(2)复合顶板推垮型冒顶的机理:
支柱的初撑力小,软硬岩层下沉不同步,软快而硬慢,从而倒是软岩层与其上部硬岩层离层。
下位软岩断裂出六面体的原因:一是地质构造,即下位软岩层中存在原生的断层裂隙或尖灭构造。二是巷道布置原因。三是由于支柱初撑力低。
6.金属网下推垮型冒顶发生的原因
原因:1.上下分层开切眼垂直布置,其上金属网上的碎矸石与上部断裂的硬岩大块之间存在空隙。2.下分层开切眼内错布置金属网上的碎矸石与上部断裂的硬岩大块难以胶结。
全过程分形成网兜阶段、推垮工作面阶段。
(三)巷道顶板事故常发的地点及原因
常发生在掘进工作面及巷道交叉点。
1.掘进工作面冒顶事故的原因
第一类是掘进破岩后,顶部存在将于岩体失去联系的岩块。
第二类是掘进工作面附近已支护部分的顶板存在与岩体完全失去联系的岩块。
2.巷道交叉处冒顶的原因
开岔处巷道顶部存在与岩体失去联系的岩块。
3.压垮型冒顶的原因
巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大。
4.漏垮型冒顶的原因
因有无支护或支护失效巷道顶部有游离岩块。
5.推垮型冒顶的原因
巷道顶帮破碎后,在其运动过程中存在平行巷道轴线的分力。
五、冒顶的探测方法
观察预兆法。
木楔探测法。
敲帮问顶法。
仪器探测法。
六、冒顶的预防措施
(一)采煤工作面局部冒顶的预防
(二)采煤工作面大面积冒顶的预防措施
1.采煤工作面大面积冒顶的一般预防措施
提高单体支柱的初撑力和刚度;提高支架稳定性;严格控制采高;强制放顶;加强地质测量和矿压预测。
2.预防基本顶来压时的压垮型冒顶事故的措施
使支架保证直接顶与基本顶之间不离层;支架可缩量满足基本顶下沉要求;普采工作面遇到平行于工作面的断层时要在断层范围内加强支护,不得常规回柱;支架支撑力能平衡垮落带直接顶及基本顶的重量;普采扩大控顶距,木换金待断层进采空区再回柱。
3.预防厚层难冒顶板大面积冒顶事故的措施
人工强制放顶
4.复合顶板推垮型冒顶的预防措施
应用伪府斜工作面;掘进上下顺槽时不破坏复合顶板;工作面初采时不要反推;控制采高使冒落岩层超过采高;布置树脂锚杆。
5.金属网上推垮型冒顶的预防措施
提高支柱初撑力及增加支架稳定性。另外还有回采c下分层时用内错式布置切眼;使用整体支架;采用伪府斜工作;初次放顶时要把金属网下方到底板。
(三)巷道顶板事故的预防措施
1.预防掘进工作面冒顶事故的措施
严谨空顶作业,严格控制空顶距;严格执行敲帮问顶制度;冒顶区及破碎带必须背严接实;炮眼布置及装药量必须与岩石性质、支架与掘进工作面距离相适应;采用前探掩护式支架;根据顶板条件采区相应的支护形式。
2.预防巷道开岔处冒顶的措施
开岔后避开原来巷道冒顶范围;交岔点抬棚的架设应有足够的强度并连接成一个整体;采用锚喷支护时要使用加长或全锚式锚杆,并使用小孔径锚索补强。
3.支架支护巷道冒顶事故的一般防治措施
巷道布置在稳定岩体中;支架有足够的支护强度;尽可能做到支架与围岩共同承载;重新支护时要先护顶再施工;替换支架时先支新再拆老支架;锚喷支护要定期检查及时处理;提高巷道支架稳定性。
4.压垮型冒顶的防治措施
5预防垮落型冒顶的措施
与一般事故措施基本相同。
(四)煤壁片帮的防治
1.爆破落煤时要注意炮眼布置炮眼角度装药量。
2.工作面煤壁要直、齐打贴帮柱。
3.采高大于两米煤质松软时要在贴帮柱与煤壁间加横撑。
4.片帮严重地点要在贴帮柱上加托梁或超前挂金属铰接顶梁。
5.落煤后要及时挑梁刷帮,使煤壁不留伞檐、活矸。
6.总采工作面顶板破碎或支架梁端距较大时,可采取及时支护。
第五节 矿井水害防治
矿井水害:影响矿井正常生产活动、对矿井安全生产构成威胁、增加生产成本以及使矿井局部或全部被淹没的矿井水。
水源不同:地表、地窖、空隙、裂隙及岩溶水水害。
发生矿井水害所具备的条件:
