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文檔簡介

1、礦井事故及預(yù)防礦井事故及預(yù)防第一節(jié) 前言第二節(jié)頂板事故分類第三節(jié)壓垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施第四節(jié)漏冒型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施第五節(jié)推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施第六節(jié)綜合類型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施第七節(jié)對采場支架的基本要求頂板事故防治 頂板的分類l煤層上面的巖層叫頂板。根據(jù)頂板的堅(jiān)硬程度及距煤層的距離可以分為三類:l1、偽頂l2、直接頂l3、老頂 頂板事故的分類一l一、按照冒頂范圍可分為局部冒頂(冒頂范圍不大,傷亡人數(shù)不多)和大型冒頂 (包括老頂來壓時(shí)的壓垮型冒頂、厚層難冒頂頂班的大面積冒頂、直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂、大面積漏跨型冒頂復(fù)合頂板推垮型冒頂、金屬往下推垮型冒頂、大塊游離巖頂板旋轉(zhuǎn)腿垮型冒頂、

2、采空區(qū)冒矸采煤工作面的推垮型冒頂機(jī)沖擊推垮型冒頂?shù)龋?頂板事故的分類二二、按發(fā)生冒頂事故的力學(xué)原因可分為壓垮型冒頂(是指工作面支護(hù)強(qiáng)度不足和頂板來壓引起支柱大量壓壞而造成的冒頂事故)、漏跨型冒頂(是在頂班破碎條件下,先在支架的空當(dāng)或機(jī)、炮道內(nèi)發(fā)生漏頂,由于沒有及時(shí)控制,范圍擴(kuò)大,支柱失穩(wěn)造成冒頂事故)和推垮型冒頂(是指因水平力作用使工作面支架大量傾斜造成的冒頂事故,常發(fā)生在由下軟上硬巖層構(gòu)成的復(fù)合頂板條件下) 易發(fā)生冒頂?shù)牡攸c(diǎn)l一、采煤工作面易冒頂?shù)牡攸c(diǎn)有“一道(采煤工作面機(jī)道)、一線(采煤工作面放頂小線)、兩出口(采煤工作面的兩個(gè)安全出口)及地質(zhì)破碎帶”l二、掘進(jìn)工作面易冒頂?shù)牡攸c(diǎn)有掘進(jìn)工

3、作面處和巷道交叉點(diǎn)。 冒頂事故的原因l一、地質(zhì)因素的影響。(采掘工作面在遇到頂板松軟破碎時(shí)難控制,易發(fā)生局部冒頂;但是,頂板堅(jiān)硬難冒時(shí),一旦冒落就會(huì)造成大面積冒頂事故)。l二、頂板壓力變化影響。l三、采掘工序的影響。l四、人的因素的影響。 冒頂?shù)念A(yù)兆l1、響聲。l2、掉渣。l3、裂縫。l4、片幫。l5、離層。l6、漏頂。l7、頂板淋水加大。l8、有毒、有害氣體增加。 頂板事故的預(yù)防一l一、充分掌握頂板壓力分布及來壓規(guī)律。采煤工作面要實(shí)行科學(xué)管理,堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)。l1、工作面生產(chǎn)前,必須編制作業(yè)規(guī)程,并貫徹執(zhí)行。情況變化時(shí),及時(shí)修改作業(yè)規(guī)程或補(bǔ)充安全措施。2、采煤工作面必須保持至少兩個(gè)安全出口

4、,安全出口與巷道連接處20米范圍內(nèi)必須加強(qiáng)支護(hù)。安全出口必須專人維護(hù)。3、工作面要實(shí)現(xiàn)“三直”煤壁直、輸送機(jī)直、支柱保持直線。“三暢通”安全出口、工作面人行道和進(jìn)、回風(fēng)順槽暢通。 頂板事故的預(yù)防二l二、采取有效的支護(hù)措施。采掘工作面選擇合適的支護(hù)形式,采用合理的布置方式,保證工程質(zhì)量,是防止事故的關(guān)鍵(有針對性地做好兩測工作,一是進(jìn)行頂板壓力觀測和底板比壓測定,摸清采場上覆巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律和底板破壞規(guī)律。二是對支柱檢修試壓和實(shí)際支撐能力測定)(采煤工作面要抓好“兩個(gè)質(zhì)量,三個(gè)環(huán)節(jié)”:一是支柱、支架的質(zhì)量。二是支設(shè)質(zhì)量。三個(gè)環(huán)節(jié)一是泵站壓力、乳化液濃度。二是底板松軟要穿鐵鞋,支柱鉆底不能超過10cm

