采煤工作面發(fā)生冒頂?shù)脑蚣邦A(yù)防措施

1、采煤工作面發(fā)生冒頂?shù)脑蚣邦A(yù)防措施 頂板事故是指：在井下采煤過程中，頂板意外冒落造成的人員傷亡、設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止等事故。按冒頂范圍可將頂板事故分為局部冒頂和大型冒頂兩類。局部冒頂指范圍不大，有時僅在35支架范圍內(nèi)，傷亡人數(shù)不多(12人)的冒頂，常發(fā)生在靠近煤壁附近、工作面兩端以及放頂線附近。在實際煤礦生產(chǎn)中，局部冒頂事故的次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于大型冒頂事故，約占工作面冒頂事故的70，總的危害比較大。從開采工序與頂板事故發(fā)生的地點(diǎn)來看，局部冒頂可分成：靠近煤壁附近的局部冒頂；工作面兩端的局部冒頂；放頂線附近的局部冒頂；地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂。大型冒頂指范圍較大，傷亡人數(shù)較多(每次死亡3人以上)的冒頂。

2、它包括老頂來壓時的壓垮型冒頂、厚層難冒頂板大面積冒頂、直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂、大面積漏垮型冒頂、復(fù)合頂板推垮型冒頂、金屬網(wǎng)下推垮型冒頂、大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂、采空區(qū)冒矸沖人工作面的推垮型冒頂及沖擊推垮型冒頂?shù)取?一)采場局部冒頂?shù)脑蚍治雠c防治1局部冒頂?shù)念A(yù)兆局部冒頂，由于預(yù)兆不明顯，零打碎敲，易被人忽視，但只要仔細(xì)觀察，也可以發(fā)現(xiàn)一些征兆。對以下異常情況要特別注意：1)響聲。巖層下沉斷裂、頂板壓力急劇加大時，木支架就會發(fā)生劈裂聲，緊接著出現(xiàn)折梁斷柱現(xiàn)象；金屬支柱的活柱急速下縮，也發(fā)出很大聲響。有時也能聽到采空區(qū)內(nèi)頂板發(fā)生斷裂的悶雷聲。2)掉渣。頂板嚴(yán)重破裂時，折梁斷柱就要增加，隨后就出

3、現(xiàn)頂板掉渣現(xiàn)象。掉渣越多，說明頂板壓力越大。在人工頂板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，工人叫“煤雨”，這就是發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU信號。3)片幫。冒頂前煤壁所受壓力增加，變得松軟，片幫煤比平時多。4)裂縫。頂板的裂縫，一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于采空區(qū)頂板下沉引起的采動裂隙。老工人的經(jīng)驗是：“流水的裂縫有危險，因為它深；縫里有煤泥、水銹的不危險，因為它是老縫；茬口新的有危險，因為它是新生的。”如果這種裂縫加深加寬，說明頂板繼續(xù)惡化。5)脫層。頂板快要冒落的時候，往往出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。6)漏頂。破碎的偽頂或直接頂，在大面積冒頂以前，有時因為背頂不嚴(yán)和支架不牢出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。漏頂如不及時處理，會使棚頂托

4、空、支架松動，頂板巖石繼續(xù)冒落，就會造成沒有聲響的大冒頂。7)瓦斯涌出量突然增大。8)頂板的淋水明顯增加。試探有沒有冒頂危險的方法主要有：（1）木楔法。在裂縫中打入小木楔，過一段時間，如果發(fā)現(xiàn)木楔松動或夾不住了，說明裂縫在擴(kuò)大，有冒落的危險。（2）敲幫問頂法。用鋼釬或手鎬敲擊頂板，聲音清脆響亮的，表明頂板完好；發(fā)出“空空”或“嗡嗡”聲的，表頂板巖層已離層，應(yīng)把脫離的巖塊挑下來；（3）震動法。2局部冒頂?shù)脑蚺c防治局部冒頂?shù)脑蛴袃深悾阂活愂且哑扑榱说闹苯禹敯澹ビ行У闹ёo(hù)而局部冒落；另一類是老頂下沉迫使直接頂破壞支護(hù)系統(tǒng)而造成的局部冒落。 從發(fā)生地點(diǎn)來看，局部冒頂大致分為煤幫附近局部冒頂、上

5、下出口局部冒頂、放頂線附近局部冒頂、地質(zhì)構(gòu)造破壞帶局部冒頂?，F(xiàn)分述如下： 1)煤幫附近的局部冒頂 由于采動或放炮震動影響，在直接頂中“鍋底石”游離巖塊式的鑲嵌頂板或破碎頂板，因支護(hù)不及時而造成局部冒頂；當(dāng)用炮采時，因炮眼角度或裝藥量不適當(dāng)，可能在放炮時崩倒支柱造成局部冒頂；當(dāng)老頂來壓時，煤質(zhì)因松軟而片幫，擴(kuò)大無支護(hù)空間，也可能導(dǎo)致局部冒頂。 目前主要防治措施是：（1）采用能及時支護(hù)懸露頂板的支架，如正懸臂支架，橫板連鎖棚子，正倒懸臂支架及貼幫點(diǎn)柱等；（2）嚴(yán)禁工人在無支護(hù)空頂區(qū)操作。 2)上下出口的局部冒頂 上下兩出口位于采場與巷道交接處，控頂范圍比較大，在掘進(jìn)巷道時如果巷道支護(hù)的初撐力很小，

