煤礦安全生產(chǎn)之頂板事故預(yù)防

1、安全技術(shù)煤礦安全生產(chǎn)之頂板事故預(yù)防 第三講頂板 第一課頂板壓力是什么壓力有初次和周期 在掘進(jìn)巷道之前，地下的巖層或煤層是實(shí)體的，上部巖層的重量壓在下部巖層上，處于平衡狀態(tài)。這時(shí)巖體不變形，也不會(huì)移動(dòng)。我們在煤層或巖層中掘進(jìn)一條巷道后，巷道頂部的巖層就要往下落，這個(gè)頂部巖層的重量就壓在巷道的兩幫上(叫做支撐壓力)，就像蓋房子用的水泥預(yù)制板搭在兩堵墻上一樣。假如巷道斷面小，而頂板巖層又堅(jiān)硬，這個(gè)預(yù)制板(頂板)一時(shí)還不會(huì)垮落;假如巷道斷面大，頂板巖層比較松軟、層理又明顯，這個(gè)預(yù)制板就會(huì)發(fā)生離層和彎曲下沉，有的人叫頂板有勁了;要是不用支架或其他方法支護(hù)住，最終就要斷裂、破壞、冒落下來。這種由于進(jìn)行采掘

2、活動(dòng)而在巷道及回采工作面四周巖體中，以及在支架上所引起的力，叫做礦山壓力，人們習(xí)慣叫頂板壓力。 掘出的巷道假如不支護(hù)，頂板就要冒落，冒頂會(huì)不會(huì)越冒越高呢?在回答這個(gè)問題之前，我們先來看看有些農(nóng)村的窯洞吧。在黃土高原土質(zhì)致密的地方，人們往往在向陽坡掏成半圓頂窯洞居住，窯洞里不支護(hù)，上面的黃土層多少年也不會(huì)塌落，井下巷道也是這樣，當(dāng)頂板冒成拱的外形，就自然平衡不再往高處冒了，形成了自然的平衡拱。這時(shí)頂板的壓力通過圓拱傳遞到巷道的兩幫上，就似乎一座石拱橋，橋上的物體重量是由兩邊橋基來擔(dān)當(dāng)一樣。這個(gè)拱可以保持比較長時(shí)間的穩(wěn)定，因此巷道支架所承受的壓力，主要是拱內(nèi)破裂巖石的重量。這種狀況在煤炭科學(xué)理論上

3、叫做自然平衡拱假說。 回采工作面采空區(qū)壓力大，頂板壓力比掘進(jìn)巷道簡單。現(xiàn)在我們用緩傾斜單一煤層走向長壁全部垮落法采煤的工作面作個(gè)例子來說明。 回采工作面由開切眼向前推動(dòng)采煤。煤壁前方的支承壓力區(qū)也跟著向前移動(dòng)。隨著工作面推動(dòng)，靠采空區(qū)的支柱要挨次一排排回掉，直接頂就會(huì)自己垮落。假如直接頂比較厚，冒落的巖石可以填滿采空區(qū)，老頂和老頂上面的巖層消失肯定的彎曲便沉落在壓實(shí)的碎矸上，形成了工作面后方的支承壓力區(qū)。根據(jù)前面說的拱形理論，由于壓力向前工作面前后傳遞，所以工作面及靠近的一部分采空區(qū)就成了減壓區(qū)，頂板的壓力顯得比較緩和、勻稱。假如直接頂?shù)暮穸缺容^小，冒落的巖石就不能填滿采空區(qū)，直接頂上面的老頂

4、就懸露在采空區(qū)上/隨著工作面對前推動(dòng)，老頂懸露面積不斷擴(kuò)大，到肯定距離，就斷裂下沉而垮落，這時(shí)使工作面頂板壓力突然增大，形成了老頂來壓。 一個(gè)新工作面從開切眼向前推動(dòng)，老頂?shù)谝淮未竺娣e垮落叫初次垮落，初次垮落造成的工作面壓力突然增大，就是初次來壓。工作面連續(xù)向前推動(dòng)，經(jīng)過肯定時(shí)間，達(dá)到肯定距離時(shí)，老頂來壓又重復(fù)消失，就是工作面頂板的周期來壓。周期來壓時(shí)，工作面的頂板壓力和頂板下沉量比平常要大30%到40%，假如不把握周期來壓的規(guī)律，預(yù)先實(shí)行有效措施，加強(qiáng)工作面支護(hù)，就會(huì)發(fā)生大冒頂。 第三講頂板 其次課頂板管理有方法木頭頂子離不開 依據(jù)頂板的性質(zhì)和煤層的厚度條件，處理采空區(qū)的方法(也就是頂板的管

5、理方法)基本上有以下四種： 垮落法也叫陷落法，就是隨著工作面的向前推動(dòng)，把工作面靠近采空區(qū)的支架撤出，讓直接頂自行垮咯或者強(qiáng)制垮落，也就是我們常說的回柱放頂?？迓湎聛淼膸r塊充填了采空區(qū)，減小了工作面頂板壓力。工作面沿推動(dòng)方向一次放頂?shù)膶挾冉蟹彭斁?放頂前工作面沿推動(dòng)的最大寬度叫最大控頂距;放頂后沿推動(dòng)方向的寬度叫最小控頂距。我國大多數(shù)煤礦的回采工作面采納了垮落法。 充填法由地面或井下把充填材料運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅?，充填采空區(qū)支撐頂板，不讓它垮落。把采空區(qū)全米那填滿的叫全部充填法，多用于2開采后2煤層或三下采煤，局部充填采空區(qū)叫局部充填法，一般是壘砌矸石帶，支撐采空區(qū)頂板，適用于開采頂板堅(jiān)硬的薄煤層。

