采煤工作面发生冒顶的原因与预防措施方案

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采煤工作面发生冒顶的原因及预防措施

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回囹曰迢旦顶板事故是指:在井下采煤过程中,顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损坏、生产中止等事故。

按冒顶范围可将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类。

局部冒顶指范围不大,有时仅在3〜5支架范围内,伤亡人数不多(1〜2人)的冒顶,常发生

在靠近煤壁附近、工作面两端以及放顶线附近。在实际煤矿生产中,局部冒顶事故的次数

远远多于大型冒顶事故,约占工作面冒顶事故的70%,总的危害比较大。从开采工序与顶板事故发生的地点来看,局部冒顶可分成:靠近煤壁附近的局部冒顶;工作面两端的局部冒顶;放顶线附近的局部冒顶;地质破坏带附近的局部冒顶。

大型冒顶指范围较大,伤亡人数较多(每次死亡3人以上)的冒顶。它包括老顶来压时的压垮

型冒顶、厚层难冒顶板大面积冒顶、直接顶导致的压垮型冒顶、大面积漏垮型冒顶、复合顶板推垮型冒顶、金属网下推垮型冒顶、大块游离顶板旋转推垮型冒顶、采空区冒矸冲人工作面的推垮型冒顶及冲击推垮型冒顶等。

(一)采场局部冒顶的原因分析与防治 1 .局部冒顶的预兆

局部冒顶,由于预兆不明显,零打碎敲,易被人忽视,但只要仔细观察,也可以发现一些征兆。对以下异常情况要特别注意:

1)响声。岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时,木支架就会发生劈裂声,紧接着出现折梁断柱现象;金属支柱的活柱急速下缩,也发出很大声响。有时也能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。

2)掉渣。顶板严重破裂时,折梁断柱就要增加,随后就出现顶板掉渣现象。掉渣越多,说明顶板压力越大。在人工顶板下,掉下的碎矸石和煤渣更多,工人叫煤雨”,这就是发生冒顶的危险信号。

3)片帮。冒顶前煤壁所受压力增加,变得松软,片帮煤比平时多。

4)裂缝。顶板的裂缝,一种是地质构造产生的自然裂隙,一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。老工人的经验是:流水的裂缝有危险,因为它深;缝里有煤泥、水锈的不危险,因为它是老缝;茬口新的有危险,因为它是新生的。”如果这种裂缝加深加宽,说明顶板继续恶化。5)脱层。顶板快要冒落的时候,往往出现脱层现象。

6)漏顶。破碎的伪顶或直接顶,在大面积冒顶以前,有时因为背顶不严和支架不牢出现漏顶现象。漏顶如不及时处理,会使棚顶托空、支架松动,顶板岩石继续冒落,就会造成没有声响的大冒顶。

7)瓦斯涌出量突然增大。

8)顶板的淋水明显增加。

试探有没有冒顶危险的方法主要有:(1)木楔法。在裂缝中打入小木楔,过一段时间,如果发现木楔松动或夹不住了,说明裂缝在扩大,有冒落的危险。(2)敲帮问顶法。用钢钎或手镐敲击顶板,声音清脆响亮的,表明顶板完好;发出空空”或嗡嗡”声的,表顶板岩层已离层,应把脱离的岩块挑下来;(3)震动法。

2 .局部冒顶的原因与防治

局部冒顶的原因有两类:一类是已破碎了的直接顶板,失去有效的支护而局部冒落;另一类是老顶下沉迫使直接顶破坏支护系统而造成的局部冒落。

从发生地点来看,局部冒顶大致分为煤帮附近局部冒顶、上下出口局部冒顶、放顶线附近局部冒顶、地质构造破坏带局部冒顶。现分述如下:

1)煤帮附近的局部冒顶

由于采动或放炮震动影响,在直接顶中锅底石”游离岩块式的镶嵌顶板或破碎顶板,因支护不及时而造成局部冒顶;当用炮采时,因炮眼角度或装药量不适当,可能在放炮时崩倒支柱造成局部冒顶;当老顶来压时,煤质因松软而片帮,扩大无支护空间,也可能导致局部冒顶。

目前主要防治措施是:(1 )采用能及时支护悬露顶板的支架,如正悬臂支架,横板连锁棚

子,正倒悬臂支架及贴帮点柱等;(2)严禁工人在无支护空顶区操作。

2)上下出口的局部冒顶

上下两出口位于采场与巷道交接处,控顶范围比较大,在掘进巷道时如果巷道支护的初撑力很小,直接顶板就易下沉、松动和破碎。有效防止局部冒顶措施如下:(1)支架必须有足够的强度,不仅能支承松动易冒的直接顶,还能支承住老顶来压时的部分压力;(2)支护系统必须能始终控制局部冒顶,且具有一定稳定性,防止老顶来压时推倒支架。实践证明,十字交接顶梁和四对八梁”支护,效果好。

3)放顶线附近的局部冒顶

采煤工作面放顶线上的支柱受压是不均匀的。当人工回拆承压大的支柱时,往往柱子一倒顶板就冒落,这种情况在分段回柱回拆最后一根时,尤其容易发生。

防止放顶线附近局部冒顶的主要措施是:(1)如果是金属支柱工作面,可用木支柱作替柱,最后用绞车回木柱;(2)为了防止金属网上大块游离岩块在回柱时滚下来,推倒采面支架发生局部冒顶,应在此范围加强支护。

4)地质破坏带附近的局部冒顶

采煤工作面如果遇到垂直工作面或斜交于工作面的断层,在顶板活动过程中,断层附近破断岩块可能顺断层面下滑,推倒支架,造成局部冒顶。另外褶曲轴部或顶板岩层破碎带等部位易冒顶。防止这类事故措施如下:应在断层两侧加设木垛加强支护,并迎着岩块可能滑下的方向支设戗棚或戗柱。加强褶曲轴部断层破碎带的支护。

3.局部冒顶事故的处理

1)当冒顶范围不大时,可采用掏梁窝探大扳梁或支悬臂梁的方法处理。首先要观察顶板动态,加强冒顶区上下部位支架,防止冒顶范围扩大,再掏梁窝、探大板和挂梁。棚梁顶上的空隙要刹严或架小木垛接顶,然后再清除煤浮矸,打好贴帮柱,支好棚梁。

2)工作面局部冒顶范围沿倾斜超过10m时,应从冒顶区上下两头向中间处理,在检查认定冒顶地带的顶板已经稳定的基础上,再加固顶板区上方支架,并准备好材料,清理好人员的安全退路,设专人监视顶板。

3)金属网假顶下的冒顶,如果是小冒顶,可扒出碎矸、铺上顶网,重新架棚后即可安全通

过;如果冒顶区沿倾斜超过5m,则必须将支架改为一梁三柱,梁的一端探入煤壁再铺网刹顶,或垂直工作面架双腿套棚用撞楔法通过;如果冒顶范围较大,亦可避开冒顶区沿煤壁重新掘开切眼采煤。

(二)采场大面积冒顶原因分析与防治

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