第四章矿压及顶板班(组)长培训

授课教师：张小平第四章矿压及顶板控制第一节矿山压力根底知识一、矿山压力的概念矿山压力正是由于地下采掘活动的影响而引起的岩层作用在井巷、硐室和采掘任务面周围煤岩体中以及支护物上的各种力的总称，简称矿压，也称地压。在矿山压力作用下，会引起许多外在的力学景象，如顶板下沉、底板鼓起、巷道变形、岩体破坏甚至大面积冒落、煤壁片帮或忽然抛出、支架变形或损坏、以及大量岩层挪动、地表塌陷等。这些在矿山压力作用下，围岩或各种人工支护物呈现的各种力学景象，统称为矿山压力显现，简称矿压显现。所谓任务面顶板控制，曾称顶板管理，是指采煤任务面任务空间支护和采空区处置任务的总称。二、矿山压力分布规律采掘空间原被采物接受的载荷转移到周围支撑体上而构成的压力称为支撑压力。任务面附近的煤体、煤柱、充填物或冒落的矸石上产生了应力集中景象，这种集中应力就是支撑压力。支承压力的显现用支承压力分布范围、峰值大小及应力集中系数表示。支承压力分布范围是指支承压力延续分布的长度；支承压力的峰值是指支承压力显现区内应力的最大值；应力集中系数是支承压力峰值与原岩应力的比值。〔一〕采煤任务面周围支承压力分布1.采煤任务面前后方支承压力任务面前方是指任务面靠煤壁一方，也就是任务面推进的一方。任务面的后方是指任务面靠采空区一方。采煤任务面前后方支承压力分布形状，可分为应力降低区〔小于原岩应力的减压区〕、应力增高区〔大于原岩应力的增压区〕和应力不变区〔等于原岩应力的稳压区〕。对分布特点的解释是：⑴由于直接顶的垮落曾经使它失去了完好性，采煤任务空间上方裂隙带及其上覆岩层的大部分分量，几乎都由采煤任务面前方煤壁支撑着，就象是一个悬臂梁的支点。所以任务面前方支承压力远比任务面后方支承压力大。⑵由于任务面的采煤活动突破了原来煤体中的应力平衡，引起了任务面周围应力的重新分配。任务面前后方支承压力带也随着任务面向前挪动。⑶任务面的开采活动引起应力重新分配的结果就是，断裂带内构成了以煤壁及采空区垮落带为前后支承点的拱式平衡构造，采煤任务空间处于减压区范围内。2.任务面两侧的支承压力分布任务面两侧是指任务面采空区的上下侧。由于任务面采煤和区段平巷掘进也将产生支承压力区，它的分布特征和任务面前后方的支承压力根本一样。任务面周围支承压力的大小，受很多要素的影响，如任务面的开采深度、煤的软硬和顶板岩层性质等。普通的规律是：开采的深度越大，上覆岩层的分量就越大，支承压力的范围就越广，应力集中系数越大。顶板越硬，支承压力的分布范围越大，但应力集中系数较小。煤层越巩固，支承压力分布范围越小，应力集中系数越大。任务面支承压力的表现是，导致顶板预先下沉、煤壁破碎片帮、煤和瓦斯突出以及产生冲击地压等。采取加快任务面推进速度、缩短顶板悬露时间、减小任务面控顶距等措施来降低支承压力的集中程度。〔二〕采空区上覆岩层挪动情况普通从任务面到地表把上覆岩层根据挪动的特征，分为垮落带、断裂带及弯曲带。1.垮落带垮落带是指由采矿引起的上覆岩层破坏并向采空区垮落的岩层带，曾称冒落带。垮落带的高度普通为采高的2～4倍。2.断裂带断裂带是指垮落带上方的岩层产生断裂或裂痕，但仍坚持其原有层状的岩层带，曾称裂隙带。3.弯曲带弯曲带是指断裂带上方的岩层产生弯曲下沉的岩层带。断裂带上方不断到地表的岩层都为弯曲带，这部分岩层不产生断裂或只产生极小裂痕。4.节理和裂隙5.煤层倾角〔二〕消费技术要素1.开采深度2.任务面推进速度3.上部煤层中遗留煤柱4.采高与控顶距在一定地质条件下，采高是影响上覆岩层破坏情况的最重要的要素之一。采高越大的任务面矿压显现越严重。第二节采煤任务面顶板控制一、顶板分类按照岩层稳定性不同，将直接顶分为四类；按来压强度不同，将老顶分为四级。〔一〕直接顶的分类将直接顶分为四类：不稳定顶板、中等稳定顶板、稳定顶板。〔二〕老顶的分级老顶的来压强度主要决议于直接顶厚度与采高的比值N以及老顶来压步距L0，将老顶分为四级：不明显、明显、剧烈、极剧烈。