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礦井頂板事故防治

頂板事故是煤礦生產(chǎn)的主要災害之一，是指在地下采煤過(guò)程中，頂板意外冒落造成人員傷亡、設備損壞、生產(chǎn)中止等的事故。頂板事故按冒頂范圍分局部冒頂和大型冒頂；按力學(xué)原因分為壓垮冒頂、漏冒型冒頂和推垮型冒頂。

采取局部冒頂的原因、預兆及防治

1、采取局部冒頂的原因采場(chǎng)局部冒頂常發(fā)生在上下出口、煤壁線(xiàn)、放頂線(xiàn)、地質(zhì)構造處及采煤機附近。其原因主要有：

1）采空區頂板支撐不好，懸頂面積過(guò)大。

2）頂板中存在斷層、裂隙、層理等地質(zhì)構造，將頂板切割成不連續的巖塊，回柱后巖塊失穩，推倒支柱造成冒頂。

3）回柱操作順序不合理。

4）工作面支護質(zhì)量不好，支護密度不夠、支撐力低、迎山角不合理等。

5）在遇見(jiàn)未預見(jiàn)的地質(zhì)構造時(shí)，沒(méi)及時(shí)采取措施。

6）工作面上、下出口連接風(fēng)巷和運輸巷，控頂面積大。兩巷掘進(jìn)時(shí)經(jīng)受壓力重新分布的影響，同時(shí)由于巷道初撐力一般較小，使直接頂下沉、松動(dòng)甚至破壞；特別是在工作面超前支撐壓力作用下，頂板大量下沉，又在移動(dòng)設備時(shí)反復支撐頂板，結果造成頂板更加破碎。如果又有老頂來(lái)壓影響，工作面上、下出口更易冒落。

7）煤壁線(xiàn)附近易形成“人字”“鍋底”“升斗”等劈理，有游離巖塊、易冒落。

2、采場(chǎng)局部冒頂的預兆

1）發(fā)出響聲。巖層下沉斷裂，頂板壓力急劇增大時(shí)，木支架有劈裂聲；金屬支柱活柱下縮，支柱鉆底嚴重都可能發(fā)出響聲。

2）掉碴。

3）煤體壓酥，片幫煤增多。

4）頂板裂隙增多，裂縫變大。

5）頂板出現離層。

6）漏頂。

7）瓦斯涌出量突然增大。

8）頂板淋水明顯增加。

3、采場(chǎng)局部冒頂的主要預防措施

1）防止煤壁附近冒頂，應及時(shí)支護懸露頂板，加強敲幫問(wèn)頂。

2）炮采時(shí)合理布置炮眼，控制藥量，避免崩倒支架。

3）防止兩出口冒頂時(shí)，首先支架必須有足夠強度，其次系統應具有一定阻力，防止老頂來(lái)壓時(shí)推倒支架。

4）防止放頂線(xiàn)附近局部冒頂，要加強地質(zhì)及觀(guān)察工作，在大塊巖石范圍內加強支護，必要時(shí)用木支架代替單體金屬支架。

5）隨時(shí)注意地質(zhì)構造的變化，采取相應措施。

采場(chǎng)大型冒頂的預兆及防治

1、采場(chǎng)大型冒頂的預兆

采場(chǎng)大型冒頂一般包括老頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂、直接頂導致的壓垮型冒頂、大面積漏垮型冒頂、復合頂板推垮型冒頂和大塊游離頂板旋轉型冒頂等。一般大型冒頂主要預兆表現在以下幾個(gè)方面：

1）頂板的預兆。頂板連續發(fā)出斷裂聲，這是由于直接頂和老頂離層或頂板斷開(kāi)而發(fā)出的響聲。

2）兩幫的預兆。由于壓力增加，煤壁受壓后，煤質(zhì)變軟，片幫增多。

3）支架的預兆。使用木支架時(shí)被大量折斷。使用金屬支柱時(shí)活柱快速下沉，連續發(fā)出“咯咯”聲。

4）瓦斯涌出量增多，淋水加大。

2、采場(chǎng)大型冒頂的主要防治措施 

1）經(jīng)常檢查巷道支護情況，加強維護，發(fā)現有變形或折損的支架，應及時(shí)加固修復。

2）維修巷道時(shí)，必須保證在發(fā)生冒頂時(shí)有人員撤退的出口。獨頭巷道維護時(shí)，必須由外向里逐架進(jìn)行。撤掉支架前，應加固工作地點(diǎn)支架。

