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(guò)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(guò)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(jiàn)未預(yù)見(jiàn)的地質(zhì)構(gòu)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(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(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(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(lái)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(chǎng)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(chǎng)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(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(qiáng)度,其次系統(tǒng)應(yīng)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(chǎng)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(kāi)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(guò)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(duì)空間位置與時(shí)間的關(guān)系,分析受采動(dòng)的程度等。
巷道掘進(jìn)施工的全過(guò)程要嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》,堅(jiān)持進(jìn)行敲幫問(wèn)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(jiàn)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?lài)鷰r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(duì)圍巖裂隙發(fā)育較成熟或較松軟的地段、受采動(dòng)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(duì)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(lái)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(cè)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(zhǎng)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(dòng)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(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(yīng)增加執(zhí)著的初撐力或支柱密度。
③在構(gòu)造或采動(dòng)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(chē)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(duì)每一工作面進(jìn)行實(shí)地觀測(cè),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(duì)支護(hù)質(zhì)量與頂板進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),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(guò)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(duì)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(duì)長(zhǎng)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(chē)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(lái)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(chē)回柱。