岩矿出现了变形。当岩矿变形所产生的压力大于顶板所能承受的极限时，顶板岩矿就发生坍塌冒落。^[5]

在井下工作时，思想不集中麻痹大意，不按规章制度办。对地质构造不清楚，不能采用恰当有效的措施是发生冒顶事故的重要原因。对顶板的岩石性质不清楚，没选用正确的支架形式。采煤机采煤后不能及时支护，运输机的机头机尾移动时没有及时支护。放炮及移动设备时，崩倒和碰倒支柱后，没有及时支护。在这些情况下都容易发生冒顶。使用支柱的大小、长度不够。支柱间距和排距太大。发现有缺柱、断梁断柱没及时补缺更换。支柱放在浮煤上。支柱和顶板脱离起不到支撑顶板的作用。这儿种情况下往往发生大面积冒顶事故。对顶板来压的周期、时间、垮落距离等规律没有充分掌握。支护的工程质量差(如支柱打的不迎出，支的不稳固)，来压后支柱容易倒。顶板比较破碎，而板皮，荆芭插得不严。在这几种情况下常常发生漏矸现象，甚至造成冒顶事故。工作面的回采工作不按正规循环，对项板的管理极为不利。如循环正常，进度快，则顶板压力小，支架受力也就小。工作面的回采工作如走不上正规循环，则控顶距过大，顶板压力大，支柱承受不了顶板的压力，就会发生冒顶。^[6]

岩层发生断层、支架断裂和单体液压支柱下沉时产生的响声。因背顶不严、破碎的伪顶和直接顶漏顶。冒顶前煤壁所承受的压力增加，煤层变得松软，片帮较严重。因采空区顶板下沉，工作面顶板裂缝增多、增大。顶板冒落前，会出现脱层。煤帮直接顶断裂下沉或垮落。老塘信号支柱有压断现象。^[7]

工作面局部冒顶事故多发生在单体支护工作面，尤其是在木棚及金属摩擦式铰接顶支护工作面。这类顶板事故的特点是范围（一般约2至3米）和冒顶高度较小，每次事故伤亡的人数不多（1至2个），对生产的影响不是特别严重，因而容易被忽视。人们往往错误地认为这类零打碎敲的事故缺乏规律性，很难避免。因为冒顶事故之后总是就事论事得出空顶作业、支护不及时的结论，没有认真分析研究事故发生的原因和条件，这是此类事故不断发生的根源。局部冒顶事故的另一重要特点是事故总是在有人工作的部位发生，加之预兆又不十分明显，因此容易造成人身伤亡。据统计分析，每年因局部冒顶事故而死亡的人数占冒顶事故死亡人数的60%至70%，而重伤事故比重则占80%以上。局部冒顶事故实质上是已被破坏的顶板失去依托而造成。就其触发原因而言可以大致分为两部分：一部分是采煤工作（包括破煤、装煤等）过程中发生的局部冒顶事故，即在采煤过程中未能及时支护已出露的破碎顶板；另一部分则是单体支护回柱和整体支护的移架操作过程中发生的局部冒顶事故。这类事故就发生的时间和地点而言，存在着一定的规律性。从发生地点看，绝大部分发生在有伪顶区域、过小断层、褶曲、过老巷、工作面上下出口等顶板较为破碎的部位。在正常顶板条件下，则多数发生在老顶来压前后，特别是在直接顶由强度较低、分层厚度较小的岩层组成的条件下。^[2]

采煤工作面的大冒顶事故也叫采场大面积冒顶、落大顶、垮面。事故的特点是垮落面积大，发展速度快，时间持久，会导致重大人身伤亡和设备、器材遭受大量损坏，往往造成生产中断。这类事故多由直接顶和老顶大面积运动造成，因此在发生的时间和地点方面有明显的规律性，一般发生在直接顶或老顶大面积运动的时刻，这里包括直接顶和老顶按预定步距有规律的运动以及工作面推进到临近平行于工作面的断层或背斜轴部所引起的运动。^[2]

