煤層工作面頂板的分類(lèi)、冒頂發(fā)生的機(jī)理及處理措施

1、FS 精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE編號(hào)：SM-ZD-79551煤層工作面頂板的分類(lèi)、冒頂發(fā)生的機(jī)理及處理措施Throughtheprocessagreementtoachieveaunifiedactionpolicyfordifferentpeople,soastocoordinateaction,reduceblindness,andmaketheworkorderly.編制：審核：批準(zhǔn)：本文檔下載后可任意修改煤層工作面頂板的分類(lèi)、冒頂發(fā)生的機(jī)理及處理措施簡(jiǎn)介：該方案資料適用于公司或組織通過(guò)合理化地制定計(jì)劃，達(dá)成上下級(jí)或不同的人員之間形成統(tǒng)一的行動(dòng)方針，明確執(zhí)行目標(biāo)

2、，工作內(nèi)容，執(zhí)行方式，執(zhí)行進(jìn)度，從而使整體計(jì)劃目標(biāo)統(tǒng)一，行動(dòng)協(xié)調(diào)，過(guò)程有條不紊。文檔可直接下載或修改，使用時(shí)請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀內(nèi)容。1煤層的頂?shù)装迕簩拥捻數(shù)装迨侵该合抵形挥诿簩由舷乱欢ň嚯x的巖層，按照沉積順序，在正常情況下，位于煤層之下，先于煤層生成的巖層是底板；位于煤層之上，在煤層形成之后的巖層叫頂板。由于沉積物質(zhì)和沉積環(huán)境的差異，頂?shù)装鍘r層性和厚度各不相同，在開(kāi)采過(guò)程中破碎，冒落的情況也就不同，了解這些巖層的巖性特征、厚度、層理及節(jié)理發(fā)育程度，強(qiáng)度及含水性等，對(duì)確定頂板管理和巷道支護(hù)方式均有重要意義。根據(jù)頂?shù)装鍘r層相對(duì)煤層的位置和垮落性能，強(qiáng)度等特征的不同，從上至下頂板劃分為基本頂（老頂）、直接頂

3、、偽頂三個(gè)部分；底板分為偽底、直接底及老底三個(gè)部分。不過(guò)，對(duì)于某個(gè)特定的煤層來(lái)說(shuō)，其頂?shù)装宓倪@六個(gè)組成部分不一定發(fā)育俱全?？赡苋笔骋粋€(gè)或幾個(gè)組成部分的巖層。1.1 煤層的頂板1.1.1 偽頂：是緊貼煤層之上的，極易隨煤炭的采生而同時(shí)垮落的較薄巖層，厚度一般為0.30.5m,多由頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖等組成。1.1.2 直接頂：是直接位于偽頂或煤層（如無(wú)偽頂）之上巖層，常隨著回撤支架而垮落，厚度一般在12m,多由泥巖、而巖、粉砂巖等較易垮落的巖石組成。1.1.3 基本頂：又叫老頂，是位于直接頂之上或直接位于煤層之上（此時(shí)無(wú)直接頂和偽頂）的厚而堅(jiān)硬的巖層。常在采空區(qū)上方懸露一段時(shí)間，直到達(dá)到相當(dāng)面積之后

4、才能垮落一次，通常由砂巖、礫巖、石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖石的組成。1.2 煤層底板1.2.1 偽底：直接位于煤層之下的薄層軟弱巖層，多為炭質(zhì)頁(yè)巖或泥巖，厚度一般為0.20.3mo1.2.2 直接底：直接位于煤層之下硬度較低的巖層，厚度一般由幾十厘米到1米左右，通常由泥巖、頁(yè)巖或粘土巖。若直接底為粘土巖，則遇水后易膨脹，可能造成巷道底豉與支架插底現(xiàn)象，輕者影響巷道運(yùn)輸與工作面支護(hù)，重者可使巷道遭受?chē)?yán)重破壞。1.2.3 老底：指位于直接底之下，比較堅(jiān)硬的巖層，多為砂層，石灰?guī)r等。2采煤工作面頂板分類(lèi)根據(jù)工作面頂板冒落的難易程度，將頂板分為五類(lèi)。2.1 易冒落的松軟頂板。該類(lèi)頂板的特點(diǎn)是煤層頂板是易垮落的松軟