5、s、三是每班必須進(jìn)行二次或多次注液。要用好四種特殊支護(hù):端頭、貼幫、切頂、超前。做好初次放頂工作)。頂板事故的預(yù)防三l三、及時(shí)處理局部漏頂。l四、堅(jiān)持敲幫問頂制度。l五、特殊條件下要采取有針對性地安全措施(采掘工作面在遇到托偽頂、過斷層、過老巷及地質(zhì)破碎帶時(shí),必須采用有針對性地放炮、支護(hù)、背頂及回柱措施,并嚴(yán)格執(zhí)行防止冒頂事故)。l六、巷道維修與冒頂處理時(shí)應(yīng)堅(jiān)持“先外后里、先支后拆、先上后下、先近后遠(yuǎn)、先頂后幫”的原則。 頂板事故的處理方法及原則l1、首先加固冒頂邊緣支架,防止冒頂擴(kuò)大。設(shè)法控制冒頂區(qū)上方頂板,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。l2、冒頂埋人時(shí),要以最近的途徑、最快的速度搬運(yùn)矸石,搶救人員。搬矸中

6、,只能用手扒,不能用鎬挖。人員救出后,先現(xiàn)場急救在升井。l3、在處理冒頂和搶救人員的過程中要有專人觀察頂板。l4、冒頂處理方法有:探板法、撞楔法、小巷法和繞道法。l5、巷道維修與冒頂處理時(shí)應(yīng)堅(jiān)持“先外后里、先支后拆、先上后下、先近后遠(yuǎn)、先頂后幫”的原則。 冒頂處理方法l一、探板法:在冒頂范圍不大,頂班沒有冒嚴(yán),工作面沒有堵死,矸石暫時(shí)停止下落的情況下可以使用此法。其方法是先加固冒頂區(qū)附近的頂板,再掏梁窩,探大板,板梁上方的空隙背嚴(yán)或用小木垛接頂然后清煤、矸,打貼幫柱,支住大板的另一端。l二、撞楔法:冒落的矸石較小,還在繼續(xù)下流或一動(dòng)就流時(shí)可以用此法。其方法是,先在冒頂區(qū)選擇或架設(shè)撞楔棚,棚子的

7、方向應(yīng)垂直于撞楔方向,然后將撞楔從棚子上方打進(jìn)去,托住矸石,然后在撞楔下支架。 三、清小巷法:工作面冒嚴(yán)堵死,但長度不超過15米,可以采用此法。先小巷用人字形支護(hù),運(yùn)出矸石后,再按原來采高架棚。 四、繞道法:工作面冒頂范圍大,頂板冒嚴(yán),工作面堵死,可沿煤壁重開切眼或部分重開切眼,繞過冒頂區(qū),冒頂掩埋的設(shè)備可由新切眼掏小洞回收。u 2002年事故107萬起,死亡139393人。u 在2006年的事故構(gòu)成中,按死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì),第一位是道路交通,占79.3%,鐵路交通占5.1%,煤礦占4.2%,建筑施工占2.2%,非煤礦山2%。按一次死亡10人以上事故起數(shù)統(tǒng)計(jì),第一位煤礦、占41.1%,道路交通占40