从事故发生的作用力来源可以把垮面事故分为两部分，即由直接顶的运动所造成的事故和由老顶的运动所引起的事故。^[2]

巷道的变形和破坏形式是多种多样的，巷道中常见的顶板事故按照围岩破坏部位可分为：巷道顶部冒顶掉矸、巷道壁片帮以及巷道顶帮三面大冒落三种类型。按照围岩结构及冒落特征又可分为：镶嵌型围岩坠矸事故、离层型围岩片帮冒顶事故、松散破碎围岩塌漏抽冒事故以及软岩膨胀变形毁巷事故等几种形式。通常在巷道掘进头、巷道接岔口、地质构造复杂地带容易发生。另外，巷道中的冒顶还会由于斜巷跑车冲倒支架、车辆掉道和车上的物料突出车外引起支护受损以及支护方式选择不当或质量不合格而不能承受矿山压力等因素引起。^[2]

当发生重大灾害事故时，灾区不具备事故抢险的条件，或者在抢救事故时可能危及营救人员自身安全时，应迅速撤离现场，躲避到安全地点或撤到井上。^[8]

在灾害事故发生初期，现场作业人员应尽量了解和判断事故性质、地点和灾害程度，在积极、安全地消除或控制事故的同时，要及时向矿调度室报告灾情，并迅速向事故可能波及区域人员发出警报。^[8]

利用现场条件，在保证自身安全的前提下，采取积极有效的措施和方法，及时投入现场抢救，将事故消灭在初始阶段或控制在最小范围内，最大限度减少事故造成的损失抢救人员时要做到“三先三后”（即“先抢救生还者，后抢救已死亡者；先抢救伤势较重者，后抢救伤势较轻者；对于窒息或心跳、呼吸停止不久、出血和骨折的伤工，先复舒、止血和固定，然后搬运”）。^[8]

当灾害事故发生后，避灾路线因冒顶、积水、火灾或有害气体等原因造成阻塞，现场作业人员无法撤退时，或自救器有效工作时间内不能达到安全地点时，应迅速进入避难硐室和灾区较安全地点，或者就近快速构造临时避难硐室，进行自救互救，妥善安全避灾，努力维持和改善自身生存条件，等待营救。^[8]

矿井发生冒顶事故后，矿山救护队的主要任务是抢救遇险人员和恢复通风。^[8]在处理冒顶事故之前，矿山救护队应向事故附近地区工作的干部和工人了解事故发生原因、冒顶地区顶板特性、事故前人员分布位置、瓦斯浓度等，并实地查看周围支架和顶板情况，必要时加固附近支架，保证退路安全畅通。^[8]抢救人员时，可用呼喊、敲击的方法听取回击声，或用声响接收式和无线电波接收式寻人仪等装置，判断遇险人员的位置，与遇险人员保持联系，鼓励他们配合抢救工作。对于被堵人员，应在支护好顶板的情况下，用掘小巷、绕道通过冒落区或使用矿山救护轻便支架穿越冒落区接近他们。^[8]处理冒顶事故的过程中，矿山救护队始终要有专人检查瓦斯和观察顶板情况，发现异常，立即撤出人员。^[8]清理堵塞物时，使用工具要小心，防止伤害遇险人员；遇有大块矸石、木柱、金属网、铁架、铁柱等物压人时，可使用千斤顶、液压起重器、液压剪刀等工具进行处理，绝不可用镐刨、锤砸等方法扒人或破岩。^[8]抢救出的遇险人员，要用毯子保温，并迅速运至安全地点进行创伤检查，在现场开展输氧和人工呼吸、止血、包扎等急救处理，危重伤员要尽快送医院治疗。对长期困在井下的人员，不要用灯光照射眼睛，饮食要由医生决定。^[8]