6、煤柱支撐法工作面推動(dòng)肯定距離后，在采空區(qū)內(nèi)留下適當(dāng)寬度的煤柱來支撐頂板。這種方法適用于頂板巖石特殊堅(jiān)硬、人工強(qiáng)制放頂也很難垮落的頂板條件。不過這種方法很少用，由于一方面煤炭回收率低，另一方面卡才近距離煤層群時(shí)，當(dāng)下部煤層的工作面通過上部煤層留下煤柱時(shí)會(huì)產(chǎn)生集中壓力，給工作面頂板管理造成極大困難。 緩慢下沉法有一種頂板巖層韌性較大，回柱后頂板巖層不垮落，而能彎曲下沉，直到于底板自然合攏。這種方法適用于薄煤層工作面。 巷道里的支架不但受底板的作用，還受兩幫巖石的作用。因此掘進(jìn)巷道時(shí)就要依據(jù)不憐憫況合理選用合理的支架。木支架的形式多：有雙腿棚子，如常用的梯形、矩形棚子;，完全棚子，多用于簡單底鼓的巷

7、道;加強(qiáng)棚子，當(dāng)頂?shù)装寤騼蓭蛪毫υ龃蠛妥兓瘯r(shí)采納;異性棚子，依據(jù)不同的頂板或地質(zhì)條件而采納的不規(guī)章的結(jié)構(gòu)形式。隨著鋼筋混凝土和金屬支架的消失及支護(hù)技術(shù)的進(jìn)展，現(xiàn)在掘進(jìn)巷道很少使用木支架了。 采煤工作面木支架的形式有;頂板堅(jiān)硬、完整時(shí)用點(diǎn)柱，為了增加托板面積有時(shí)戴上柱帽;頂板壓力大、或有平行工作面的裂縫時(shí)用橫板棚子;頂板壓力較小，或有垂直于工作面的裂縫時(shí)用橫板棚子;在壓力特殊大的地方，一般用木垛或叢柱;在放頂線為了切頂和攔住垮落的矸石時(shí)，用密集支柱。 木支架有其優(yōu)點(diǎn)，頂壓大時(shí)它會(huì)折斷和發(fā)出劈裂聲，可以給工人一個(gè)警戒的信號(hào)。但它也有不少缺點(diǎn)，主要是靠煤壁剛架設(shè)時(shí)的初撐力較小，有的人說它在等勁，這時(shí)

8、，支柱阻擋頂板下沉的作用不大，簡單使頂板早期脫層、破壞;另外它是一種剛性支柱，可縮量僅為0.5%到1.0%，頂板下沉后往往由于它的可縮性不夠而壓劈壓斷，失去了支撐頂板的作用，簡單造成冒頂事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用木支架比可縮性金屬支架事故高10倍多，木材支護(hù)因有就地取材、便于運(yùn)輸和加工的特點(diǎn)，目前還在廣泛使用。在采煤工作面處理冒頂，修理上下順槽，以及頂板來壓時(shí)打木垛、做信號(hào)柱子等特別狀況仍在使用。 第三講頂板 第三課把握單體金屬柱用好單體液壓柱 單體金屬支架包括摩擦式支柱和鉸接頂梁。金屬支柱有兩種型號(hào)：急增阻式支柱的可縮量小(50到120毫米)，最小工作阻力為250到350千牛，適用于頂板平穩(wěn)、下沉量

9、較小的薄煤層工作面;微增阻式支柱的最大工作阻力為350千牛，可縮量較大(400毫米)?？捎迷陧敯逑鲁亮枯^大的工作面，鉸接頂梁對起伏不平的頂板和金屬網(wǎng)假頂?shù)倪m應(yīng)性較差。 回采工作面的金屬支架，大豆不是垂直頂?shù)装寮茉O(shè)的。在緩傾斜和傾斜煤層中的支架，不但要承受頂板巖層的垂直壓力，還要承受巖層沿傾斜方向產(chǎn)生的下滑力，所以支架要有迎山角才能吃勁。在緩斜工作面，一般打成3到5度的迎山角。為了提高摩擦支柱的初撐力，達(dá)到有效支護(hù)的目的，架設(shè)支柱時(shí)，肯定要用液壓升柱器。 金屬支架主要有三種支護(hù)形式：戴帽點(diǎn)柱對支護(hù)不平整頂板的適應(yīng)性強(qiáng)，適用于堅(jiān)硬頂板，但不能在比較破裂的頂板下使用。摩擦支柱與鉸接頂梁協(xié)作使用，形成

10、一梁二柱或一梁三柱的支架，適用于頂板比較破裂或有局部小地質(zhì)構(gòu)造的工作面。摩擦支柱與鉸接頂梁也可組成懸臂支架，就是在放炮或割煤以后馬上掛梁，梁下先不打支柱，形成肯定長度的正懸臂，支護(hù)新暴露出的頂板，這樣可以削減頂板初期下沉，對破裂頂板的管理特別有利。工人在懸臂下采煤，不致被頂板掉下來的碎石砸傷;特殊是在回收支柱時(shí)，還可以利用頂梁做懸臂支護(hù)，使工人回柱更平安。 利用液體壓力產(chǎn)生工作阻力的單根可縮性支柱，就是單體液壓支柱。這種支柱是圓柱形柱體，由液壓掌握升降。分內(nèi)注液式和外注式兩種。單體液壓支柱的初撐力大，可達(dá)摩擦金屬支柱的3到10倍，支柱承載力勻稱。所以頂板下沉量僅是摩擦支柱的三分之一左右，頂板很

