回采工作面顶板事故原因分析及控制措施

回采工作面顶板事故原因分析及控回采工作面顶板事故原因分析及控 制措施制措施 回采工作面是煤矿井下生产的第一线 提高工作面的单产 是提高矿井原煤产量和降低原煤成本的关键 但是 在回采工 作面推进过程中 经常有突然涌水 火灾 瓦斯 煤尘爆炸和 大面积冒顶等灾害的侵扰 其中 顶板事故则是影响工作面生 产的一大隐患 由于各种顶板事故的原因是不尽相同的 它们 的显现形式也有差异 因此 正确区分各种顶板事故 掌握相 应的措施 对回采工作面安全生产以及提高矿井原煤产量都有 着重要的意义 1 局部冒顶事故的原因及其预防措施局部冒顶事故的原因及其预防措施 在回采工作面推进过程中局部冒顶事故时有发生 这类事 故发生在破碎顶板的条件下 如页岩 煤顶 再生顶板等 根据 回采工作面的回采工艺过程和事故产生的原因不同 这类事故 又可分为 采煤过程中发生的局部冒顶事故和回柱过程中发生的 局部冒顶事故 1 1 事故原因分析 采煤过程中发生的局部冒顶事故 主要原因是由于采煤过 程中破碎顶板没有得到及时支护 顶板大面积出露和顶板悬露 的时间过长 而导致直接顶受压变形 遭到破坏 或者 虽然 对破碎顶板进行了及时支护 但由于支柱支设质量不好而造成 了直接顶局部冒顶 回柱过程中发生的局部冒顶事故 主要原 因是因回柱操作方式不合理 先回承压柱 引起周围破碎顶板 冒落 导致大块研石推倒支柱 使邻近破碎顶板失去支护而造 成的 1 2 预防措施 1 在摸清顶板性质的基础上 认真做好破碎顶板情况的预 测预报工作 采煤过程中要强化安全防范意识 认真观察顶板 变形情况 发现问题及时处理 不留后患 2 合理选择工作面推进方向和回采工艺方式 为了防止顶 板出露后因下沉量加大 破碎加剧 而导致顶板冒落 回采工 作面要尽量垂直裂隙推进 在回采工艺方式上 如果采用炮采 应当采取小范围放小煤 开窗口 的方式 防止顶板大面积出露 如果是机采应选择单滚筒采煤机 尽量减少无立柱空间的宽度 减少顶板出露面积 3 采取合理的支护方式 在回采工作面推进过程中 实践 经验证明在破碎顶板条件下 支护时 首先必须支护好刚裸露 的顶板 因此 对采煤后出露的顶板要及时支护 在支护方法 上 应尽量垂直裂隙挂梁 并且 合理的支护密度应保证与裂 隙间距相适应 4 加强支柱的支设质量 当支柱支设的质量较差时 由于 顶板受力不均匀 造成个别区域应力集中 破坏了顶板完整性 或支设支柱时 支柱的初撑力不足 使顶板在暴露初期产生了 过大的离层或者过早的断裂 破坏了顶板自身的完整性 造成 局部冒顶 因此 在支设支柱时 不能将支柱支在浮研上 必 须找真顶和实底支设支架 保证支架的整体工作特性 另外 要尽量增大支柱的初撑力 目前一般认为初撑力为工作阻力的 50 比较适宜 5 采取正确的回柱方法 采取正确的回柱方法是防止顶板 冒落的重要环节 在回采过程中 必须严格执行工作面的操作 规程 采取正确的回柱方法 以确保支柱承载均匀 防止顶板 压力向局部支柱集中 使支柱承载不均匀 造成局部顶板破碎 给回柱工作带来困难 2 直接顶运动造成的切顶垮面事故原因及其控制措施直接顶运动造成的切顶垮面事故原因及其控制措施 2 1 事故发生的条件 1 煤层条件 顶板垮面事故大多数发生在煤层厚度超过 1 5m 煤层倾角大于 20 的单一煤层 或煤层下分层开采时 在这种情况下 煤层顶板有足够的运动空间 顶板在自重的作 用下沿倾斜方向会产生较大的下滑力 此时 在下滑力的牵引 下 顶板容易出现裂隙而加剧破碎 2 开采技术条件 在老顶来压之前 由于这个阶段顶板下 沉量小 支架上的压力较小 直接顶容易离层 造成支架稳定 性降低 且容易被推倒 或由于采空区冒落波及采场推倒支柱 在采煤 放顶过程中引起工作面发生局部冒顶事故 使顶板失 去下部岩层对它的依托和上部岩层对它的牵制作用 工作面支护 不合理 支柱初撑力低 辅助结构压缩量大 支柱钻底 造成 顶板离层 以及由于支护方式不当 支柱反力方向不对 稳定 性低 造成了回采工作面支架没有阻止顶板沿倾斜下滑的能力 2 2 控制措施 1 必须加强回采工作面日常顶板管理工作 防止回采工作 面局部冒顶事故的发生 2 做好顶板情况的预测预报工作 首先 加强对顶板的下 滑可能性进行预测 预测煤顶板是否存在下滑的煤层条件 顶板 在倾斜方向上是否被切断而失去上部的牵制作用 是否存在有允 许顶板下滑的空间 其次 根据煤壁片帮 顶板下沉量及支柱 载荷有明显变化等现象 对顶板可能下滑的地点和时间进行判 断 及时进行控制和管理 3 进行正确的支护控制设计 顶板沿倾斜方向的下滑力一 般可由下式估算 t qsinx mllrsinx 式中 m 下滑的直接顶厚度 m l 回采工作面控顶距 m l 顶板沿倾斜方向可能下滑的范围 m x 煤层倾角 r 直接顶容重 t m 根据上式估算的下滑力大小 确定增加倾斜抬棚的数量 以提高对抗顶板下滑的能力 提高支柱的初撑力 保证足够的 支护阻力 防止直接顶离层 另外 也可沿切顶线 架设丛柱或 排柱 控制顶板下沉 实践证明 在条件允许的情况下 采用 单体液压支柱或金属摩擦支柱加倾斜抬棚控制顶板 效果显著 4 注意支架支护的效果 回采工作面支架支护 必须与矿 压显