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煤矿生产与顶板灾害防治

  
评论: 更新日期:2015年05月22日

        (3)片帮:冒顶前,煤壁所承受的支承压力增加,煤变松软,片帮煤比平时增多,甚至还有煤的压出和突出。
        (4)裂隙:一旦出现新的裂隙或裂隙加宽加深时,就有冒顶的可能。
        (5)漏顶:破碎的伪顶或直接顶,在大面积冒落以前,有时会因背顶不严或支架不牢出现漏顶现象。漏顶后,支架棚梁托空,支架松动,当岩石继续冒落时,就会出现大面积冒顶事故。
        (6)脱层:顶板将要冒落时,往往出现顶板脱层现象,采用敲帮问顶法不容易发现,当基本顶冒落时,则将发生没有预兆的大面积冒顶或切顶。
        (三)采煤工作面顶板灾害防治
        按照发生冒顶事故的力学原因分析,可将采煤工作面顶板灾害分为三大类。它们的防治措施也不相同。
        1、坚硬顶板压垮型冒顶
        坚硬顶板压垮型冒顶是指采空区内大面积悬露的坚硬顶板在短时间内突然塌落,将工作面压垮而造成的大型顶板事故。
        坚硬顶板压垮型冒顶事故的预防措施是:改变顶板岩层的物理力学性质及减小顶板悬露面积,加强工作面支护。
        (1)顶板高压注水。从工作面平巷向顶板打深孔,进行高压注水,通过顶板注水可以弱化顶板和扩大岩体中的裂隙及弱面,使顶板岩石强度显著降低。
        (2)强制放顶。采用爆破方法人为地将顶板切断,控制顶板悬露和冒落面积,减弱顶板冒落时对工作面产生的冲击力。爆破时主要在工作面内向放顶线处进行钻孔,也有的在工作面上下平巷内向顶板钻孔。
        (3)加强支护。在工作面加打木垛、抬棚、戗柱等特殊支护,加密支柱等。或选择工作阻力大的液压自移支架。
        2、破碎顶板漏垮型冒顶
        在采煤工作面某个地点由于支护失效而发生局部漏冒,破碎顶板就有可能从该处开始沿工作面往上全部漏完,造成支架失稳,导致漏垮型冒顶事故。
        破碎顶板漏垮型冒顶事故的预防措施是:首先要求支护完整,不致出现顶板局部漏洞;若出现局部漏洞;立即加以堵塞,以防其进一步扩大。
        (1)选用合适的支柱,使工作面支护系统有足够的支撑力和可缩性。
        (2)顶板必须插严背实。
        (3)严禁因放炮、移输送机、回柱放顶和移绞车等工序撞、刮倒工作面基本支护,防止出现局部冒顶。
        (4)一旦出现局部冒顶,即使是很小范围内的一个漏洞,也必须及时将其维护好,不再漏冒碎矸。
        3、复合顶板摧垮型冒落
        所谓复合顶板就是由下软上硬多层岩石组成的顶板。在工作面开采过程中,由于下部软岩下沉,与上部硬岩离层,支架处于失稳状态。一旦遇有外力作用,工作面支架因水平方向的推力而发生倾倒,造成摧垮型冒顶事故。
        复合顶板摧垮型冒顶事故的预防措施是:
        (1)在工作面上下平巷掘进时不要破坏其复合顶板,应托伪顶施工。
        (2)工作面初次回采时不要向采空区侧前进。
        (3)避免上下平巷与工作面斜交形成三角形。
        (4)严禁仰斜开采。
        (5)提高支柱的初撑力。
        (6)用拉钩器将工作面支架上下连成一体。
        (7)灵活地应用戗柱或戗棚,使它们迎着顶板岩层可能推移的方向支设。
        (四)巷道顶板灾害防治
        井下巷道常发生冒顶的部位有三处,冒顶原因和预防措施如下。
        1、掘进工作面碛头冒顶事故的预防措施
        掘进工作面碛头支架架设时间短,未压上劲,容易被爆破崩倒;人员作业经常在空顶条件下进行;同时受到地质构造变化影响,所以掘进碛头冒顶事故较多。
        (1)根据掘进工作面顶板岩石性质,严格控制空顶距,坚持使用超前支护(前探梁)。
        (2)严格执行敲帮问顶。
        (3)在地质破碎带或层理裂隙发肓区等压力较大处要缩小棚距。
        (4)合理布置炮眼和装药量,以防崩倒支架或崩冒顶板。