8、,火災(zāi)占3.2%,非煤礦山和危化品各占2.1%。u 20032006年,煤礦事故平均每年減少350起、562人,年均降幅8%。2006年發(fā)生煤礦事故2945起、死亡4746人,比上年分別下降10.9和 20.1%。與2002年相比,2006年全國煤炭產(chǎn)量增長約9億噸,達(dá)到23.3億噸,煤礦事故死亡減少2249人,下降32.2%。前言1我國的安全現(xiàn)狀2006年全國煤礦事故死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)年全國煤礦事故死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)主要指標(biāo)單位實(shí)際同比煤炭生產(chǎn)死亡人數(shù)人4746-1192百萬噸死亡率人/mt2.041-0.719國重礦死亡人數(shù)人704-280百萬噸死亡率人/mt0.626-0.335u2007年數(shù)據(jù)u原

9、煤產(chǎn)量。2007年,全國原煤產(chǎn)量累計(jì)完成25.23億噸,同比增加1.92億噸,增長8.2%。其中:國有重點(diǎn)煤礦原煤產(chǎn)量完成12.4億噸,同比增加1.21億噸,增長10.8%;國有地方煤礦原煤產(chǎn)量完成3.24億噸,同比增加400萬噸,增長1.3%,鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦原煤產(chǎn)量完成9.59億噸,同比增加6700萬噸,增長7.5%。三大類煤礦累計(jì)原煤產(chǎn)量占全國的比重分別為49%、13%、38%。 前言1我國的安全現(xiàn)狀2007年全國煤炭產(chǎn)量年全國煤炭產(chǎn)量25.23億噸億噸其中其中95以上為井工開采以上為井工開采u2007年數(shù)據(jù)u煤礦安全生產(chǎn)。2007年,全國煤礦事故死亡人數(shù)為3786人,煤炭百萬噸死亡率為1.48

10、5。2007年,我國國有重點(diǎn)煤礦煤炭百萬噸死亡率預(yù)計(jì)為0.38,與波蘭、印度的煤炭百萬噸死亡率基本相當(dāng)。 前言1我國的安全現(xiàn)狀19771977年以來全國煤炭產(chǎn)量與死亡人數(shù)年以來全國煤炭產(chǎn)量與死亡人數(shù)u 重特大事故多發(fā)。“十五”時(shí)期,全國煤礦共發(fā)生一次死亡39人重大事故1398起,平均每年發(fā)生280起,占全國各類重大事故起數(shù)的11%;發(fā)生一次死亡1029人特大事故214起,平均每年發(fā)生43起,占全國各類特大事故起數(shù)的36%;發(fā)生一次死亡30人以上特別重大事故42起,平均每年發(fā)生8起,占全國各類特別重大事故起數(shù)的58%。前言2十五期間煤礦安全狀況u 煤礦職業(yè)危害嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國煤礦塵肺病患

11、者達(dá)30萬人,占全國塵肺病患者50%左右。僅國有重點(diǎn)煤礦每年新增塵肺病患者近5000例,平均每年死亡2500人以上。煤礦塵肺病每年造成直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)十億元。 u 與世界主要采煤國家安全生產(chǎn)水平相比差距大。“十五”時(shí)期,煤礦百萬噸死亡率由2001年的5.07下降到2005年的2.81,下降了45%,但與先進(jìn)采煤國家相比差距還很大。2005年,我國煤炭產(chǎn)量約占全球的37%,事故死亡人數(shù)則占近80%,煤礦百萬噸死亡率約為美國的70倍、南非的17倍、波蘭的10倍、俄羅斯和印度的7倍。u 鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦事故多發(fā)。2005年,全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦共發(fā)生事故2480起、死亡4384人,事故起數(shù)和死亡人數(shù)分別占全國煤礦事故

12、總起數(shù)和死亡人數(shù)的75%、73%。鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦百萬噸死亡率5.53,分別是國有重點(diǎn)煤礦的5.8倍和地方國有煤礦的2.8倍。 u 國有重點(diǎn)煤礦事故傷亡程度大。國有重點(diǎn)煤礦特大事故所占比重大。2005年,國有重點(diǎn)煤礦發(fā)生一次死亡10人以上特大及特別重大事故9起、死亡527人,占國有重點(diǎn)煤礦總死亡人數(shù)的53.6%,平均每起死亡59人。20042005年,在全國煤礦發(fā)生的6起一次死亡100人以上的事故中,國有重點(diǎn)煤礦4起,平均每起死亡175人;鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦2起,平均每起死亡115人。前言3煤礦事故特征u 瓦斯、水害重特大事故比例高。2005年,在全國煤礦一次死亡3人以上的事故中,瓦斯事故158起,占58.9%