巷道冒頂事故防治

1）掌握地質(zhì)資料與開(kāi)采條件。

通過(guò)地質(zhì)鉆孔、巖層柱狀圖等多種途徑，摸清地質(zhì)構造及頂板結構、巖性變化、水文地質(zhì)情況；在地質(zhì)圖上標明地質(zhì)構造、裂隙發(fā)育帶的位置、產(chǎn)狀、層厚等；弄清與采煤工作面相對空間位置與時(shí)間的關(guān)系，分析受采動(dòng)影響的程度等。

2）嚴格頂板安全檢查制度。

巷道掘進(jìn)施工的全過(guò)程要嚴格執行《煤礦安全規程》，堅持進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，發(fā)現活矸和傘檐要及時(shí)處理。

3）加強支護質(zhì)量管理。

選擇合理的支護技術(shù)，嚴格按操作規程施工，是防治冒頂事故的主要措施。

①檢查支架規格尺寸。支架的架型、形狀、尺寸、結構件搭接等是否符合設計要求；支架間距、支架間連接是否符合作業(yè)規程要求。

②提高支護質(zhì)量和保證支護阻力。所有支架必須架設牢固，并有防倒措施。要嚴格防止支架支設在浮矸上，不見(jiàn)實(shí)底不能架設。使用摩擦式金屬支柱時(shí)，必須使用液壓升柱器架設，初撐力不得小于50kN。

③單體液壓支柱的初撐力，柱徑為100mm不得小于90kN，柱徑為80mm不得小于60kN。

④搞好支架與圍巖間的充填。支架與圍巖間的空間必須及時(shí)填嚴背實(shí)，改善支架承載狀態(tài)，提高其支撐能力，減少?lài)鷰r變形，提高圍巖的穩定性。

⑤提高支架的穩定性。在放炮前應加固迎頭支架，使靠近迎頭10m內支架之間的連接桿聯(lián)鎖穩固，防止放炮崩倒；對圍巖裂隙發(fā)育較成熟或較松軟的地段、受采動(dòng)影響強烈的地區或掘進(jìn)傾斜巷道時(shí)，應在支架間用連接桿聯(lián)鎖穩固，預防冒頂或片幫范圍的擴大。

⑥及時(shí)支護。根據作業(yè)循環(huán)和圍巖條件，盡可能及時(shí)支護，縮小空頂作業(yè)面積與延續時(shí)間。

4）進(jìn)行臨時(shí)支護。

巷道頂板事故大都是在空頂作業(yè)的情況下發(fā)生的，因此對掘進(jìn)迎頭新懸露的頂板，應采用及時(shí)或超前支護的臨時(shí)支架，以保證作業(yè)安全。

采煤工作面頂板事故防治

1）老頂來(lái)壓時(shí)壓垮型冒頂預防措施

①合理設計采煤工作面支護，使支護具有足夠的支撐力和可縮量，當老頂來(lái)壓比較強烈時(shí)，要選用可縮量較大的支柱，有時(shí)要選用具有大流量安全閥的支柱，并加強后排支柱的支撐強度。

②要進(jìn)行頂板斷層情況的預測預報。遇到平行于工作面的斷層時(shí)，當斷層剛露出煤壁，就要加強該段工作面的支護，并擴大該段工作面的控頂距；如果工作面用的是金屬支柱，還要用木支柱替換金屬支柱。

2）厚煤層難垮頂板大面積冒頂預防措施

①采用煤柱支撐法（即刀柱采煤法）時(shí)，如果煤柱上方頂板需懸露大面積才垮落，則應在刀柱之間的采空區內用鉆孔爆破法強制放頂。

②采用長(cháng)壁法采煤時(shí)，或超前工作面用鉆孔爆破法、高壓注水法預先松動(dòng)或弱化頂板，也可用在采空區用循環(huán)淺孔及步距式深孔法崩落頂板。

3）直接頂導致的壓垮型冒頂預防措施

①采煤工作面支護強度要能自始自終平衡直接頂或垮落帶巖層的重量，底軟時(shí)必須穿鞋，力求以支柱的支撐力就能平衡直接頂或垮落帶的巖重，以避免直接頂或垮落帶離層。