        (5)在掘进碛头10米范围内采用金属拉杆或木拉条把棚子连成一体,必要时还须打中柱以抵抗顶板突然来压和爆破冲击。
        2、巷道交叉处冒顶事故的预防措施
        巷道交叉处控顶面积大,支护复杂,是预防巷道冒顶的重点部位。
        (1)开岔口应尽量避开原来巷道冒顶范围、废弃巷道和硐室。
        (2)必须在开口抬棚支设稳定后,再拆除原巷道棚腿。
        (3)注意选用抬棚材料的质量与规格,保证其强度。
        (4)当开口处围岩尖角被压坏时,应及时采取加强抬棚稳定性措施。
        (5)抬棚上顶空洞必须堵塞严实,空洞高度较大时必须码木垛接顶。在码木垛时,作业人员应站在安全地点,并设专人看安全。
        3、锚杆支护巷道冒顶事故的预防措施
        锚杆支护巷道发生冒顶事故,除地质因素外,主要是由于锚杆支护的锚固力不足所造成的。提高锚杆的锚固力的措施有:
        (1)合理选择锚杆间、排距。
        (2)科学选择锚杆支护材料。
        (3)提高锚杆支护施工质量。
        (五)冒顶处理
        1、冒顶处理的一般原则
        在处理冒顶时,首先必须注意防止冒顶范围继续扩大,确保抢救人员自身安全,做到“五先五后”
        (1)先外后里。先检查冒落带以外5米范围内支架的完整性,有问题先处理。如巷道一段范围冒顶,坚持先处理外面的,再逐渐向里处理。
        (2)先支后拆。更换巷道支护时,先加打临时支护或架设新支架,再拆除原有支架。
        (3)先上后下。处理倾斜巷道冒顶事故时,应该由上端向下端进行,以防矸石、物料滚落和支架歪倒砸人。
        (4)先近后远。一条巷道内多处冒顶时,必须先处理离安全出口较近的一处,再向前处理离安全出口较远的一处。
        (5)先顶后帮。在处理顺序上,必须注意先维护、支撑好顶板,再护好两帮,确保抢救人员的安全。
        2、冒顶处理的方案
        (1)全断面处理,即整巷法或一次成巷法。当冒顶范围不大,垮落矸石块较小时可采取全断面处理方案。这时,沿冒顶范围的两端,由外向里,一次架设的新棚子与原棚子断面基本一致。它的优点是可避免多次松动原已破碎的顶板,缺点是进度较慢。
        (2)小断面处理。如果顶板冒落的矸石非常破碎,采取全断面处理方案不易通时,可沿煤壁在底部先刷出一条小巷,以此作为临时通风、运输和行人之用,然后再扩大为原断面永久支架。它的优点是处理冒顶进度快,缺点是需要二次支护。
        (3)绕道处理。在冒顶范围很大、冒落高度很大和顶板岩石极不稳定的条件下,采用(1)和(2)两种处理方案相当困难、危险时,可采用开补绕道,然后由绕道向冒落带进行处理的方案。
        3、冒顶处理的特殊施工方法
        冒顶处理要根据冒顶的范围、冒顶高度、顶板岩性和当时当地的采掘设备等因素而确定最佳施工方法。
        (1)撞楔法。当冒落范围内仍在冒落顶板岩石,或者一动顶板碎矸就止不住地往下流,应该采取撞楔法。撞楔法是交预先制定的楔棍(铁或木)用力撞进冒落的碎矸中,抢救人员在撞楔保护下清除煤矸等物,然后进行支架。
        (2)探板法。在冒顶范围不大,顶板没有冒落且矸石暂时停止下落时可采用探板法。这时先观察顶板,加固冒落带附近的支架,然后探木板,木板上方的空隙要背严。在木板保护下清除煤矸等物。
        (3)木垛法。当冒落高度较大、原支架基本完整和冒落范围内顶板比较稳定,不再继续冒落矸石时,可采用木垛法。这时在原支架上方码放木料,直至接顶。码木垛时要注意顶要接实背好,防止掉矸,并抵住冒落周边,以防止片帮掉矸。
        (4)搭凉棚法。当冒顶高度不大,顶板岩石不再继续冒落、冒顶范围又不大时,可用采搭凉棚法。这时用5-8根长木料搭在冒落区两端完好的支架上,抢救人员在凉棚保护下进行清理煤矸、架棚等工作,架好棚子后,再在凉棚上用木料把顶板接实。
                                                                  

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