13、,居第一位;水害事故46起,占17.2%,居第二位。在全國煤礦一次死亡10人以上的事故中,瓦斯事故40起,占69.0%,水害事故13起,占22.4%。 u 頂板事故總量大。2005年,全國煤礦共發(fā)生頂板事故1805起,占全國煤礦事故起數(shù)的55%,居第一位;死亡2058人,占全國煤礦總死亡人數(shù)的34.7%,僅次于瓦斯災(zāi)害,居第二位。 u 非法與違法礦井、基建與技改礦井和改制礦井特大事故多。2005年,非法與違法礦井發(fā)生特大事故18起,占特大事故總數(shù)的31.0%;基建與技改礦井發(fā)生特大事故15起,占特大事故總數(shù)的25.9%;改制礦井發(fā)生特大事故13起,占特大事故總數(shù)的22.4%。u 地質(zhì)條件。在國

14、有重點(diǎn)煤礦中,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜或極其復(fù)雜的煤礦占36%,地質(zhì)構(gòu)造簡單的煤礦占23%。據(jù)調(diào)查,大中型煤礦平均開采深度456米,采深大于600米的礦井產(chǎn)量占28.5%。小煤礦平均采深196米,采深超過300米的礦井產(chǎn)量占14.5%。 u 瓦斯災(zāi)害。國有重點(diǎn)煤礦中,高瓦斯礦井占21.0%;煤與瓦斯突出礦井占21.3%;低瓦斯礦井占57.7%。地方國有煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中,高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井占15%。隨著開采深度的增加,瓦斯涌出量的增大,高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的比例還會(huì)增加。前言4煤礦地質(zhì)條件及自然災(zāi)害狀況u 水害。我國煤礦水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。國有重點(diǎn)煤礦中,水文地質(zhì)條件屬于復(fù)雜或極復(fù)雜的礦井占27

15、%,屬于簡單的礦井占34%。地方國有煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中,水文地質(zhì)條件屬于復(fù)雜或極復(fù)雜的礦井占8.5%。我國煤礦水害普遍存在,大中型煤礦有500多個(gè)工作面受水害威脅。在近2萬處小煤礦中,有突水危險(xiǎn)的礦井900多處,占總數(shù)的4.6%。 u 自然發(fā)火危害。我國具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤礦所占比例大、覆蓋面廣。大中型煤礦中,自然發(fā)火危險(xiǎn)程度嚴(yán)重或較嚴(yán)重(、ii、iii、級(jí))的煤礦占72.9%。國有重點(diǎn)煤礦中,具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井占47.3%。小煤礦中,具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井占85.3%。由于煤層自燃,我國每年損失煤炭資源2億噸左右。 u 煤塵災(zāi)害。我國煤礦具有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井普遍存在。全國煤礦中,具有煤塵

16、爆炸危險(xiǎn)的礦井占煤礦總數(shù)的60%以上,煤塵爆炸指數(shù)在45%以上的煤礦占16.3%。國有重點(diǎn)煤礦中具有煤塵爆炸危險(xiǎn)性的煤礦占87.4%,其中具有強(qiáng)爆炸性的占60%以上。 u 頂板災(zāi)害。我國煤礦頂板條件差異較大。多數(shù)大中型煤礦頂板屬于、類,類頂板約占11%,、類頂板約占5%。 u 沖擊地壓。中國是世界上除德國、波蘭以外煤礦沖擊地壓危害最嚴(yán)重的國家之一。大中型煤礦中具有沖擊地壓危險(xiǎn)的煤礦47處,占5.16%。隨著開采深度的增加,現(xiàn)有沖擊地壓礦井沖擊頻率和強(qiáng)度在不斷增加。 u 熱害。熱害已成為我國礦井的新災(zāi)害。國有重點(diǎn)煤礦中有70多處礦井采掘工作面溫度超過26,其中30多處礦井采掘工作面溫度超過30,

