采煤工作面頂板控制分析與事故防治

1、采煤工作面頂板控制分析與事故防治 一、引言 隨著我國經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的迅速發(fā)展，對能源的需求日益增大，煤炭工業(yè)一直是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，而煤礦事故對人們來說卻是一個(gè)非常沉重的話題。 頂板事故是煤礦“五大災(zāi)害”之一，回采工作面頂板事故發(fā)生比較頻繁，人員傷亡率一直較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，回采工作面百萬噸死亡率中，頂板事故約占67%。如不對頂板加以及時(shí)、合理、有效的控制和管理，就有可能影響“安全生產(chǎn)”，造成嚴(yán)重后果。 導(dǎo)致回采工作面冒頂事故的直接原因是回采工作面上覆巖層受采動影響而使應(yīng)力重新分布，失去了原有的應(yīng)力平衡，這就導(dǎo)致了部分區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力集中，當(dāng)上覆巖層施加于下部巖層的載荷達(dá)到極限載荷時(shí)，巖層發(fā)生斷裂而垮

2、落。 隨著采煤技術(shù)的不斷提高，理論方法的不斷完善和成熟，近年來，頂板事故率有所下降，但其危害仍然很巨大，頂板事故在煤礦生產(chǎn)過程中不應(yīng)被忽視。按事故發(fā)生地點(diǎn)統(tǒng)計(jì)排在前三位的是：采煤工作面（63.18%）、掘進(jìn)工作面（12.55%）、巷道（13.81%）。 因此，準(zhǔn)確掌握礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，建立一套合理、有效的頂板管理制度是非常必要的。 （一）影響回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)的主要原因 1.地質(zhì)因素 影響回采工作面礦山壓力的主要因素是圍巖性質(zhì)，地質(zhì)因素是成煤過程中自然形成的，是不可改變的。在生產(chǎn)過程中，只能適應(yīng)和運(yùn)用其特性服務(wù)生產(chǎn)。 （1）巖石力學(xué)性質(zhì) 實(shí)際觀測表明，巖石的力學(xué)性質(zhì)對礦山壓力顯現(xiàn)起關(guān)鍵性作用。

3、由于巖石自身的密度、礦物成分、顆粒大小等的不同，不同巖石或同一種巖石的強(qiáng)度各異。測定表明，頂板巖石強(qiáng)度越高，礦壓顯現(xiàn)越明顯。 （2）開采深度 開采深度直接影響著原巖應(yīng)力的大小，對巷道礦山壓力顯現(xiàn)的影響可能比較明顯，特別是有煤巖突出礦井，這是一般規(guī)律。如在松軟巖層中開掘巷道，隨著深度的增加，巷道圍巖的“擠、壓、鼓”現(xiàn)象比較明顯。 但開采深度對回采工作面頂板壓力大小的影響并不突出，因而對礦山壓力顯現(xiàn)的影響也不明顯，特別是對頂板下沉量的影響。在目前的技術(shù)條件下，開采深度可達(dá)600800m，實(shí)際測定表明，采深對工作面頂板下沉量無直接影響。例如比利時(shí)的彼丘爾煤礦，開采深度已達(dá)1415m，工作面采用工作助力為350kN的金屬支柱，仍然可以將頂板管理得很好。 (3)煤層傾角 煤層傾角對回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)的影響比較大，實(shí)際觀測表明，煤層傾角越大，頂板下沉量越小。也就是說，近水平工作面的頂板下沉量要比傾斜、急傾斜工作面大得多。 （4）斷層、裂隙等 一般來說，斷層、裂隙較