顶板冒落范围不大时，如果遇难人员被大块矸石压住，可采用千斤顶、撬棍等工具把大块岩石顶起，将人迅速救出。^[8]顶板沿煤壁冒落，矸石块度比较破碎，遇难人员又靠近煤壁位置时，可采用沿煤壁方向掏小洞，架设临时支架维护顶板，边支护边掏洞，直到救出遇难人员。^[8]如果遇难者位置靠近放顶区，可采用沿放顶区方向掏小洞，架设临时支架，背帮背顶，或用前探棚边支护边掏洞，把遇难人员救出。^[8]冒落范围较小，矸石块度小，比较破碎，并且继续下落，矸石扒一点、漏一些。在这种情况下处理冒顶和抢救人员时，可采用撞楔法处理，以控制顶板。^[8]分层开采的工作面发生事故，底板是煤层，遇难人员位于金属网或荆笆假顶下面时，可沿底板煤层掏小洞，边支护边掏洞，接近遇难者后将其救出；如果底板是岩石，遇难者位于金属网或荆笆假顶下面时，可沿煤壁掏小洞，寻找和救出遇难人员。^[8]冒落范围很大，遇难者位于冒落工作面的中间时，可采用掏小洞和撞楔法处理。当时间长不安全时，也可采取另掘开切眼的方法处理，边掘进边支护。^[8]如果工作面两端冒落，把人堵在工作面内，采用掏小洞和撞楔法穿不过去，可采取另掘巷道的方法，绕过冒落区或危险区将遇难人员救出。^[8]

回采工作面发生冒顶的范围小，顶板没有冒实，而顶板矸石已暂时停止下落，这种局部小冒顶比较容易处理。对局部小冒顶出现后，应先检查冒顶地点附近顶板支架情况，处理好折伤、歪扭、变形的柱子；沿煤的顶板掏梁窝，将探板伸入梁窝，另一头立上柱子。^[8]

发生局部范围较大的冒顶时，如伪顶冒落，且冒落已停止，可采用从冒顶两端向中间进行探板处理；如直接顶沿煤帮冒落，而且歼石继续下流，块度较小，采用探板处理有困难时，可采取打撞楔的办法处理。^[8]

缓倾斜薄煤层和中厚煤层，尤其是中厚煤层处理工作面大冒顶的方法基本上有两种，一是恢复工作面的方法；一是另掘开切眼或局部另掘开切眼的方法。^[8]

加强矿井地质工作和采矿方法实验研究，改进原设计采矿方法，找出适合本矿山不同地质条件的高效安全采矿法，加大采矿强度并及时处理采空区。确定合理的相邻两组矿脉回采顺序，严格控制采场暴露面积和采空区高度等技术指标，确保采场在地压稳定期间采完。^[9]

固定专人按规定制度检查处理顶板松石，防止松石冒落引发事故。对危险性较大的采场，采用光应力计、地音仪及岩移观测等经济简便的科学方法观测顶板，摸索不同岩石岩移规律，掌握顶板情况。对不稳定工作顶板及时处理，采用喷锚支护等科学有效措施防止冒顶。^[9]

避免在地质构造线附近布置井巷工程，因垂直于地质构造线方向压应力最大，易使岩体产生变化和破裂。不在断层、节理、层里破碎带、泥化夹层等地质构造软弱面附近布置井巷工程，若必须通过应采取支护措施或特殊施工方案。井巷和采场形状结构尽量采用拱形，符合围岩应力分布要求，施工难度不大且顶板压力不集中，稳定性较好。^[9]

加强安全教育和安全技术知识培训，提高各级安全管理人员技术水平，树立“安全第一”思想，遵章守纪，建立群查、群防、群治的顶板管理制度。各工作面备撬棍，设专人负责排险，设立警告标志，做好交接班制度。结合矿山实际总结顶板管理经验教训，从地质资料提供、井巷设计、维护技术、施工管理等方面制订完整的井巷施工顶板管理标准，为科学管理顶板提供技术支持。^[9]

2019年1月12日，陕西省神木市百吉矿业李家沟煤矿井下发生冒顶事故，21人遇难。^[10]

2021年8月14日，青海柴达尔煤矿301采区3690综采工作面发生冒顶事故，作业面21人中有1人逃生，当场1人遇难、19人被困。^[11]

2024年10月23日，开滦集团钱家营矿业分公司在井下680多米作业面发生冒顶事故，导致6人被困。^[12]