普采工作面顶板事故的防治

普采工作面顶板事故的防治普采工作面顶板事故的防治 煤矿冒顶事故对矿井安全生产危害极大 据煤矿事故统计 我国煤矿顶板事故占 大多数顶板事故又发 生在回采工作面 约占 而回采工作面冒顶 事故多发生在顶板来压期间 约占顶板总事故的 其中 直接顶初次放顶占 老顶来压时 占 从上述数据分析可以看出 回采工作面 初次放顶 老顶初次来压和周期来压时所占比例较大 而回采 工作面又以普采工作面较为严重 一是普采工作面数量多 二 是由于普采工作面机械化水平较综采工作面低 抗灾能力差 发生顶板事故概率是综采的 倍 因此 分析掌握普 采工作面发生冒顶的原因 规律 研究有效防治措施 以降低 煤矿顶板事故的发生 保证煤矿安全生产 直接顶初次放顶时的冒顶事故原因分析和预防 1 初次放顶特点 煤层在开采之前 它同岩层在各个方向受力是平衡的 掘 出开切眼后 岩层受力平衡状态遭到破坏 围岩移动变形 寻 求新的应力平衡 在顶板上方形成了暂时平衡的岩石松动圈 这时工作面支架主要支撑的是松动圈内岩石重量 工作面开始 回采 向前推进 松动圈逐渐扩大 支架受力很快增加 这时 如不采取措施 岩层就会压垮支架 以致发生冒顶事故 因此 一般在开切眼推进 后 就及时撤回采空区支架 直接顶随回柱而垮落 这就是初次放顶 如果顶板岩石不自行 垮落 要向采空区顶板打眼放炮进行强制放顶 直接顶初次放 顶的特点有 一是工作面控顶面积较大 支柱较多 承受的压 力也较大 二是初次放顶时 一次回柱范围较大 顶板冒落范 围也较大 三是回柱时人工操作量大 时间较长 初次放顶时发生冒顶事故的原因 放顶距选择不合理 选择过大时 放顶前顶板压力 大于支护阻力 易发生压垮工作面的顶板事故 初次放顶面积过大 冲击力大 容易推倒支柱而造 成冒顶 初次放顶后 直接顶没有完全冒落 就继续采煤 使控顶面积越来越大 容易造成冒顶事故 回柱方法不合理 造成顶板压力向局部支柱集中 造成局部顶板破碎 而容易发生局部冒顶事故 支柱未按要求支设 初撑力不足 造成顶板下沉量 过大或支护阻力较小 回柱后造成工作面支柱撑不住顶板而发 生冒顶事故 回柱一般均为工人直接操作 因此发生伤人事故的 机率较大 事故案例 案例 南桐某矿 号煤层厚度 直接顶为含黄铁矿的钙质页岩 厚度 老顶为坚硬的石灰岩 厚度 煤层倾角 使用金属摩擦支柱 该面直接顶平行工作面煤壁 方向的裂隙发育 将顶板分割成大块 回采后裂缝扩展 回柱 时发生大块顶板向煤壁或倾斜方向的推垮事故 事故原因为 回柱时一次垮落顶板范围较大 形成冲击力 推倒支柱 减小 支护阻力引发大面积冒顶 案例 某矿 普采工作面 直接顶为石灰岩 厚 节理发育 老顶为石灰岩粉砂岩互层 事故经 过为 出完一刀煤后 工作面正从机头向机尾回柱 回到工作 面中段接近老巷处 发现几棵支柱钻人底板 改用铰 车拉柱 支柱刚拉倒 整个顶板 长 宽 厚 将支柱推倒 倒向煤壁 发生在冒顶 造成 人 死亡 事故原因 一是顶板支护质量低劣 在煤壁侧发现顶板 矿压显现有裂缝痕迹 未采取及时有效措施 仍盲目组织放顶 造成工作面大面积推垮型冒顶 二是组织措施不力 措施编制 针对性不强 工作面单体液压支柱有个别漏液现象 三是初采 初放责任制不落实 违章指挥 违章作业 初次放顶时冒顶事故的预防措施 针对具体直接顶条件 确定合理的直接顶初次放顶 步距 初次放顶时 力争一次放顶成功 使直接顶完全冒 落后 才能继续采煤 支柱要按要求支设 保质保量 使支柱都能达到设 计的初撑力和支护阻力 加强切顶线的支护强度和支护密度 保证在切顶线 处切顶 同时防止冒落矸石窜入工作面推倒支柱 如果强制放顶 必须严格规定炮眼规格 装药量及 放炮步骤 防止崩倒支柱 发生冒顶事故 初次放顶时 选择有经验的工人操作 并且有技术 人员现场指挥 工作面工人 尤其是班组长必须掌握工作面顶板冒 顶的预兆 一旦发现冒顶预兆 现场人员应迅速采取有效应急 措施 老顶初次来压和周期来压时的冒顶事故 初次来压和周期来压的特点 直接顶初次放顶后 如果直接顶垮落不能填满采空区 老 顶就像梁一样架在两边煤层上 并支撑着上面的岩石重量 当 工作面继续推进 老顶悬露面积越来越大 当超过它本身强度 梁的平衡受到破坏 老顶折断垮落 它给工作面一个很大的突 然压力 即老顶的初次来压 老顶初次垮落后 随工作面继续 推进 老顶呈悬梁状态存在 当悬臂长度达到一定长度时 折 断垮落 随工作面推进 这种垮落有规律 