云南礦山安全：煤礦頂板事故防治知識點(diǎn)整理
礦井頂板事故防治
頂板事故是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，是指在地下采煤過程中，頂板意外冒落造成人員傷亡、設(shè)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?shù)脑�、預(yù)兆及防治 1）采空區(qū)頂板支撐不好，懸頂面積過大。 2）頂板中存在斷層、裂隙、層理等地質(zhì)構(gòu)造，將頂板切割成不連續(xù)的巖塊，回柱后巖塊失穩(wěn)，推倒支柱造成冒頂。 3）回柱操作順序不合理。 4）工作面支護(hù)質(zhì)量不好，支護(hù)密度不夠、出撐力低、迎山角不合理等。 5）在遇見未預(yù)見的地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，沒及時(shí)采取措施。 6）工作面上、下出口連接風(fēng)巷和運(yùn)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，又在移動設(shè)備時(shí)反復(fù)支撐頂板，結(jié)果造成頂板更加破碎。如果又有老頂來壓影響，工作面上、下出口更易冒落。 7）煤壁線附近易形成“人字”“鍋底”“升斗”等劈理，有游離巖塊、易冒落。 采場局部冒頂?shù)念A(yù)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(yán)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(xiàn)離層。 6）漏頂。 7）瓦斯涌出量突然增大。 8）頂板淋水明顯增加。 采場局部冒頂?shù)闹饕A(yù)防措施 1）防止煤壁附近冒頂，應(yīng)及時(shí)支護(hù)懸露頂板，加強(qiáng)敲幫問頂。 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(qiáng)度，其次系統(tǒng)應(yīng)具有一定阻力，防止老頂來壓時(shí)推倒支架。 4）防止放頂線附近局部冒頂，要加強(qiáng)地質(zhì)及觀察工作，在大塊巖石范圍內(nèi)加強(qiáng)支護(hù)，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(gòu)造的變化，采取相應(yīng)措施。
采場大型冒頂?shù)念A(yù)兆及防治
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離層或頂板斷開而發(fā)出的響聲。 2）兩幫的預(yù)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(yù)兆。使用木制家時(shí)被大量折斷。使用金屬支柱時(shí)活柱快速下沉，連續(xù)發(fā)出“咯咯”聲。 4）瓦斯涌出量增多，淋水加大。 1）經(jīng)常檢查巷道支護(hù)情況，加強(qiáng)維護(hù)，發(fā)現(xiàn)有變形或折損的支架，應(yīng)及時(shí)加固修復(fù)。 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(dú)頭巷道維護(hù)時(shí)，必須由外向里逐架進(jìn)行。撤掉指甲鉗，應(yīng)加固工作地點(diǎn)支架。
巷道冒頂事故防治
通過地質(zhì)鉆孔、巖層柱狀圖等多種途徑，摸清地質(zhì)構(gòu)造及頂板結(jié)構(gòu)、巖性變化、水文地質(zhì)情況；在地質(zhì)圖上標(biāo)明地質(zhì)構(gòu)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，分析受采動的程度等。
巷道掘進(jìn)施工的全過程要嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》，堅(jiān)持進(jìn)行敲幫問頂，發(fā)現(xiàn)活矸和傘檐要及時(shí)處理。
選擇合理的支護(hù)技術(shù)，嚴(yán)格按操作規(guī)程施工，是防治冒頂事故的主要措施。
①檢查支架規(guī)格尺寸。支架的架型、形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)件搭接等是否符合設(shè)計(jì)要求；支架間距、支架間連接是否符合作業(yè)規(guī)程要求。