②開(kāi)采下分層時(shí)不要留煤皮，以免增加支架的載荷，如因條件限制非留煤皮不可，要相應增加執著(zhù)的初撐力或支柱密度。

③在構造或采動(dòng)破壞嚴重的區域，除應縮小控頂距及加強放頂支柱的初撐強度外，應采用絞車(chē)遠距離回柱。

4）大面積漏垮型冒頂預防措施

①選用合適的支護，使工作面支護有足夠的支撐力和可縮量。

②頂板必須背嚴接實(shí)。

③嚴防放炮、移輸送機等工序推倒支架，防止出現局部冒頂。

5）局部漏冒型冒頂預防措施

①對每一工作面進(jìn)行實(shí)地觀(guān)測，根據統計規律分析影響頂板冒落穩定性指標，對支護質(zhì)量與頂板進(jìn)行動(dòng)態(tài)監測，使頂板在形成冒頂事故前消除其隱患。

②采用能及時(shí)支護懸露頂板的支架；要使支架處于良好的工作狀態(tài)，尤其應避免頂梁過(guò)分抬頭或低頭；提高第一排支柱的初撐力，以減小直接頂的下沉量。

③炮采時(shí)，炮眼布置及裝藥量應合理，盡量避免崩倒支架。

④盡量使工作面與煤層的主節理方向垂直或斜交，避免煤壁片幫，一旦片幫應超前支護。

⑤盡可能保證工作面具有較快的推進(jìn)速度。

⑥機頭機尾應各采用四對八梁支護；巷道與工作面出口相接的一側要架設一對長(cháng)鋼梁抬棚，托住原巷道支架的梁頭；距工作面煤壁20m范圍內的巷道要超前進(jìn)行支護。

⑦在工作面的地質(zhì)破壞帶要特別加強支護。

⑧放頂線(xiàn)要支設墩柱。

⑨分段回柱回拆最后兩根支柱時(shí)，如果工作面用的是摩擦支柱，可以在這些柱子的上下各支一根木支柱作為替柱，然后回拆摩擦支柱，最后用絞車(chē)回木支柱；采用單體液壓支柱的工作面，工人也可以在有支護的工作空間，用帶鏈條的工具來(lái)卸載，并用機械遠距離拉柱；如果工作面用的是木支柱，則可以直接用絞車(chē)回柱。

掘進(jìn)片幫、冒頂事故的防治

為防止掘進(jìn)頂板事故的發(fā)生，在認真執行《煤礦安全規程》對掘進(jìn)工作面和巷道支護的有關(guān)規定得到基礎上，要做好以下工作：確切掌握地質(zhì)資料，認真編制施工作業(yè)規程，采取合理的施工方法和頂板管理措施；堅持一次成巷，縮小圍巖暴露時(shí)間和面積；嚴格執行爆破規定，保持圍巖的穩定性；特殊地段壓力大時(shí)，采取加強支護等強化支護手段；傾斜巷道要采取防止推倒支架的措施；加強巷道圍巖的觀(guān)測和工作面的頂板管理，嚴格執行敲幫問(wèn)頂制度，發(fā)現問(wèn)題，及時(shí)處理；嚴格按質(zhì)量標準進(jìn)行檢查驗收，出現質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)返工處理；出現漏頂必須徹底處理，接頂背嚴，不得留有空頂隱患。

沖擊地壓的防治

沖擊地壓是指在礦井開(kāi)采過(guò)程中，引起煤（巖）體內所積聚的彈性變形能釋放而產(chǎn)生的以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動(dòng)力現象。影響沖擊地壓的主要因素有采深、地質(zhì)構造、煤（巖）體結構及開(kāi)采技術(shù)。防治沖擊地壓主要從兩方面著(zhù)手：一是在大范圍內避免形成高應力集中的條件；二是在局部范圍內改變煤（巖）體的物理力學(xué)性能，減緩已形成的應力集中的程度。前者稱(chēng)防危措施，后者稱(chēng)解危措施。主要防危措施有：開(kāi)采解放層；合理確定開(kāi)采方法；無(wú)煤柱開(kāi)采。主要解危措施有：高壓注水；放松動(dòng)炮；鉆孔槽卸壓；強制放頂。生產(chǎn)中應結合實(shí)際，加強預測工作，總結沖擊地壓規律。同時(shí)提高支護質(zhì)量，嚴禁剛性支護。