11、少發(fā)生臺(tái)階式下沉現(xiàn)象。由于靠液壓系統(tǒng)掌握，支、回速度快，一般比摩擦支柱快一倍左右，保證了工人的平安。據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用這種支柱冒頂事故少，傷亡事故削減一半以上，單體億萬壓支柱適用于緩傾斜煤層、頂板中等穩(wěn)定、采高3米以下的普、炮采工作面的頂板支護(hù)，工作面兩巷的超前支護(hù)以及綜采工作面的端頭支護(hù)。 采納單體液壓支柱，必需有相應(yīng)的平安技術(shù)措施。首先，要摸清工作面地質(zhì)狀況，搞好頂板壓力觀測;依據(jù)液壓支柱性能，選擇合理的支護(hù)密度，既要有效地掌握頂板，又要防止支柱受壓超限而損壞。使用前，對每根支柱要進(jìn)行質(zhì)檢、技術(shù)性能的檢查，符合使用標(biāo)準(zhǔn)才能下井。為了愛護(hù)好支柱，不要用大錘等金屬物敲打。為防止柱內(nèi)工作液體流失，存放

12、時(shí)支柱要保持站立狀態(tài)。工作面傾角大時(shí)，架設(shè)支柱要在底板挖好柱窩，支柱要迎山有勁，支柱頂3與頂梁接觸要嚴(yán)密。在支護(hù)過程中，假如發(fā)覺自動(dòng)卸載降柱、柱體有明顯變形、活柱下縮究竟形成死柱等情形，必需馬上升井修理。只有這樣做，才能保證支柱有良好的工作性能，有效地支護(hù)頂板。 第三講頂板 第四課切頂支柱是特種兵自移支架是大力士 液壓切頂支柱是由大工作阻力的液壓支柱與推移千斤頂組成，也有人把它叫做切頂墩柱的，是我國近年來使用的一種新型特種支柱。 液壓切頂支柱可用于普才和炮采工作面，是放頂和推移輸送機(jī)的專用支護(hù)設(shè)備。它布置在回采工作面切頂線單體支柱(液壓支柱或摩擦支柱)之間，代替以往的戧棚、木垛、叢柱、密集支柱

13、等各種特種支架，加強(qiáng)工作面放頂線的支撐力，切斷采空區(qū)的懸頂，減輕工作面頂板壓力;它的千斤頂可以代替液壓移溜器，用于推移工作面輸送機(jī)。液壓切頂支柱的型號(hào)有單伸縮單柱式的QD型、單伸縮雙柱式的SJ型和雙伸縮單柱式的ZQS型等類型。 工作面裝備液壓切頂支柱好處許多：它的工作阻力是大體液壓支柱的3倍，是摩擦式金屬支柱的6倍以上，因而能有效的支護(hù)頂板，用了它工作面基本支護(hù)承受的頂板壓力明顯降低，可適當(dāng)削減數(shù)量;它的底座大，對底板的比壓小，不易壓入底板，可在軟底工作面使用;工作面放頂時(shí)，單體支柱的回收是在切頂支柱愛護(hù)下進(jìn)行的叫少了頂板事故，保證了回柱的平安;特殊是它推移輸送機(jī)力氣大，工人可以不再進(jìn)入機(jī)(炮

14、)道掃浮煤，也不必打臨時(shí)支柱，削減了頂板和片幫片落傷人事故。此外，它與自移式液壓支架比較，能更好地適應(yīng)煤層地質(zhì)條件變化，安裝、拆卸也比較便利。 切頂主適用于緩傾斜煤層、頂板中等穩(wěn)定、頂?shù)装灞容^平整、采高2.5米以下的回采工作面。為了有效掌握頂板，應(yīng)樂觀采納。 把支柱和頂梁連成整體，加上底座，以高壓液體為動(dòng)力來升降和推移，就形成了自移式掖壓支架。它能完成支撐、放頂、移架、推移輸送機(jī)等一整套工序。依據(jù)它對頂板的支護(hù)作用，可分為支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式三種類型。 支撐式支架又分為垛式和節(jié)式兩種。支護(hù)的數(shù)目有兩柱、三柱、四柱、五柱、六柱等，它依靠支柱較大的支撐力量，使采空區(qū)內(nèi)的頂板巖石切斷垮落，支護(hù)

15、工作空間。支撐式支架適用于頂板堅(jiān)硬完整、周期壓力明顯或劇烈，底板也比較堅(jiān)硬的采煤工作面。 支撐掩護(hù)式支架是以支撐為主但又有掩護(hù)作用的支架。它既能切斷頂板，又能擋矸，兼有支撐式支架的優(yōu)點(diǎn)。適用于頂板中等穩(wěn)定或穩(wěn)定、周期壓力較明顯，底板中等的工作面。 工人把液壓支架叫做鋼鐵長廊，它具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、支護(hù)性能好、移設(shè)速度快、平安牢靠等優(yōu)點(diǎn)，在這種支架下采煤，頂板事故大大削減。自移式液壓支架與采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)配套使用，就叫做綜合機(jī)械化采煤。 第三講頂板 第五課石材、混凝土和支架錨桿和錨噴支護(hù) 井下巷道推廣錨噴支護(hù)以前，在交叉點(diǎn)、硐室和主要巷道，廣泛采納石材砌券支護(hù)，砌券巷道的斷面外形主要有半圓拱