②提高支護(hù)質(zhì)量和保證支護(hù)阻力。所有支架必須架設(shè)牢固，并有防倒措施。要嚴(yán)格防止支架支設(shè)在浮矸上，不見實(shí)底不能架設(shè)。使用摩擦式金屬支柱時(shí)，必須使用液壓升柱器架設(shè)，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(yán)背實(shí)，改善支架承載狀態(tài)，提高其支撐能力，減少圍巖變形，提高圍巖的穩(wěn)定性。
⑤提高支架的穩(wěn)定性。在放炮前應(yīng)加固迎頭支架，使靠近迎頭10m內(nèi)支架之間的連接桿聯(lián)鎖穩(wěn)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、受采動影響強(qiáng)烈的地區(qū)或掘進(jìn)傾斜巷道時(shí)，應(yīng)在支架間用連接桿聯(lián)鎖穩(wěn)固，預(yù)防冒頂或片幫范圍的擴(kuò)大。
⑥及時(shí)支護(hù)。根據(jù)作業(yè)循環(huán)和圍巖條件，盡可能及時(shí)支護(hù)，縮小空頂作業(yè)面積與延續(xù)時(shí)間。
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(yīng)采用及時(shí)或超前支護(hù)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合理設(shè)計(jì)采煤工作面支護(hù)，使支護(hù)具有足夠的支撐力和可縮量，當(dāng)老頂來壓比較強(qiáng)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(qiáng)后排支柱的支撐強(qiáng)度。
②要進(jìn)行頂板斷層情況的預(yù)測預(yù)報(bào)。遇到平行于工作面的斷層時(shí)，當(dāng)斷層剛露出煤壁，就要加強(qiáng)該段工作面的支護(hù)，并擴(kuò)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。
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(yīng)在刀柱之間的采空區(qū)內(nèi)用鉆孔爆破法強(qiáng)制放頂。
②采用長壁法采煤時(shí)，或超前工作面用鉆孔爆破法、高壓注水法預(yù)先松動或弱化頂板，也可用在采空區(qū)用循環(huán)淺孔及步距式深孔法崩落頂板。
①采煤工作面支護(hù)強(qiáng)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(yīng)增加執(zhí)著的初撐力或支柱密度。
③在構(gòu)造或采動破壞嚴(yán)重的區(qū)域，除應(yīng)縮小控頂距及加強(qiáng)放頂支柱的初撐強(qiáng)度外，應(yīng)采用絞車遠(yuǎn)距離回柱。
①選用合適的支護(hù)，使工作面支護(hù)有足夠的支撐力和可縮量。
②頂板必須背嚴(yán)接實(shí)。
③嚴(yán)防放炮、移輸送機(jī)等工序推倒支架，防止出現(xiàn)局部冒頂。
①對每一工作面進(jìn)行實(shí)地觀測，根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律分析影響端面頂板冒落穩(wěn)定性指標(biāo)，對支護(hù)質(zhì)量與頂板進(jìn)行動態(tài)監(jiān)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(hù)懸露頂板并能減少端面距的支架；要使支架處于良好的工作狀態(tài)，尤其應(yīng)避免頂梁過分抬頭或低頭；提高第一排支柱的初撐力，以減小直接頂?shù)南鲁亮俊?/span>
③炮采時(shí)，炮眼布置及裝藥量應(yīng)合理，盡量避免崩倒支架。
④盡量使工作面與煤層的主節(jié)理方向垂直或斜交，避免煤壁片幫，一旦片幫應(yīng)超前支護(hù)。
⑤盡可能保證工作面具有較快的推進(jìn)速度。
⑥機(jī)頭機(jī)尾應(yīng)各采用四對八梁支護(hù)；巷道與工作面出口相接的一側(cè)要架設(shè)一對長鋼梁抬棚，托住原巷道支架的梁頭；距工作面煤壁20m范圍內(nèi)的巷道要超前進(jìn)行處理。
⑦在工作面的地質(zhì)破壞帶要特別加強(qiáng)支護(hù)。
⑧放頂線要支設(shè)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，最后用絞車回木替柱；采用單體液壓支柱的工作面，工人也可以在有支護(hù)的工作空間，用帶鏈條的工具來卸載，并用機(jī)械遠(yuǎn)距離拉柱；如果工作面用的是木支柱，則可以直接用絞車回柱。
