煤矿生产与顶板灾害防治措施

煤矿生产与顶板灾害防治措施
煤矿生产与顶板灾难防治措施之相关制度和职责,一､煤矿生产(一)煤的形成煤是由古代植物遗体转变而成的｡在矿区煤层和顶底板岩层中常常见到植物枝叶等化石｡煤的形成过程大致分为三个阶段｡1､泥炭化阶段该阶段是由植物遗体变成泥炭的...
一､煤矿生产
(一)煤的形成
煤是由古代植物遗体转变而成的｡在矿区煤层和顶底板岩层中常常见到植物枝叶等化石｡煤的形成过程大致分为三个阶段｡
1､泥炭化阶段
该阶段是由植物遗体变成泥炭的阶段｡在古代泥炭沼泽中,植物生长特殊茂密｡植物不断地繁殖､生长和死亡,其遗体倒在水中,被水淹没而隔绝了空气,不断聚积加厚;同时又不断分解､化合,形成了泥炭｡
2､煤化阶段
该阶段是由泥炭变成褐煤的阶段｡泥炭层形成以后,由于地壳下降,
被泥沙等沉积物复盖掩埋,在压力和地热的作用下,泥炭层开头脱水､
压紧,体积缩小,密度和硬度增加,碳含量渐渐增加,氧含量进一步减小,从而形成褐煤｡
3､变质阶段
该阶段是由褐煤变成无烟煤的阶段｡褐煤形成以后,假如地壳连续下沉,则在温度和压力更大的条件下,褐煤内部成份将进一步转变,最终
变成了烟煤,烟煤连续变质就形成了无烟煤｡
(二)煤的埋藏特征
1､煤层结构
依据煤层中有无夹石层,可把煤层分为简洁和简洁结构两种｡简洁结构煤层不含夹石层;简洁结构煤层含夹石层｡夹石层有的为一层,有的有多层,而且夹石层厚度也不一样｡
2､煤层厚度
煤层厚度是指煤层顶底板之间的垂直距离｡煤层厚度差别很大,从几厘米,到几十厘米,有的厚达几十米,甚至百余米｡依据采煤方法的需求,将煤层厚度分为三类:
(1)薄煤层:煤层厚度小于1.30米｡
(2)中厚煤层:煤层厚度在1.30-3.50米
(3)厚煤层:煤层厚度大于3.50米｡
在生产工作中,习惯将厚度在6米以上煤层称为特厚煤层｡
3､煤层倾角
煤层倾角是指煤层倾斜面相对水平面的夹角｡依据煤层倾角大小将煤层分为四类:
(1)近水平煤层:煤层倾角小于8度｡
(2)缓倾斜煤层:煤层倾角在8-25度｡
(3)倾斜煤层:煤层倾角在25-45度｡
(4)急倾斜煤层:煤层倾角在于45度｡ (三)煤层顶底板
位于煤层上面的岩层称为顶板,煤层下面的岩层称为底板｡
煤层顶板自下而上分为伪顶､挺直顶和基本顶;
煤层底板自上而下分为挺直底和基本底｡
煤层顶底板岩性及赋存条件与顶板平安管理关系特殊亲热｡顶板裂开简洁冒顶;顶板过于坚硬,放顶时不冒落,采煤工作面形成很大的压力,经常将工作面摧垮,使附近巷道塌冒,甚至造成矿毁人亡｡对这些特别的顶板务必实行有效的技术措施,确保顶板平安｡
(四)地质构造
煤层形成以后,由于受到地壳运动作用力的结果,使其形态发生转变,形成多种多样的地质构造｡煤田地质构造主要有以下三大类｡
1､单斜构造
单斜构造就是在确定范围内,煤层大致向同一方向倾斜｡煤层倾斜的方向称为倾向;煤层倾斜面与水平面的交线方向称为走向｡
2､褶皱构造
褶皱构造指的是煤层因受地壳运动的作用力,被挤成弯弯曲曲的状态,但仍保持完整性｡其中每一个弯曲部分称为“褶皱构造”,褶曲又分为背斜和向斜｡背斜指的是煤层向上凸起的褶曲;向斜指的是煤层向下? 的褶曲｡
3､断裂构造
断裂构造就是煤层因受地壳运动的作用力而遭到断裂,失去了原来的连续完整性｡断裂构造又可分为裂隙和断层｡
裂隙指的是断裂面两侧的煤层没有发生显著的错动｡
断层指的是断裂面两侧的煤层已经发生了显著的错动｡
断层对采掘平安影响极大｡
断层依据断裂面两侧煤层错动的方向分为三种类型
(1)正断层:上盘相对下降,下盘相对上升｡
(2)逆断层:上盘相对上升,下盘相对下降｡ (3)平移断层:两侧煤层沿断层面做水平移动｡
(五)巷道掘进
为了开采地下煤炭,需求从地面对地下开掘一系列巷道通达煤层｡巷道通达煤层以后,需求形成采煤工作面,才能对煤炭进行开采｡开采出来的煤炭需求运到井底,然后由井底提升到地面｡这些环节涉及到矿
井一系列系统,如开拓系统､采煤系统､运输提升系统和通风系统､
供电系统､防排水系统等｡(详见掘进工艺)
(六)工作面回采
采煤的基本工序是:破煤､装煤､运煤､支护和回柱放顶｡
由于用法的采煤工艺和支护设备不同,采煤工作面分为三种类型:
1､炮采工作面｡指的是用法煤电钻打眼､放炮落煤､人工装煤的工作面｡
2､普采工作面｡指的是用法采煤机破煤和装煤的工作面｡