16、形和三角拱形。拱的作用主要是承受頂壓，并將它傳給側(cè)墻和兩幫。假如用混凝土勻稱密實(shí)地填滿券板，使巷道成一個(gè)整體，能防火、阻水，抗壓強(qiáng)度更高。使用壽命更長。 鋼筋混凝土支架是在地面預(yù)制成梁、腿和背板。在巷道中架設(shè)的棚式支架。其中梯形混凝土支架適用于穩(wěn)定的巷道，拱形梁適用于頂壓較大的巷道。 金屬支架是巷道支護(hù)的一種主要支架類型。它強(qiáng)度大、體積小、操作便利，有剛性和可縮性兩種。剛性支架用鋼軌、礦用工字鋼制成，沒有可縮性，適用于運(yùn)輸大巷和采區(qū)巷道，剛性支架又分為：1、無腿支架：適用于巖石堅(jiān)硬、跨度不太大的巷道;2、帶腿三心拱支架：適用于頂幫巖石破裂、壓力大和較寬的巷道;3、帶腿半圓拱支架;4、梯形支架：

17、適用于壓力和寬度不大的巷道;5、拱形梁梯形支架：能提高支撐力量，適用于壓力較大的梯形巷道。可縮性金屬支架用U型鋼制成，它的結(jié)構(gòu)一般為拱形。由于拱梁和棚腿搭接肯定長度并用卡緊裝置卡緊，頂幫巖石移動(dòng)時(shí)，支架可以自頂板或兩幫壓縮，產(chǎn)生可縮性。所以它用在礦山壓力明顯、底板堅(jiān)硬的巷道效果最好。有些礦在采區(qū)動(dòng)壓巷道里使用，很適應(yīng)頂幫巖層移動(dòng)變形的需要。但為適應(yīng)拱梁的要求，有時(shí)必需挑頂，簡單破壞頂板的完整性。錨桿支護(hù)同木支架、混凝土、金屬支架都不一樣，它不是利用自身直接支撐頂板，而是向巷道圍巖打眼，眼孔內(nèi)錨入錨桿，利用圍巖自身的強(qiáng)度加固頂板。錨桿噴漿、噴混凝土的作用就更進(jìn)了一步，它不是消極地承受巷道圍巖產(chǎn)生

18、的地壓，而是與巷道圍巖結(jié)合成一個(gè)整體，使巖石本身成為一種具有承載力量的結(jié)構(gòu)。有的人形象地把錨噴支湖比方為穿糖葫蘆、納鞋底和門窗刷油。第一，打錨桿就像穿糖葫蘆，把頂板巖石用錨桿串起來，掛在堅(jiān)硬巖石上，起懸吊作用;其次，打錨桿又像納鞋底，鞋底納了以后耐穿耐磨，打錨桿后圍巖被錨成一個(gè)整體，打多深錨桿就等于砌了多厚的券拱，起了組合梁、壓縮拱和擠壓體的作用;第三，噴沙漿和混凝土，就像門窗刷油，防止腐蝕。巷道圍巖表面有了噴層以后，隔絕了與空氣的接觸，防止風(fēng)化，并把圍巖凹凸處和巖石裂縫充填起來，與圍巖緊密結(jié)成一體，緩和應(yīng)力集中，達(dá)到共同作用的目的。 我國煤礦從1955年開頭試用一般木錨桿以來，錨桿的種類已進(jìn)

19、展許多，有壓縮木錨桿、金屬錨桿有楔縫式、倒楔式、管縫式;沙漿錨桿有鋼絲繩和鋼筋的;以及樹脂錨桿等。1964年開頭試驗(yàn)噴漿、噴射混凝土支護(hù)，后來把錨桿、掛金屬網(wǎng)、噴射混凝土結(jié)合起來，形成一種獨(dú)立的支護(hù)形式。目前，從小斷面到大斷面，從堅(jiān)硬穩(wěn)定巖層到松軟破裂不穩(wěn)定巖層，從平巷到豎井、斜井、大硐室、交叉點(diǎn)，從新掘巷道的支護(hù)到舊巷的修復(fù)，都可以用錨噴支護(hù)。與其他支護(hù)形式比較，顯示了它的優(yōu)越性。 第三講頂板 第六課頂板事故的緣由冒頂前的預(yù)兆 井下工作面發(fā)生冒頂事故的緣由許多，比較常見的有： 地質(zhì)構(gòu)造簡單松軟破裂的頂板常有小的局部冒頂，堅(jiān)硬難冒的頂板會(huì)發(fā)生大冒頂，少數(shù)礦井還有沖擊壓。假如采掘過程中遇到了斷層

20、、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造，更簡單發(fā)生冒頂。 頂板壓力的變化初次來壓和周期來壓時(shí)，頂板下沉量和下沉速度都急劇增加，支架受力猛增，頂板破裂，還會(huì)消失平行煤壁的裂縫，甚至頂板消失臺(tái)階狀下沉，這時(shí)冒頂?shù)目赡苄宰畲蟆?回采工序的影響采煤機(jī)割煤壁或工作面放炮時(shí)，改柱、回柱和放頂時(shí)，對頂板的震驚破壞較大，比其他工序時(shí)簡單冒頂。 工作面部位不同輸送機(jī)頭和機(jī)尾處;不按規(guī)格要求支護(hù)的地方;工作面與回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷連接的上、下出口;工作面煤壁線、放頂線與頂板交接處，都是簡單冒頂?shù)牡胤健?頂板管理方式托偽頂、留煤頂開采。厚煤層用塑料網(wǎng)、金屬網(wǎng)做假頂開采，工藝簡單，管理不好就要冒頂。 人的因素干部違章指揮、工人違章作業(yè)是造成頂板