17、最高達(dá)37。 頂板頂板 回采工作面冒頂事故回采工作面冒頂事故 2/33/4 事故事故 巷道冒頂事故巷道冒頂事故 1/41/3 煤礦頂板事故態(tài)勢煤礦頂板事故態(tài)勢圖圖1 19972006年我國煤礦頂板事故死亡人數(shù)年我國煤礦頂板事故死亡人數(shù)煤礦頂板事故態(tài)勢煤礦頂板事故態(tài)勢圖圖2 19972006年我國煤礦頂板事故死亡人數(shù)所占比例年我國煤礦頂板事故死亡人數(shù)所占比例煤礦頂板事故態(tài)勢煤礦頂板事故態(tài)勢圖圖3 2005年煤礦不同類型事故死亡人數(shù)的比例年煤礦不同類型事故死亡人數(shù)的比例煤礦頂板事故態(tài)勢煤礦頂板事故態(tài)勢圖圖4 2005年煤礦不同類型事故起數(shù)的比例年煤礦不同類型事故起數(shù)的比例煤礦頂板事故態(tài)勢煤礦頂板事

18、故態(tài)勢圖圖5 19982004年我國煤礦頂板事故起數(shù)年我國煤礦頂板事故起數(shù)煤礦頂板事故態(tài)勢煤礦頂板事故態(tài)勢圖圖6 19972004年我國煤礦頂板事故死亡人數(shù)年我國煤礦頂板事故死亡人數(shù)煤礦頂板事故態(tài)勢煤礦頂板事故態(tài)勢圖圖7 19982005年我國不同類型煤礦頂板事故年我國不同類型煤礦頂板事故煤礦頂板事故態(tài)勢煤礦頂板事故態(tài)勢l按冒頂?shù)牧υ催M(jìn)行分類: (1)壓垮型:由垂直于層面方向的頂板力壓壞采場支架而導(dǎo)致冒頂。(2)漏冒型:因已破碎的頂板沒有得到有效防護(hù)受重力作用冒落而導(dǎo)致的冒頂。(3)推垮型:由平行于層面方向的頂板力推倒采場支架而導(dǎo)致的冒頂。(4)綜合型:兩種或三種綜合出現(xiàn)。1.壓垮型冒頂(1)

19、垮落帶老頂巖塊壓壞采場支架;(2)垮落帶老頂巖塊沖擊壓壞采場支架;(3)裂隙帶老頂巖塊壓壞采場支架。(主要發(fā)生在老頂來壓時(shí))2.漏冒型冒頂(1)大面積漏垮型冒頂 ;(2)靠煤壁附近的局部冒頂;(3)采場兩端(機(jī)頭、機(jī)尾)的局部冒頂;(4)放頂線附近的局部冒頂。(1)金屬網(wǎng)下的推垮型冒頂;(2)采空區(qū)冒矸沖入采場的推垮型冒頂。3.推垮型冒頂4.綜合類型的冒頂(1)厚層難冒頂板導(dǎo)致的大面積冒頂。(2)地質(zhì)破壞(斷層)帶附近的冒頂。(3)大塊游離頂板導(dǎo)致的冒頂,包括復(fù)合頂板推垮型冒頂,沖擊推垮型冒頂,大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂,以及直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂。 預(yù)備知識(shí):采動(dòng)后頂板活動(dòng) 的一般規(guī)律1.直

20、接頂?shù)某醮慰迓洌嚎迓浜穸仍?.0m以上,垮落長度達(dá)工作面長度的一半以上。垮落步距一般為620m。如果直接頂厚度大于或等于23倍的采高,則能填滿采空區(qū),采面無老頂活動(dòng)威脅。但老頂還是要彎曲、下沉和斷裂的。但老頂活動(dòng)不明顯。如果直接頂厚度小于23倍的采高,開始時(shí)老頂呈雙固支梁狀態(tài),它把自身及上部巖層的重量都加到了工作面周圍的煤體上,工作面無老頂壓力感覺。當(dāng)老頂巖梁達(dá)到極限跨距時(shí),彎曲、下沉、斷裂。工作面頂板下沉加快、煤壁片幫、支架受力增加,甚至出現(xiàn)頂板臺(tái)階等老頂來壓現(xiàn)象。2.老頂初次來壓:工作面回采以來的第一次老頂大規(guī)模來壓。初次來壓步距一般2035m。3.老頂周期來壓:老頂初次來壓后,周期性的斷