周期性地发生 称 老顶的周期来压 老顶在初次来压和周期来压时 垮落步距较大 面积大 强度高 并且可能伴随发生动压冲击 矿压显现较强烈 一般 具有以下特点 一是由于老顶的剧烈活动 使工作面顶板下沉 量和下沉速度急剧增加 二是支架受力猛增 出现顶板破碎 裂缝 片帮甚至工作面出现台阶下沉等现象 三是老顶折断垮 落时 在采空区深处先产生沉闷雷声 继而采空区出现掉碴 垮落时伴有暴风 老顶初次来压和周期来压发生冒顶事故的原因 来压前 工作面压力较小 当使用增阻支柱时 支 柱不牢 来压时极易失稳 造成切顶事故 来压前 由于支护强度不够 造成直接顶与老顶离 层 来压时 老顶对直接顶形成冲击引起推垮工作面事故 工作面支护强度不够或刚性支护 如木支柱 老 顶来压时 压垮工作面 造成事故 来压前 支承压力的集中 使老顶断裂线附近顶板 破碎 当没有防止冒顶措施时 来压时易发生局部冒顶事故 来压时造成煤壁大量片帮 当开采厚度较大时 片 帮煤容易造成埋人 伤人事故 另外 片帮后造成空顶面积增 大 易发生漏顶事故 事故案例 案例 某矿 炮采工作面 煤层厚 老顶为白色石英砂岩 厚 底板为铝土页岩 木支柱 支护 当工作面推进距开切眼 时 老顶初次来压 从煤 壁处强迫直接顶下切 压断支柱 造成大冒顶 死亡 人 伤 人 事故原因 支护能力不足 造成直接顶和老顶的离层 来压时老顶对直接顶形成动压冲击作用 发生冲击砸垮型事故 没有根据实际情况制定针对性的安全技术措施 案例 某矿高档普采工作面 直接顶为灰黑色砂质页岩 厚 1 老顶为灰白色中细粒砂岩 厚 初次放顶后 老顶明显不下沉 造成工作面内直接顶与老 顶离层 当老顶初次来压时 沿煤壁切断直接顶 由于工作面 沿伪斜向上推进 离层断裂岩层带动支柱向下滑动 推倒支柱 均沿倾斜向下并偏向采空区倒伏 形成恶性冒顶事故 事 故原因 一是支柱阻力小 造成直接顶和老顶离层 以及来压 时切断直接顶 使直接顶成为独立的六面体 二是没有防止老 顶向下滑动的措施 老顶初次来压及周期来压时冒顶事故的预防措施 加强矿井顶板管理的基础工作 认真编制合理的作 业规程 严格作业规程的实施 编制作业规程时 应充分利用 地质预防和矿压观测得到的基础资料 做好工作面的支护设计 和制定顶板管理措施 并切实贯彻执行有关技术政策和先进技 术 保证其科学性和针对性 同时还要根据生产条件和地质变 化及时制定相应补充措施 组队要认真学习作业规程 并按规 定进行考核 按作业规程作业 支护设计应做到 第一 支架的支护特性与顶底板 条件相适应 急增阻摩擦支柱适用于顶板下沉量小于 高度 以下的缓斜煤层 微增阻摩擦金属支柱可 用于顶板下沉量小于 的缓斜或倾斜中厚煤层 单体 液压支柱可用于顶板下沉量小于 的缓斜或倾斜煤 层 另外不同工作特性的支柱不能在同一工作面混用或分段使 用 第二 确定合理的支护参数和布置方式 支护强度和支护 密度是单体支柱工作面最重要的支护参数 支护强度较小 会 引起大面积冒顶或顶板台阶下沉 易引发顶板事故 支护强度 过大也带来支架成本高 支设和回柱工作量大等缺点 有些情 况下 过大的支护强度使支柱对老顶处于限定变形的工作方案 下 老顶来压时给直接顶较大的压力 从而使直接顶破碎而引 起冒顶 因此必须针对每个工作面 根据顶板具体条件 通过 计算确定合理的支护强度和支护密度 单体支柱工作面基本支 护的布置方式应根据顶板条件确定 不稳定顶板采用齐梁齐柱 加临时贴帮柱 或超前梁布置 中等稳定顶板采用齐梁齐柱 或错梁齐柱等布置 稳定顶板可采用带帽点柱布置 特种支护 起着增强工作面支撑力和稳定性 提高切顶和挡矸效果的作用 密集支柱一般在 级以上老顶条件下使用 在老顶初次来压和 周期来压时 要用戗棚 木垛或增加支护密度等措施 进一步落实好顶板管理责任制 从上到下 认真落 实 层层负责 教育广大职工干标准活 干放心活 按质量标 准化标准作业 一是加强支护材料的质量管理 按设计每个支柱合格方能 使用和严格执行定期检修制度 二是严格工程质量管理 按设计要求支设和回收支柱 三是严格按规章制度执行 不得违章指挥和违章作业 加强支护质量与顶板动态监测 支护质量与顶板动 态监测是预防管理科学之一 通过对采煤面各部位顶板动态 支护质量和不安全因素及其变化规律进行监测和预报 及时制 定可行的防范措施 可做到有效地控制顶板 开展安全班评估工作 开展班评估工作可以变静态 安全 质量检查为动态检查 变定期检查为日常检查 及时反 映现场