21、事故最根本、最直接的緣由，從全國歷年的統(tǒng)計(jì)分析看，有80%以上的事故是由于各種違章和工程質(zhì)量低劣造成的。 技術(shù)裝備落后目前多數(shù)煤礦回采工作面還在使用摩擦金屬支柱和木支柱，回柱基本上是人工作業(yè)，埋下事故隱患。 我們的責(zé)任就是依據(jù)不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的不憐憫況，分別實(shí)行相應(yīng)的平安措施，把頂板事故毀滅在發(fā)生之前。 在正常狀況下，頂板冒落事先都有預(yù)兆。預(yù)兆有下面幾種： 響聲巖層下沉斷裂、頂板壓力急劇加大時(shí)，木支架就會(huì)發(fā)生劈裂聲，緊接著消失折梁斷柱現(xiàn)象;金屬支柱的活柱急速下縮，也發(fā)出很大的聲響。有時(shí)也能聽到采空區(qū)內(nèi)頂板發(fā)生斷裂的悶雷聲。 掉渣頂板嚴(yán)峻裂開時(shí)，折梁斷柱就要增加。隨著就消失頂板掉渣現(xiàn)象，掉渣越

22、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＜毙盘?hào)。 片幫冒頂前煤壁所受壓力增加，變得松軟，片幫煤比平常多。 裂縫頂板的裂縫，一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然斷裂，一種是由于采空區(qū)頂板下沉引起的采動(dòng)裂縫。老工人說，流水的裂縫最危急，由于它深，縫里有煤泥、水銹的不危急，由于它是老縫;茬口新的有危急，由于它是新生的。假如這種裂縫加深加寬，說明頂板連續(xù)惡化。人們經(jīng)常在裂縫中插上木楔子，看它是不是松動(dòng)或掉下來，觀看裂縫擴(kuò)大了沒有，作出預(yù)報(bào)。 脫層頂板快要冒落的時(shí)候，往往消失脫層現(xiàn)象。檢查脫層要用問頂?shù)姆椒ǎ偃缏曇魫偠?，表明頂板完?頂板發(fā)出空空的響聲，說明上下巖

23、層之間已經(jīng)脫落。 漏頂破裂的偽頂或直接頂，在大面積冒落以前，有時(shí)由于背頂不嚴(yán)或支架不牢消失漏頂現(xiàn)象。漏頂如不準(zhǔn)時(shí)處理，會(huì)使棚頂托空、支架松動(dòng)。頂板巖石連續(xù)冒落，就會(huì)造成有聲響的大冒頂。 第三講頂板 第七課兩巷支護(hù)要超前煤壁片幫需防止 普采、炮采工作面上、下端頭(出口)及與之連接的回風(fēng)巷、運(yùn)輸巷是事故多發(fā)地點(diǎn)。這是由于，工作面的上下巷一般都在采煤前掘出，巷道頂板暴露時(shí)間長，在回采時(shí)又受到采動(dòng)和超前支撐壓力的作用，還有做上下缺口要放炮，因此頂板下沉量較大，破裂比較嚴(yán)峻。另一方面，上下出口處在采空區(qū)和巷到交叉處，控頂范圍大;在上下出口要安裝機(jī)頭、機(jī)尾等體積較大的設(shè)備，隨著工作面的推動(dòng)，移輸送機(jī)時(shí)這里

24、的支架需要反復(fù)支、撤，使頂板更加破裂。 工作面上、下端頭是指沿工作面方向，上巷下幫向工作面方向10米，下巷上幫向工作面方向10米的范圍內(nèi)。規(guī)定要求，使用摩擦金屬支柱的回采工作面上、下端頭部位，應(yīng)使用單體液壓支柱支護(hù);工作面輸送機(jī)頭部位要使用四對八根11號(hào)工字鋼長梁支護(hù)，保持一梁三柱，交替邁步前移。工字鋼梁要制成花邊，以便與支柱頂蓋協(xié)作，絕不能把工字鋼側(cè)向使用和不對稱使用，以保證支護(hù)強(qiáng)度。 回采工作面上、下巷道距煤壁線20米范圍內(nèi)需要超前支護(hù);假如兩巷原來擦用的是梯形木棚支護(hù)，靠近煤壁線的10米內(nèi)，要在原棚梁下架設(shè)雙排金屬鉸接頂梁和單體液壓支柱支護(hù)。往外10米到20米范圍，可采納單排支護(hù);假如兩

25、巷原來采納的是金屬可縮性支架或金屬棚梁支護(hù)，替棚時(shí)都要采納十字鉸接頂梁與單體液壓支柱配套支護(hù)。替棚工序應(yīng)超前工作面進(jìn)行。超前距離應(yīng)依據(jù)頂板條件在作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。 1、在采高較大、煤質(zhì)較軟、頂板破裂的回采工作面，冒頂事故多數(shù)是由煤壁片幫引起的。由于靠煤壁這一側(cè)的頂板是由煤壁支撐，在支撐壓力的作用下，煤壁很簡單被壓酥，再加上煤層本身松軟，煤幫就簡單片落。這樣，破裂頂板在煤壁側(cè)失去支撐，便簡單冒落了。 在普采、炮采工作面防止煤壁片幫，可以采納下面幾種方法： 落煤后，工作面煤壁應(yīng)當(dāng)采直采齊，準(zhǔn)時(shí)打上貼煤壁支柱，使新暴露出的頂板得到支護(hù)，從而削減對煤壁的壓力; 2、假如采高大于兩米，煤壁松軟，有片幫現(xiàn)象