3､综采工作面｡指的是用法液压自移支架的工作面｡其采煤工序为:
割煤--降柱--移架--升柱--移溜,全部实现机械化作业｡综采工作面平安好､产量高､效率高､消耗低,是实现煤炭工业进展和平安生产的重要技术途径之一｡
二､顶板灾难防治
顶板事故是指:在井下建设和生产过程中,由于顶板意外冒落造成的人员伤亡､设备损坏和生产中止等事故｡任何一个井下作业人员每时每刻都在和顶板打交道,疏忽了就要挨砸｡
顶板事故是煤矿五大自然灾难之一｡它的特点是:占全国煤矿事故总起数的比例和总死亡人数的比例最高;在特大事故中所占比例较小和一次死亡人数较少｡据统计,2021年全国煤矿顶板事故起数占全国煤矿事故总起数的52.92%;顶板事故死亡人数占死亡总人数的33.33%;顶板事故一次死亡平均人数为1.13人｡
(一)冒顶缘由
井下采掘工作面发生冒顶的缘由许多,也很简洁｡但总的来说主要有以下两个方面的缘由｡
1､客观缘由
(1)采煤过程中因围岩应力重新分布､采煤方法选择不当和巷道布置位置不合理,所需支承压力大于支护的支撑力,从而造成顶板垮落冒顶事故｡
(2)工作面遇到突然消逝的地质构造,在按章作业状况下,因设计时资料不全,也会发生冒顶现象｡如采煤工作面消逝小断层,工作中没有留意分析与观看,实行通常的支护方法往往发生冒顶事故｡
2､主观缘由
(1)采掘工作面规格质量低劣｡作业时不坚持敲帮问顶,发觉隐患不准时排解;控顶距离把握不当;空顶作业;违章放炮;冒险回柱作业｡
(2)管理不善｡煤矿生产管理不同于其他行业,井下生产条件随时有所转变,生产管理者不深化现场,不带班作业,不严格按三大规程办事,盲目开采､违章指挥､纪律松驰等,经常会造成事故｡
(二)冒顶预兆
(1)响声:顶板压力急剧增大时,支架或支柱下缩发生很大声响,有时还会消逝顶板发生断裂的闷雷声(即煤炮､板炮)｡
(2)掉碴:顶板严峻裂开时,消逝顶板掉碴现象,掉碴越多,解释顶板压力越大｡
(3)片帮:冒顶前,煤壁所承受的支承压力增加,煤变松软,片帮煤比平常增多,甚至还有煤的压出和突出｡
(4)裂隙:一旦消逝新的裂隙或裂隙加宽加深时,就有冒顶的可能｡
(5)漏顶:裂开的伪顶或挺直顶,在大面积冒落以前,有时会因背顶不严或支架不牢消逝漏顶现象｡漏顶后,支架棚梁托空,支架松动,当岩石连续冒落时,就会消逝大面积冒顶事故｡
(6)脱层:顶板将要冒落时,往往消逝顶板脱层现象,接受敲帮问顶法不简洁发觉,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)采煤工作面顶板灾难防治
依据发生冒顶事故的力学缘由分析,可将采煤工作面顶板灾难分为三大类｡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:转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｡接受爆破方法人为地将顶板切断,把握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､戗柱等特别支护,加密支
柱等｡或选择工作阻力大的液压自移支架｡
2､裂开顶板漏垮型冒顶
在采煤工作面某个地点由于支护失效而发生局部漏冒,裂开顶板就有可能从该处开头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｡
裂开顶板漏垮型冒顶事故的预防措施是:首先要求支护完整,不致消逝顶板局部漏洞;若消逝局部漏洞;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)顶板务必插严背实｡
(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,防止消逝局部冒顶｡
(4)一旦消逝局部冒顶,即使是很小范围内的一个漏洞,也务必准时将其维护好,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)避开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)灵敏地应用戗柱或戗棚,使它们迎着顶板岩层可能推移的方向支设｡
(四)巷道顶板灾难防治
井下巷道常发生冒顶的部位有三处,冒顶缘由和预防措施如下｡