6、直接頂板就易下沉、松動和破碎。有效防止局部冒頂措施如下：（1）支架必須有足夠的強(qiáng)度，不僅能支承松動易冒的直接頂，還能支承住老頂來壓時的部分壓力；（2）支護(hù)系統(tǒng)必須能始終控制局部冒頂，且具有一定穩(wěn)定性，防止老頂來壓時推倒支架。實踐證明，十字交接頂梁和“四對八梁”支護(hù)，效果好。 3)放頂線附近的局部冒頂采煤工作面放頂線上的支柱受壓是不均勻的。當(dāng)人工回拆承壓大的支柱時，往往柱子一倒頂板就冒落，這種情況在分段回柱回拆最后一根時，尤其容易發(fā)生。防止放頂線附近局部冒頂?shù)闹饕胧┦牵海?）如果是金屬支柱工作面，可用木支柱作替柱，最后用絞車回木柱；（2）為了防止金屬網(wǎng)上大塊游離巖塊在回柱時滾下來，推倒采面支架

7、發(fā)生局部冒頂，應(yīng)在此范圍加強(qiáng)支護(hù)。 4)地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂 采煤工作面如果遇到垂直工作面或斜交于工作面的斷層，在頂板活動過程中，斷層附近破斷巖塊可能順斷層面下滑，推倒支架，造成局部冒頂。另外褶曲軸部或頂板巖層破碎帶等部位易冒頂。防止這類事故措施如下：應(yīng)在斷層兩側(cè)加設(shè)木垛加強(qiáng)支護(hù)，并迎著巖塊可能滑下的方向支設(shè)戧棚或戧柱。加強(qiáng)褶曲軸部斷層破碎帶的支護(hù)。3局部冒頂事故的處理1）當(dāng)冒頂范圍不大時，可采用掏梁窩探大扳梁或支懸臂梁的方法處理。首先要觀察頂板動態(tài)，加強(qiáng)冒頂區(qū)上下部位支架，防止冒頂范圍擴(kuò)大，再掏梁窩、探大板和掛梁。棚梁頂上的空隙要剎嚴(yán)或架小木垛接頂，然后再清除煤浮矸，打好貼幫柱，支好棚梁

8、。2)工作面局部冒頂范圍沿傾斜超過10m時，應(yīng)從冒頂區(qū)上下兩頭向中間處理，在檢查認(rèn)定冒頂?shù)貛У捻敯逡呀?jīng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，再加固頂板區(qū)上方支架，并準(zhǔn)備好材料，清理好人員的安全退路，設(shè)專人監(jiān)視頂板。3)金屬網(wǎng)假頂下的冒頂，如果是小冒頂，可扒出碎矸、鋪上頂網(wǎng)，重新架棚后即可安全通過；如果冒頂區(qū)沿傾斜超過5m，則必須將支架改為一梁三柱，梁的一端探入煤壁再鋪網(wǎng)剎頂，或垂直工作面架雙腿套棚用撞楔法通過；如果冒頂范圍較大，亦可避開冒頂區(qū)沿煤壁重新掘開切眼采煤。 (二)采場大面積冒頂原因分析與防治 1采場大面積冒頂?shù)念A(yù)兆采煤工作面隨回柱放頂工作進(jìn)行，直接頂逐漸垮落，如果直接頂垮落后未能充滿采空區(qū)，則堅硬的老頂要發(fā)

9、生周期來壓。1)頂板的預(yù)兆 頂板連續(xù)發(fā)出斷裂聲，這是由于直接頂和老頂發(fā)生離層，或頂板切斷而發(fā)出的聲音。有時采空區(qū)內(nèi)頂板發(fā)出響悶雷的聲音，這是老頂和上方巖層產(chǎn)生離層或斷裂的聲音。 2)煤幫的預(yù)兆 由于冒頂前壓力增大，煤壁受壓后，煤質(zhì)變軟變酥，片幫增多。使用電鉆打眼時省力。 3)支架的預(yù)兆使用木支架，支架大量的被壓彎或折斷，并發(fā)出響聲。使用金屬支柱時，耳朵貼在柱體上，可聽見支柱受壓后發(fā)出的聲音，支柱“破頂、鉆底”。4)含瓦斯煤層，瓦斯涌出量突然增加；有淋水的頂板、淋水增加。 2采場大面積冒頂?shù)脑蚍治?按頂板垮落類型可把采場大冒頂分為壓垮型、推垮型、漏垮型三種。 壓垮型冒頂事故是由于堅硬直接頂或老