26、時(shí)，打完貼幫支柱后，還要加打橫撐將煤壁撐住。打橫撐的方法是，先把半圓木或板皮立著貼在煤壁上，用橫撐一頭頂住，另一頭撐在貼幫柱上。假如煤壁很破裂，可以在煤壁和貼幫柱之間橫向塞半圓木或板皮加以維護(hù)。 3、在片幫嚴(yán)峻的地方，假如截煤或放炮后煤壁上方已經(jīng)脫落，應(yīng)在貼幫柱上加托梁或者超前掛金屬鉸接頂梁，使托梁或頂梁伸入煤壁片落處，超前支護(hù)頂板。 4、打眼時(shí)要合理布置炮眼，把握好角度，頂眼距頂板不要太近。每個(gè)炮眼的裝藥量要適當(dāng)掌握。 5、落煤后準(zhǔn)時(shí)挑頂刷幫，使煤壁不要向采空區(qū)方向傾斜，最好使煤壁向工作面前進(jìn)方向仰斜一點(diǎn)。 防止煤壁片幫不僅可以預(yù)防冒頂，還可以削減砸人事故。在截煤或放炮后要準(zhǔn)時(shí)清除傘檐和底根

27、，保持煤壁齊整，也有利于移設(shè)輸送機(jī)和打支柱。 第三講頂板 第八課回柱放頂要當(dāng)心初次放頂莫大意 我國采煤工作面主要使用全部垮落法管理頂板。據(jù)統(tǒng)計(jì)，回采工序中回柱放頂時(shí)發(fā)生的冒頂事故占30%到50%，因此，必需留意防止回柱放頂時(shí)發(fā)生冒頂。 對回柱的要求是：平安、快速，支架回收潔凈，使頂板充分垮落。支架回收復(fù)用率高。木柱一般用回柱絞車回撤?；厥战饘僦е鶗r(shí)，如頂板比較穩(wěn)定，支柱受力不大，可以人工回撤;如頂板比較破裂。支柱插如底板或被垮落的巖石埋住，應(yīng)當(dāng)用回柱絞車回柱。單體液壓支柱不允許用機(jī)械設(shè)備強(qiáng)行回撤。 回柱放頂前要做好預(yù)備工作：檢查頂板壓力是否穩(wěn)定，工作面支柱有五短缺、折斷和歪扭，檢查回柱絞車是否

28、完好，戧柱是否打牢，回柱絞車斷絲、斷股是否超過規(guī)定，回柱鉤頭是否堅(jiān)固，絞車操作信號(hào)是否靈敏等。作好了預(yù)備工作再進(jìn)行會(huì)柱。 回柱放頂時(shí)必需指定有閱歷的人員觀看頂板。放頂工必需站在支架完整和不會(huì)發(fā)生崩繩 崩柱、甩鉤、斷繩抽人等事故地點(diǎn)，并事先清理好退路?；刂g車司機(jī)要嚴(yán)格按操作信號(hào)操作，避開該停車時(shí)不停車，刮倒支柱造成事故。在頂壓集中區(qū)，應(yīng)先打替柱，一面把金屬支柱拉彎。假如工作面設(shè)有密集支柱和木垛，應(yīng)當(dāng)先超前支設(shè)，然后回收，防止支護(hù)密度不夠，支撐力量不夠而造成冒頂。采納無密集切頂時(shí)，應(yīng)在放頂線戧戧棚并檔掛矸簾，防止推倒支柱和矸石竄入。放頂區(qū)域內(nèi)的支架，5信號(hào)外必需全部回清。假如回柱后頂板不冒落且超

29、過規(guī)定的懸頂面積時(shí)，必需草區(qū)人工強(qiáng)制放頂或其他措施進(jìn)行處理。 單體支柱工作面由開切眼向前采煤，叫初采。采到肯定距離后，除工作面的回采空間外，支柱要挨次回撤，采空區(qū)頂板處于無支撐狀態(tài)。隨著懸頂面積增加，開頭大面積垮落，叫初次放頂。初次放頂時(shí)工作面壓力很大，很簡單發(fā)生冒頂事故。 初采時(shí)，往往由于開切眼施工質(zhì)量差，掘出時(shí)間長，工作面第一次開幫后會(huì)發(fā)生大小不同的漏頂現(xiàn)象，支架上部形成空頂區(qū)，支架失去堅(jiān)固性，放頂時(shí)就簡單推垮工作面。因此，掘進(jìn)開切眼時(shí)要做到不空頂，兩幫要背滿背實(shí)。假如是分層開采的第一分層則頂幫要鋪好金屬網(wǎng)。第一次開幫，要在原由梯形支架棚梁下加打柱;假如棚頂已空，就要用一梁三柱大梁，兩端插

30、入煤壁，并在棚梁架木垛接頂。初采時(shí)開幫進(jìn)度不宜過大，新支架一側(cè)頂緊煤壁，另一側(cè)與開切眼原有支架連鎖，以提高工作面支架的穩(wěn)定性。 一般推動(dòng)10米左右即可初次放頂。放頂前要加固工作面支架，適當(dāng)增加密度。為防止煤壁處頂板消失采動(dòng)裂隙和臺(tái)階式下沉，要增設(shè)貼幫支柱。沿工作面每6米到10米增加一個(gè)木垛，木垛四角可加戕柱固定。工作面放頂線上應(yīng)打單排密集支柱。為防止頂板巖石垮落的側(cè)向推力，在密集支柱工作面一側(cè)，支上向老塘傾斜的戧柱。第一次放頂以放頂以后放兩排柱比較合適，即放夠開切眼寬度;沿工作面傾斜方向自下而上挨次回柱，也可分幾段同時(shí)回柱。初次放頂時(shí)，要緊密。 第三講頂板 第九課初次來壓要管好收尾要用單體柱