21、裂、下沉,工作面內(nèi)周期性出現(xiàn)頂板下沉加快、煤壁片幫、支架受力增加,以及出現(xiàn)頂板臺(tái)階等老頂來壓現(xiàn)象。周期來壓步距一般為初次來壓步距的1/21/4。4.老頂來壓的兩個(gè)問題:(1)當(dāng)初撐力較低時(shí),老頂往往斷裂在煤壁之內(nèi)。(剪切力為零點(diǎn)在煤壁內(nèi),對應(yīng)彎矩最大點(diǎn)。)當(dāng)老頂在采空區(qū)受剪力時(shí);當(dāng)老頂上位巖層對老頂施加力時(shí);老頂?shù)臄嗔研再|(zhì)不變,而且位置更深入煤體內(nèi)。(2)老頂,若位于垮落帶中,則在采空區(qū)中多以懸臂梁狀態(tài)存在;若在裂隙帶中,則以砌體梁結(jié)構(gòu)存在。1.冒頂機(jī)理及預(yù)防措施 上世紀(jì)50年代木支柱可縮量小、支護(hù)密度小,來壓時(shí)易被折斷,導(dǎo)致壓垮型冒頂。 上世紀(jì)6080年代摩擦支柱工作阻力大,可縮量大,適應(yīng)頂

22、板下沉,來壓事故大大降低。 上世紀(jì)90年代液壓支柱工作阻力大,可縮量大,適應(yīng)頂板下沉,阻力能與頂板抗衡,壓垮型事故很少。采場支護(hù)與壓垮型冒頂關(guān)系:(1)直接頂薄,厚度小于采高的23倍。(2)直接頂上面老頂分層厚度小于56m。壓垮型冒頂?shù)捻敯鍡l件:l冒頂?shù)那罢祝海?)煤壁片幫。(2)頂板下沉速度急劇增加。(3)支柱載荷急劇增加。(4)靠煤壁頂板斷裂。(5)靠煤壁頂板掉渣。(6)摩擦支柱放炮。l冒頂?shù)臋C(jī)理 垮落帶老頂巖塊全部重量均由采場支架承受,若支架支撐力不夠,就會(huì)壓壞而冒頂。(1)垮落帶老頂巖塊壓壞支架導(dǎo)致冒頂。(2)垮落帶老頂巖塊沖擊壓壞支架導(dǎo)致冒頂。 初撐力不足,垮落帶離層老頂巖塊沖擊采場

23、支架,沖擊壓壞而冒頂。(3)裂隙帶老頂壓壞采場支架導(dǎo)致冒頂。 裂隙帶老頂斷裂、下沉、旋轉(zhuǎn)、觸矸時(shí),若支架的可縮量不足,可能壓壞導(dǎo)致冒頂。2.預(yù)防冒頂?shù)拇胧?(1)支架支撐力應(yīng)能平衡垮落帶直接頂及老頂巖層重量。(2)采場支架的初撐力應(yīng)能保證直接頂與老頂之間不離層。(3)采場支架的可縮量應(yīng)能滿足裂隙帶老頂下沉的要求。注意:超前工作面20m范圍內(nèi)的兩端巷道,因受工作面前方支承壓力的作用,受壓大。為防止壓壞支架,應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)。(1)超前10m內(nèi),用雙中心柱。(2)超前1020m內(nèi),用單中心柱。l發(fā)生的條件:直接頂板軟弱破碎。l防治對策:護(hù).采用各種方法將頂板護(hù)好。綜采面:選用掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架。單體