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,简洁被爆破崩倒;人员作业常常在空顶条件下进行;同时受到地质构造转变影响,所以掘进碛头冒顶事故较多｡
(1)依据掘进工作面顶板岩石性质,严格把握空顶距,坚持用法超前支护(前探梁)｡
(2)严格执行敲帮问顶｡
(3)在地质裂开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米范围内接受金属拉杆或木拉条把棚子连成一体,必要时还须打中柱以反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,支护简洁,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)务必在开口抬棚支设稳定后,再拆除原巷道棚腿｡
(3)留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,应准时实行加强抬棚稳定性措施｡
(5)抬棚上顶空洞务必堵塞严实,空洞高度较大时务必码木垛接顶｡在码木垛时,作业人员应站在平安地点,并设专人看平安｡
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,首先务必留意防止冒顶范围连续扩大,确保挽救人员自身平安,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,再渐渐向里处理｡
(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,应当由上端向下端进行,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,务必先处理离平安出口较近的一处,再向前处理离平安出口较远的一处｡
(5)先顶后帮｡在处理顺序上,务必留意先维护､支撑好顶板,再护好两帮,确保挽救人员的平安｡
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实行全断面处理方案｡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｡它的优点是可避开多次松动原已裂开的顶板,缺点是进度较慢｡
(2)小断面处理｡假如顶板冒落的矸石特别裂开,实行全断面处理方
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,缺点是需求二次支护｡
(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,接受(1)和(2)两种处理方案相当困难､危急时,可接受开补绕道,然后由绕道向冒落带进行处理的方案｡
3､冒顶处理的特别施工方法
冒顶处理要依据冒顶的范围､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,应当实行撞楔法｡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,挽救人员在撞楔疼惜下清除煤矸等物,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临时停止下落时可接受探板法｡这时先观看顶板,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｡在木板疼惜下清除煤矸等物｡
(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,不再连续冒落矸石时,可接受木垛法｡这时在原支架上方码放木料,直至接顶｡码木垛时要留意顶要接实背好,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,顶板岩石不再连续冒落､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,挽救人员在凉棚疼惜下进行清理煤矸､架棚等工作,架好棚子后,再在凉棚上用木料把顶板接实｡?
中餐职责临床职责 主任职责主办职责主席职责主持人职责。