31、回采工作面初次來壓時(shí)，一般表現(xiàn)的特點(diǎn)是：頂板下沉量和下沉速度急劇增加;支架受力猛增;頂板破裂，消失平行煤壁的裂縫，甚至消失頂板臺(tái)階式下沉;工作面前方煤壁內(nèi)的壓力過度集中，致使煤壁破壞范圍擴(kuò)大，形成嚴(yán)峻片幫;老頂由折斷而垮落時(shí)，在采空區(qū)深處產(chǎn)生悶雷聲和猛烈的響動(dòng)，頂板掉渣嚴(yán)峻。這些現(xiàn)象往往要持續(xù)2到3天。初次來壓時(shí)會(huì)使工作面支架突然大量折損或插入底板，如支架支撐力不夠，便會(huì)引起大冒頂;采空區(qū)垮落的大塊巖石也會(huì)沖向工作面，撞倒支架，引起冒頂。 初次來壓時(shí)，單體支護(hù)工作面一般實(shí)行下列措施：加強(qiáng)支護(hù)，沿放頂線增設(shè)1到2排密集支柱;為提高支架的穩(wěn)定性，沿放頂線每隔5到8米增設(shè)一個(gè)木垛，增設(shè)一梁三柱的戧棚

32、或一梁三柱的抬棚;可適當(dāng)加大工作面控頂距，以便于增加特種支架，有利于頂板垮落;實(shí)行小進(jìn)度多循環(huán)作業(yè)方式，加快工作面推動(dòng)速度，以保持煤壁的完整性，使之具有良好的支撐作用;落煤后準(zhǔn)時(shí)支架，并增大支護(hù)密度，提高支護(hù)質(zhì)量;指派專人嚴(yán)密觀看頂板變化，同時(shí)在工作面和采空區(qū)內(nèi)設(shè)木信號(hào)點(diǎn)柱，假如劈斷折斷，便是報(bào)警信號(hào)。 老頂周期垮落同樣會(huì)給工作面的平安生產(chǎn)帶來不利影響，可以實(shí)行同初次來壓時(shí)一樣的平安技術(shù)措施。不同的是周期來壓時(shí)要盡量縮小工作面的控頂距，以削減老頂對工作面的影響。此外，采空區(qū)里的支護(hù)肯定要回收潔凈，使直接頂充分垮落，以緩沖老頂垮落時(shí)對工作面支架的沖擊。 回采工作面推動(dòng)到規(guī)定的停采線，就該搬家倒面

33、了。這時(shí)要進(jìn)行收尾工作：撤出全部支架和機(jī)電設(shè)備，并使頂板垮落，這是一項(xiàng)難度較大的工作，弄不好就會(huì)消失頂板事故。 為防止回收時(shí)丟失單體液壓摩擦支柱，一般在收尾的前兩三天，工作面每推動(dòng)一排就新打一排木柱，把替換下來的單體支柱和頂梁由下順槽外運(yùn);等全部替換完畢，便可以拆除機(jī)電設(shè)備外運(yùn)，然后由下向上用回柱絞車回收木柱。這種回收方法適用于工作面頂板穩(wěn)定的條件，由于在替換過程中工作面鐵、木混用，而兩種支柱的可縮性和支撐力不同，使頂板下沉不均，往往形成臺(tái)階式沉裂，頂板破裂，甚至冒頂。為了避開這種現(xiàn)象，有的只在回收時(shí)超前一段支零星木柱。 工作面收尾時(shí)要留意實(shí)行以下平安措施：回采到停采線時(shí)要留出支護(hù)良好的最小控

34、頂距空間，作為行人和運(yùn)料用;用大梁套棚和木垛維護(hù)好上出口，保證后路暢通;回柱的次序是由采空區(qū)向煤壁，有下向上;對拉工作面及有中巷的工作面，如傾角不大可由兩頭向中間回收;回柱工作必需由熟識(shí)頂板性質(zhì)、責(zé)任心強(qiáng)的工人擔(dān)當(dāng)，一人回柱操作，還必需有專人觀看頂板，采空區(qū)內(nèi)的支柱要回收潔凈;隨著下部頂板的垮落堵塞，假如工作面溫度上升，有害氣體聚集，回風(fēng)巷要安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)加強(qiáng)通風(fēng)，等等。 假如傾角不大，也可以由上而下進(jìn)行工作面收尾的回撤工藝，但這種方法要特殊留意頂板垮落巖塊向下滾動(dòng)，需要制訂響應(yīng)的平安技術(shù)措施才行。 觀看頂板活動(dòng)和冒落狀況，必需有初次放頂平安管理小組人員親拘束場指揮。 第三講頂板 第十課堅(jiān)硬頂

35、板要處理綜采也要防頂板 堅(jiān)硬難冒頂板是指直接頂很薄或基本上沒有，煤層上直接掩蓋的是堅(jiān)硬的砂巖、礫巖等，而且厚度很大。在這類堅(jiān)硬頂板下采煤回柱后，可以形成幾千平方米、甚至幾萬、幾十萬平方米的懸頂而不冒落。但是到了肯定時(shí)候，頂板大面積來壓并突然冒落，產(chǎn)生劇烈的暴風(fēng)沖擊，引起地層劇烈震驚，可將巷道和工作面摧毀，造成傷亡事故。 為了預(yù)防大面積頂板垮落，有的礦采納煤柱支撐法管理頂板，即沿走向每采30到50米留一寬5米的煤柱，用煤柱支撐頂板，把采空區(qū)與工作面隔開，并在與生產(chǎn)工作面相鄰的采空區(qū)進(jìn)行強(qiáng)制放頂。放頂良好的采空區(qū)，一般不再消失大面積來壓。假如采空區(qū)已經(jīng)封閉，可以由地面打鉆到采空區(qū)進(jìn)行深孔爆破，強(qiáng)制