5、巖層，回柱后頂板能立即冒落，且能填滿(mǎn)采空區(qū)。這類(lèi)頂板由于冒落比較充分，使位于裂隙帶的老頂巖層，在回采過(guò)程中，很容易取得平衡，因而老頂?shù)拈_(kāi)裂，彎曲下沉，對(duì)工作面幾乎沒(méi)有什么影響，工作面來(lái)壓比較緩和，無(wú)明顯的周期壓力，靠采空區(qū)一側(cè)的頂板下沉量較穩(wěn)定，頂板容易管理。2.2 中等冒落性的頂板。該類(lèi)頂板的特點(diǎn)是直接頂，厚度一般小于煤層平等的68倍，其上部為比較堅(jiān)硬的老頂，雖然回柱后直接頂隨之垮落，但因厚度不大，不能填滿(mǎn)采空區(qū)，老頂則置于懸露狀態(tài)，當(dāng)工作面推進(jìn)一段距離后老頂才開(kāi)始垮落，此時(shí)因采空區(qū)落差較大，致使工作面呈現(xiàn)周期來(lái)壓狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)可使采場(chǎng)切頂垮面。對(duì)于這類(lèi)頂板應(yīng)注意老頂?shù)幕顒?dòng)規(guī)律。2.3 難冒落

6、的堅(jiān)硬頂板。這類(lèi)頂板的特點(diǎn)是老頂直接賦于煤層之上，或有一偽頂，無(wú)直接頂，由于老頂垮時(shí)采空區(qū)的落差太大，使工作面呈現(xiàn)明顯的周期來(lái)壓，工作面平時(shí)的下沉量及下沉速度較小，而當(dāng)周期來(lái)壓時(shí)下沉速度急劇增加，工作面頂板情況迅速惡化，應(yīng)當(dāng)注意及時(shí)采取措施。2.4 極難冒落的堅(jiān)硬頂板。這類(lèi)頂板的特點(diǎn)是煤層板為極其堅(jiān)硬的整體性厚巖層，在采空區(qū)能懸露上萬(wàn)平方米而不垮落，當(dāng)垮落時(shí)則能形成暴風(fēng)，致使工作面造成垮面和嚴(yán)重破壞。2.5 可塑性彎曲的頂板。該類(lèi)頂板的特點(diǎn)是直接頂，雖是具有一定厚度的堅(jiān)硬巖層（如砂巖、石灰?guī)r），但由于其中存在有平行于工作面的節(jié)理裂隙，采煤后頂板下沉，在移動(dòng)過(guò)程中斷裂成塊，但仍互相擠在一起具有傳

7、遞水平的能力，就像“砌體梁”一樣，各巖塊互相牽制而成平衡，隨工作面推進(jìn)頂板彎曲下沉接觸底板。堅(jiān)硬冒頂板指的是直接頂巖層比較完整、堅(jiān)硬（固），回柱后頂板不能立即垮落的頂板。一般為砂巖、砂巖和石灰?guī)r堅(jiān)硬難冒頂板具有整、厚、硬的性質(zhì)。分析了綜采工作面冒頂發(fā)生的機(jī)理，從優(yōu)化工作面巷道布置，合理選擇架型、正確使用液壓支架、工作面超前支護(hù)、破碎頂板管理等幾個(gè)方面，討論了綜采工作面頂板安全管理的重點(diǎn)和措施。3綜采工作面冒頂發(fā)生的機(jī)理在傾斜煤層中，對(duì)回采工作面空間影響最大的地質(zhì)因素是直接頂。唐公塔煤礦綜采隊(duì)開(kāi)采的煤層頂板屬中等穩(wěn)定頂板，其穩(wěn)定性與煤層及其頂板的節(jié)理裂隙發(fā)育程度有關(guān)。節(jié)理裂隙有3類(lèi)：原生裂隙、構(gòu)