24、面:支柱加頂梁,頂梁上加背板,甚至背嚴(yán)。支柱柱距小于0.7m。l漏冒型冒頂包括:(1)大面積漏垮型冒頂,(2)靠煤壁附近局部冒頂,(3)采場兩端局部冒頂,(4)放頂線附近局部冒頂。1.大面積漏垮型冒頂l條件:直接頂異常破碎;煤層傾角較大。l冒頂機(jī)理:支護(hù)系統(tǒng)中若某處失效發(fā)生局部冒頂,破碎頂板就可能從該處沿工作面向上全部漏空,使支架失穩(wěn),漏垮工作面。l預(yù)防措施(1)使支護(hù)系統(tǒng)有足夠的支撐力與可縮量。(2)頂板必須背嚴(yán)背實(shí)、梁頭頂緊煤壁,采煤后及時(shí)支護(hù)、甚至要掏梁窩。(3)嚴(yán)防放炮、移溜等工序弄倒支架發(fā)生冒頂。2.靠煤壁附近局部冒頂(1)頂板由于被裂隙切割,存在鑲嵌型游離巖塊。(2)端面距過大。(

25、3)放炮崩倒支柱。原因:l預(yù)防措施:(控制端面距)(1)綜采面: 提高初撐力控制端面冒高;及時(shí)支護(hù)方式,控制端面距;采高大于2.53.0m時(shí),加護(hù)幫裝置,避免端面距擴(kuò)大;控制頂板(如固結(jié)碎頂)。l預(yù)防措施:(控制端面距)(2)單體面:及時(shí)支護(hù),端面距不超過200mm。采用正懸臂交錯(cuò)頂梁,正倒懸臂錯(cuò)梁直線柱支護(hù)。l控制端面距單體面:基本頂梁加短頂梁。i.控制端面距單體面:鉸接頂梁加長鋼梁,金屬網(wǎng)下用型長鋼梁對棚邁步支架等。ii.嚴(yán)防放炮崩倒靠煤幫的支柱3.采場兩端局部冒頂(單體面)(1)機(jī)頭機(jī)尾處:原因:因移溜時(shí)支護(hù)操作不當(dāng)(先拆后支),導(dǎo)致碎頂冒落。措施:用“四對八梁”支護(hù),或用雙楔鉸接頂梁支

26、護(hù)措施:交接處宜用一對邁步抬棚。說明:有的采場利用“四對八梁”中的一對。綜采面未用端頭支架時(shí),也應(yīng)如此。工作面與巷道交接處原因:交接處需去掉原巷道支架一個(gè)腿,如果支護(hù)操作不當(dāng),可導(dǎo)致碎頂冒落。(2)工作面與巷道交叉處4.放頂線附近的局部冒頂(單體面)原因:人工回柱時(shí),頂板冒落傷人。特別是分段回柱回最后一棵柱時(shí)。措施: 應(yīng)在有支護(hù)的地點(diǎn)遠(yuǎn)距離操作后采用墩柱支護(hù)。1)煤層傾角在20以上。2)網(wǎng)上是懸浮頂板。巖層間有空1.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂發(fā)生條件:上下分層切眼垂直布置時(shí),開切眼附近,松散冒矸上有三角形空隙存在。當(dāng)下分層切眼內(nèi)錯(cuò)布置,或垂直布置,但工作面已過三角形空隙區(qū)。松散頂板因支柱初撐力小,沒有

27、頂緊,轉(zhuǎn)化為懸浮頂板。l冒頂特點(diǎn):u多數(shù)發(fā)生在初次放頂前后;u多數(shù)是無征兆的;u推垮前支柱受力一般不大;u推垮后支柱沒有折損,多數(shù)沿傾斜方向倒;u推垮后上位斷裂了的硬巖大塊大面積懸露;u速度快;u容易在回柱時(shí)發(fā)生;u多數(shù)工作面采用摩擦支柱。l冒頂機(jī)理:專門的實(shí)驗(yàn)研究表明,網(wǎng)下推垮分兩個(gè)階段。1)形成網(wǎng)兜。原因是工作面內(nèi)某位置的支護(hù)失效。當(dāng)支架穩(wěn)定性好時(shí),不會(huì)推垮。2)推垮工作面。原因是網(wǎng)上碎矸與上位巖層之間有空隙,支架不穩(wěn)定,網(wǎng)兜向下拉力拉倒支架,造成推垮型冒頂。1)單體液壓支柱工作面。 采用內(nèi)錯(cuò)式布置切眼,提高支柱的初撐力,避免形成網(wǎng)上空隙,嚴(yán)防支護(hù)失效。 當(dāng)垂直布置切眼時(shí),初放階段用“整體