有水源、有透水通道、失控。
一、影响矿井涌水量的因素
1.充水岩层的出露条件和补给条件。2.矿井边界条件。3.地质构造条件。
二、矿井突水预兆
挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底鼓、水色发浑、有臭味、有害气体增加、裂隙出现渗水。
三、矿井水害发生的原因
1.工程技术方面
地面防洪、防水措施不当。水文地质情况不清。
井巷位置不合理。工程质量低劣。乱采滥挖。测量误差。排水能力不足。排水设施平时缺少维护。
2.管理方面的原因
容易使人麻痹、人力物力不足、不严格执行“有疑必探、先探后掘”、对防水工程质量验收把关不严、对以水为载体的有害气体的灾害和危害认识不足。
四、矿井水害的危害
恶化生产环境
增加排水费用
缩短生产设备的使用寿命
损失煤炭资源
引起瓦斯积聚、爆炸或硫化氢中毒
一旦失控,造成淹井及人员伤亡
五、矿井井下水害防治
1.井下防治水的措施和要求《煤矿安全规程》
2.老窑水害防治
克服麻痹侥幸心里,避免疏忽大意。
认真分析老窑积水的调查资料。
制定合理有效的防治对策。
严密组织探水掘进。
特别注意近探近放和贯通积水巷道或积水区。
重视自采自掘采空废巷积水的探访。
钻、物探结合问题。
3.岩溶突水灾害的防治
查明矿井水文地质条件。
承压水采煤必须探水和留设防水煤柱。
加大排水能力,确保防水设施的正常使用。
了解防治底板突水的先进理论和探查、防治技术。
4.井下排水
(1)井下主要排水设备的配备
必须要有工作、备用和检修的水泵。
必须有工作和备用的水管。
应有同工作、备用以及检修水泵相适应,并能够同时开动工作和备用水泵的配电设备。
(2)对主要泵房出口的规定
至少需要两个出口。一个用斜井连接到井筒,并高出泵房底板7m以上,一个连接到井底车场。
(3)对水仓有效容量的规定
必须有主副两个水仓。正常用水量小于1000立方米每小时以下,能容纳8小时涌水。大于1000立方米每小时,能容纳4小时涌水。
(4)加强排水系统的检查和维护
六、矿井水灾的防治技术
1.地面防水
2.井下防水(防水闸门、防水墙、防水煤岩柱)
3.矿井探放水技术
4.矿井疏放降压技术
5.矿井注浆堵水技术
6.采煤工作面透水事故的处理方法
迅速判断突水的地点、性质、水量、范围、水源。
迅速判断灾区的基本情况,以便迅速组织抢救。
第六节、矿井热害防治
热害:矿内高温、高湿环境严重影响井下人员的身体健康和生产效率的一类新灾害。
一、矿井热源
地表大气、流体自压缩(或膨胀)、围岩散热、运输中煤炭及矸石的散热、机电设备散热、自然氧化物散热、热水、人员放热。
二、矿井热害防治技术措施
(一)通风降温
1.合理的通风系统
2.改善通风条件
3.调热巷道通风
4.其他通风降温措施
(二)矿内冰冷降温
冰冷降温系统和空调制冷降温系统
(三)矿内空调的应用
1.地面集中式空调系统
优点:厂房施工、设备安装维护管理方便;可用一般制冷设备,安全可靠;冷凝热排放方便;冷量便于调节;无需在井下开槽大断面硐室;冬季可利用天然冷源。
缺点:高压载冷剂处理困难;供冷管道长,冷损大;需在井筒中安装大直径管道;空调系统复杂。
2.井下集中式空调系统
设置井下并用井下回风流排热
优点:系统简单,冷量调节方便,供冷管道短,无高压冷水系统。
缺点:井下风量有限,当需冷量大时无法全部带走冷凝热。
设置井下冷凝热在地面排放
优点:供冷管道短、冷损少;无高压冷水系统;可利用矿井水或回风流排热;供冷系统简单,冷量调节方便。
缺点:井下要开槽大断面的硐室;对制冷设备要求严格;设备安装、管理和维护不方便。
3.井上、下联合式空调系统
地面和井下同时设置制冷站,冷凝热地面集中排放。相当于两级制冷。
优点:可提高一次载冷剂回水温度,减少冷损;可利用一次载冷剂将井下制冷机的冷凝热带到地面排放。
缺点:系统复杂;设备分散,不便管理。