8、造裂隙和地壓裂隙。從唐公塔煤礦的生產(chǎn)實(shí)際來(lái)看，以地壓裂隙和構(gòu)造裂隙對(duì)頂板管理的影響較大。地壓裂隙是由于煤層采動(dòng)后引起的，煤壁前強(qiáng)大的支承壓力對(duì)直接頂可能形成地壓裂隙，這種裂隙平行于工作面，對(duì)液壓支架的穩(wěn)定性直接產(chǎn)生影響。在開(kāi)采過(guò)程中，基本頂及其上覆巖層的重量對(duì)工作面形成支承壓力，如果工作面推進(jìn)度慢，則支承壓力超前，通過(guò)基本頂懸臂梁反復(fù)作用于煤第6頁(yè)/總9頁(yè)FS 精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE壁和直接頂，造成煤壁和直接頂產(chǎn)生地壓裂隙，地壓裂隙不但使原生裂隙擴(kuò)大，而且會(huì)使相鄰裂隙相互連通，最終引起煤壁片幫，頂板離層，這時(shí)如不及時(shí)采取措施，極易發(fā)生冒頂。構(gòu)造裂隙是由地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

9、而形成的。它常貫穿于整個(gè)煤（巖）層中，在層面中形成明顯的弱面，使得裂隙面之間的黏結(jié)力減弱。直接頂?shù)倪@種裂隙極易在無(wú)任何征兆的情況下造成工作面冒頂。4改進(jìn)措施4.1 煤礦企業(yè)要按照煤礦安全規(guī)程和行業(yè)技術(shù)規(guī)范,根據(jù)所采煤層頂?shù)装鍘r性和礦壓顯現(xiàn)情況，制定采掘工程支護(hù)設(shè)計(jì)方案，確定相應(yīng)的支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)；條件發(fā)生變化時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。4.2 每個(gè)采掘工作面、巷道維修工程都要制定作業(yè)規(guī)程和安全技術(shù)措施，遇有過(guò)老巷、煤柱、地質(zhì)構(gòu)造破碎帶等特殊情況時(shí)，要及時(shí)補(bǔ)充安全技術(shù)措施，并按規(guī)定審批、組織作業(yè)人員學(xué)習(xí)貫徹后，方可組織實(shí)施。要加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員頂板管理知識(shí)的教育培訓(xùn)工作，增強(qiáng)防范頂板事故的意識(shí)和能力，切實(shí)

10、做到嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。4.3 掘進(jìn)工作面作業(yè)規(guī)程要明確永久和臨時(shí)支護(hù)方式、最大空頂距、循環(huán)進(jìn)度、爆破參數(shù)。要按作業(yè)規(guī)程規(guī)定對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行永久支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)。在松軟的煤、巖層或者流砂層及地質(zhì)破碎帶中掘進(jìn)巷道時(shí)，必須采取特殊措施。在爆破前必須加固靠近工作面20m范圍內(nèi)的支護(hù)，爆破中破壞的支護(hù)必須及時(shí)修復(fù)。采用錨桿、錨索、錨噴支護(hù)的巷道，錨桿、錨索的材質(zhì)、拉力和預(yù)緊力、噴層厚度和強(qiáng)度必須符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定。4.4 采煤工作面作業(yè)規(guī)程要明確頂板管理方法、控頂距、初次來(lái)壓和周期來(lái)壓的特殊支護(hù)方式，以及初采初放和臨近停采線時(shí)的頂板管理措施。開(kāi)采淺埋深薄基巖煤層、近距離煤層時(shí)，要針對(duì)頂板管理制定專(zhuān)門(mén)安全技術(shù)措施。必須及時(shí)支護(hù)采煤工作面頂板，支柱、支架牢固接頂，初撐力要符合要求，破碎、松軟頂?shù)装骞ぷ髅嬉扇♂槍?duì)性措施；要嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)防架前冒落的措施，周期來(lái)壓期間加強(qiáng)對(duì)煤壁的輔助支護(hù)，防止煤壁片幫和傘檐冒落。對(duì)于急傾斜煤層的回采工作面，必須采取防止底板滑落的措施并設(shè)