10、頂運(yùn)動時，垂直于頂板方向的作用力，壓斷或壓彎工作阻力不夠、可縮量不足的支架，或使支柱壓入抗壓強(qiáng)度低的底板，造成大面積切頂垮面事故。 在采場中容易發(fā)生大面積冒頂?shù)牡攸c(diǎn)是：1)開切眼附近。在這個區(qū)域頂板上部硬巖層老頂兩邊都受煤柱支承不容易下沉，這就給下部軟巖層直接頂?shù)南鲁岭x層創(chuàng)造了有利條件。2)地質(zhì)破壞帶（斷層、褶曲）附近。在這些地點(diǎn)頂板下部直接頂巖層破斷后易形成大塊巖體并下滑。3)老巷附近。由于老巷頂板破壞，直接頂易破斷。4)傾角大的地段。這些地段由于重力作用而巖石傾斜下滑力大。5)頂板巖層含水地段。這些地段摩擦系數(shù)降低，阻力大為減少。6)局部冒頂區(qū)附近也有可能導(dǎo)致大冒頂。近幾年來，在采場大面積

11、冒頂事故中，“復(fù)合頂板”下推垮型事故比較多，傷亡也較大。漏垮型冒頂?shù)脑蛉缦拢河捎诿簩觾A角較大，直接頂又異常破碎，采場支護(hù)系統(tǒng)中如果某個地點(diǎn)失效發(fā)生局部漏頂，破碎頂板就有可能從這個地點(diǎn)開始沿工作面往上全部漏空，造成支架失穩(wěn)，導(dǎo)致漏垮型事故發(fā)生。3.采場大面積冒頂?shù)念A(yù)防措施總結(jié)現(xiàn)行有效的經(jīng)驗歸納出幾條預(yù)防采場大面積冒頂?shù)幕敬胧?）提高單體支柱的初撐力和剛度小煤礦使用的木支柱和摩擦金屬支柱初撐力小，剛度差，易導(dǎo)致煤層復(fù)合頂板離層，又使采場支架不穩(wěn)定，所以有條件的礦要推廣使用單體液壓支柱。2)提高支架的穩(wěn)定性煤層傾角大或在工作面仰斜推進(jìn)時，為防止頂板沿傾斜方面滑動推倒支架，應(yīng)采用斜撐、抬棚、木垛

12、等特種支架來增加支架的穩(wěn)定性。在摩擦金屬支柱和金屬鉸接頂梁采面中，用拉鉤式連接器把每排支柱從工作面上端頭至下端頭連接起來，形成穩(wěn)定的“整體支架”。3)嚴(yán)格控制采高開采厚煤層第一分層要控制采高，使直接頂冒落后破碎膨脹能達(dá)到原來采高。這種措施目的在于堵住冒落大塊巖石的滑動。4)采面從開切眼初采時不要反向開采有的礦為了提高采出率，在初采時向相反方向采幾排煤柱，如果是復(fù)合頂板，開切眼處頂板暴露日久已離層斷裂，當(dāng)在反向推進(jìn)范圍內(nèi)初次放頂時，很容易在原開切眼處誘發(fā)推垮型冒頂事故。5)掘進(jìn)上下順槽時不得破壞復(fù)合頂板挑頂掘進(jìn)上下順槽，就破壞了復(fù)合頂板的完整性，易造成推垮冒頂事故。6)對于堅硬難冒頂板可以采用頂

13、板注水和強(qiáng)制放頂?shù)却胧?)加強(qiáng)礦井生產(chǎn)地質(zhì)工作，加強(qiáng)礦壓的預(yù)測預(yù)報。4大冒頂事故的處理方法大冒頂發(fā)生后，采取的方法基本上有兩種：一種是恢復(fù)工作面的方法；另一種是開補(bǔ)巷繞過冒頂區(qū)方法。1)恢復(fù)工作面的方法處理冒頂（1）從工作面冒頂處的兩頭，由外向內(nèi)，先用雙腿套棚維護(hù)好頂板，保持后路暢通無阻。棚梁上用板皮剎緊背嚴(yán)，防止頂板繼續(xù)錯動、垮落。梁上如有空頂，要用小木垛插緊背實。（2）邊清理工作面邊支護(hù)，把塌落的矸石清理并倒入采空區(qū)，每清理0.5m工作面，支一架棚子管理頂板。若頂板壓力大，可在冒頂區(qū)兩頭用木垛維護(hù)頂板。（3）遇到大塊矸石不易破碎時，應(yīng)采用電鉆(如有壓風(fēng)，最好是用風(fēng)鉆)打眼放小炮的辦法破碎巖石。（4）如頂板冒落的矸石很破碎，一次整修巷道不易通過時，可先沿工作面煤幫運(yùn)輸機(jī)道整修一條小