36、放頂。這樣，在有壓力不明顯區(qū)域可以促使頂板早期分次冒落，減輕頂板壓力;在壓力不明顯區(qū)域，可以崩落部分頂板，造成頂板裂縫，形成人為的頂板薄弱帶，以利來壓后分次冒落。 消退堅(jiān)硬頂板冒頂事故的根本方法，是采納長壁全部垮落采煤法。即當(dāng)工作面推動(dòng)20倒30米時(shí)，由工作面對頂板鉆孔，一次裝藥爆破，進(jìn)行初次放頂。以后隨著工作面的推動(dòng)，當(dāng)懸頂過大時(shí)，連續(xù)進(jìn)行深孔爆破強(qiáng)制放頂，這樣就極大消退了大面積來壓及冒落對礦井和人身的危害。此外，采納頂板預(yù)注水軟化、破壞堅(jiān)硬巖層的整體性，使其強(qiáng)度降低，也是處理堅(jiān)硬難冒頂板的一種好方法。 使用自移式液壓支架的綜采工作面，并不能完全消退頂板事故。與炮采、普采不同的是，自移式液壓

37、支架工作面的冒頂事故大都發(fā)生在頂梁前端的空頂區(qū)內(nèi)。依據(jù)我國綜采工作面的實(shí)踐，冒頂主要在下面幾種狀況下發(fā)生; 架型與圍巖條件不適應(yīng)有的礦在破裂頂板下沒有采納掩護(hù)式支架，而用了垛式支架，引起冒頂和漏矸事故。 支架工作阻力確定不合理有的工作面頂板壓力大，而支架阻力選得偏低，結(jié)果或柱下縮量過大。引起冒頂，甚至把支架壓死，處理特別困難。解決上面兩個(gè)問題的關(guān)鍵是要對頂板進(jìn)行合理的分類，依據(jù)頂板壓力及巖性特點(diǎn)正確選擇液壓支架的架型和工作阻力。 煤壁片幫采高大、煤質(zhì)軟、頂板破裂的工作面，冒頂大多數(shù)是由片幫引起的。防止的方法除在以前介紹過的之外，片幫嚴(yán)峻時(shí)，液壓支架必需有愛護(hù)幫板。 超高采煤采煤機(jī)割煤高度必需保

38、持在支架最大支撐高度的范圍內(nèi)，假如超過支架最大高度，支架失去支護(hù)的作用，致使頂板大量下沉，引起冒頂。所以要嚴(yán)格把握采高，不能超過支架允許的高度。 端面距大支架頂梁前端到煤壁這一段頂板沒有支護(hù)，是引起冒頂事故的重要緣由。端面距一般應(yīng)保持不大于300毫米。 第三講頂板 第十一課過斷層平安在先遇裂隙需加當(dāng)心 在采煤過程中常會(huì)遇到一些地質(zhì)構(gòu)造，如斷層、褶曲等。這些地區(qū)往往消失頂板破裂、傾角變化、煤層變軟、淋水增大等現(xiàn)象，最簡單冒頂。 斷層破壞了煤層的完整性，造成裂隙和破裂帶。過斷層時(shí)，先要把工作面與斷層走向的交角(交角越小，工作面消失的破裂帶寬度大，冒頂?shù)目赡苄栽酱?弄清晰。斷層落差小于0.8米時(shí)，可

39、以直接采過去;落差較大、范圍較小時(shí)，可采納挑頂、臥底或兩者相結(jié)合將工作面推過斷層。這時(shí)，必需加強(qiáng)工作面支架。為防止橫一直壓推倒支架，應(yīng)當(dāng)采納連鎖棚子;在斷層破裂地點(diǎn)，要垂直斷層打戴帽戧柱，柱根要支在硬底上，在斷層兩側(cè)都要加打木垛。挑頂過斷層時(shí)要丟底煤，所以支柱應(yīng)穿鞋，防止下沉;臥底過斷層時(shí)要丟煤，為防止頂煤片落，造成空頂引起冒落，留頂煤處要?jiǎng)x嚴(yán)背緊。假如斷層落差很大，頂?shù)装鍘r層堅(jiān)硬，或斷層平行工作面、挑頂臥底很困難時(shí)，就只有重開開切眼繞過斷層，不然硬過頂板不簡單管理，就可能發(fā)生大冒頂。 褶曲就是工作面的煤層和巖層起伏彎曲。折實(shí)頂板經(jīng)受過擠壓變得破裂，底板傾角變化較大，煤巖層變得松軟，躑戶比較困難。假如褶曲變化平緩，工作面可以直接采過去;假如褶曲變化較大，就要依據(jù)狀況采納挑頂或臥底的方法了。工作面通過褶曲帶，可能要留下頂、底煤，假如頂煤留不住，要準(zhǔn)時(shí)挑落，并在支架上用小木垛接頂，留底煤時(shí)柱子不要穿鞋。在挑頂、臥底處四周，要架設(shè)木垛，加強(qiáng)支護(hù)。 煤層和巖層中的自然列席，如層理面、節(jié)理面等，會(huì)降低巖體的強(qiáng)度，破壞頂板的完整性，是工作面發(fā)生冒頂?shù)囊粋€(gè)重要緣由。 層理就是巖層的分界面。分界面之間的粘結(jié)力小，受采動(dòng)影響簡單相互脫離而產(chǎn)生離層裂隙。稍有疏忽