28、支架”(沿走向與傾斜將單體支柱聯(lián)成整體)。2)摩擦支柱工作面。 采用“整體支架”支護(hù)。3)內(nèi)錯(cuò)式布置切眼時(shí),初放前要剪網(wǎng),保證將金屬網(wǎng)放到底板。4)采用偽斜布置工作面。預(yù)防措施:提高初撐力,增加支架穩(wěn)定性。2.采空區(qū)冒矸沖入采場的推垮型冒頂煤層之上直接就是石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖層。發(fā)生條件:當(dāng)頂板呈大塊在采空區(qū)垮落時(shí),可能順著已垮落的矸石堆沖入采場,推倒采場支架(從柱根推倒),導(dǎo)致事故。發(fā)生機(jī)理:(1)用切斷墩柱的初撐力切斷頂板(減小冒落頂板的塊度),并將冒矸擋在采空區(qū)。(2)當(dāng)頂板分層過厚切不斷時(shí),用挑頂法,使冒矸超過采高。預(yù)防措施 急傾斜工作面:如密集支柱初撐力不足,穩(wěn)定性不好,采空區(qū)矸石也可能沖

29、倒支架,造成事故。1)頂板為整體厚層硬巖層。2)懸露幾千、幾萬、甚至十幾萬平方米才冒落。1.厚層難冒頂板發(fā)生條件:兩種觀點(diǎn):1)巖體在自重作用下,拉斷形成小裂縫,然后裂縫貫穿,發(fā)生大斷裂,導(dǎo)致冒頂。切斷2)煤柱上的頂板巖層內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的切應(yīng)力,頂板被切斷,導(dǎo)致冒頂。剪斷冒頂機(jī)理:l預(yù)防措施:1)用挑(鉆爆法或高壓注水)松散碎裂23倍采高頂板(包括直接頂在內(nèi))。把“挑”的部分看成是垮落帶巖層,即可按常規(guī)法防壓、漏、推。綜采面:一般應(yīng)超前工作面碎裂。單體面:考慮到冒矸塊度大,放頂線上支柱應(yīng)有足夠的支撐力與穩(wěn)定性,條件允許時(shí)用墩柱。2)若有可能(即厚層頂板分層不太厚),挑頂一部分,令剩余部分轉(zhuǎn)變?yōu)榱严?/p>

30、帶老頂。2.地質(zhì)破壞(斷層)帶附近斷層褶皺123123h 地表地表 地層應(yīng)力狀態(tài)水平應(yīng)力與巷道(brown & hoek, 1978)開采深度巖層因自重引起的垂直應(yīng)力隨深度增加呈線性增大。水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力之比(brown & hoek, 1978)開采深度埋深1000m,水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值大約為1.5-5.0埋深1000m,水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值逐漸趨于集中,約為0.5-2.0開采深度平均水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力之比 我國地應(yīng)力測量結(jié)果(1)單體支柱工作面:斷層附近頂板壓力大,(垮落帶范圍擴(kuò)大),破碎、支護(hù)不好時(shí),易發(fā)生壓或漏冒型冒頂。當(dāng)碎頂沿傾斜斷層面移動(dòng)時(shí),易推倒支架,導(dǎo)致推垮型冒頂。因而,在斷層帶附近應(yīng)增大支護(hù)密度,提高支柱初撐力(甚至用木垛),以加強(qiáng)支護(hù),護(hù)好碎頂,并用戧棚、戧柱,增加支架穩(wěn)定性。(2) 綜采面:1)支架若有較大富裕阻力,可照常推進(jìn)。2)若無,應(yīng)讓工作面與斷層斜交、或

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