二、采煤任务面顶板控制方法所谓任务面顶板控制就是采煤任务面任务空间支护和采空区处置任务的总称，曾称顶板管理。对采煤任务面进展支护的根本作用是，保证任务面正常和平安地进展消费活动。任务面支护包含“支〞和“护〞两个方面，“支〞就是要求支柱或支架有一定的承载才干，能与任务面顶板压力相对平衡，并能防止来压时顶板沿煤壁切断。“护〞那么要求支架的架设能顺应顶板破坏的特征，防止小岩块掉落，保证平安消费。〔一〕任务面支架分类及布置方式按支架的组合方式，采煤任务面支架分为单体支架和液压支架两大类。采用单体支架时任务面支架布置方式有戴帽点柱支护、棚子支护及悬臂支护等几种。1.戴帽点柱戴帽点柱支护的柱帽与顶板接触面积较小，适用于直接顶完好稳定的条件。2.棚子支护棚子支护是指任务面采用一梁两柱或一梁三柱组成的框式支架支护任务面的方式。根据直接顶的裂隙方向不同，有走向棚子和倾向棚子。棚子支护主要用于直接顶不稳定，较破碎或者直接顶为中等稳定程度的任务面。3.悬臂支架悬臂支架是用一梁一柱组成，支柱可用摩擦支柱或单体液压支柱，梁用铰接顶梁。4.液压支架液压支架可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种。〔二〕采空区处置采空区处置的方法有全部垮落法、充填法、缓慢下沉法及煤柱支撑法四种。1.垮落法使采空区悬露顶板垮落后充填采空区的采空区处置方法叫垮落法。垮落法处置采空区的方法适用于顶板较易垮落的任务面，直接顶厚度大于采高的2～4倍时效果最好。2.充填法用充填资料充填采空区的采空区处置方法叫充填法。开采厚煤层或在建筑物下、铁路下、水体下的“三下采煤〞时，为了控制地表沉陷，普通采用充填法处置采空区。分为全部充填法和部分充填法两种。在采空区经过垒矸石带的方法叫部分充填法。3.缓慢下沉法在采空区后方利用顶板下沉和底板隆起的特性任其自然合拢的采空区控制方法叫缓慢下沉法。这种方法适用于顶板岩韧性较大的薄煤层任务面。4.煤柱支撑法在采空区中留适当宽度煤柱以支撑顶板的岩层处置采空区的方法叫煤柱支撑法。煤柱支撑法适用于顶板岩石特别巩固，人工强迫放顶也很难垮落的顶板条件。但存在煤炭损失大，任务面采出率低，开切眼掘进工程量大，任务面搬家频繁等缺陷。三、全部垮落法控制顶板时顶板垮落规律及平安措施〔一〕采煤任务面直接顶初次垮落及平安措施随着任务面煤壁向前推进，采空区的直接顶悬露面积不断扩展，所接受的矿山压力逐渐增大，当这一压力超越了直接顶所能接受的强度时，直接顶将发生下沉、离层直至垮落，称为直接顶的初次垮落。从开切眼煤壁到直接顶初次垮落时切顶线的间隔，叫做直接顶初次垮落距。直接顶初次垮落普通要采取的平安措施有：⑴严厉执行任务面作业规程的要求，必需在区〔队〕长、技术人员和矿安监员的现场监视指点下进展初次放顶。⑵加强任务面的支护，增设抬棚戗柱，加强支柱的稳定性。⑶炮采任务面应严厉控制炮眼装药量，防止因装药量大呵斥引发顶板事故。⑷挂梁后要及时打好贴帮柱支护煤帮顶板，减少空顶时间。〔二〕采煤任务面老顶初次来压及平安措施老顶在采空区中第一次垮落称为老顶的初次垮落。这种由于任务面老顶初次破断在采煤任务面引起的矿压显现，称为老顶的初次来压。老顶初次来压时，采煤任务面煤壁距开切眼的间隔，称为老顶的初次来压步距。老顶初次来压过程大体经过以下三个阶段：第一阶段为稳定阶段。第二阶段为老顶的活动阶段。第三阶段为老顶的来压阶段。老顶初次来压的特点有：⑴由于老顶的猛烈活动，使任务面顶板下沉量和下沉速度急剧添加。⑵老顶的活动和顶板下沉的急剧添加，使支架受力猛增，顶板破碎。⑶因老顶悬露跨度增大，煤壁内的压力过于集中，会使煤壁片帮破坏范围扩展。⑷老顶由于折断而垮落时，在采空区深处先发出沉闷的雷鸣声，而后发生剧裂的响动。回采任务面初次来压时应采取以下平安措施：⑴要掌握初次来压步距，及时采取预防措施。⑵在确定了初次来压步距后，任务面初次来压前应加强支护，检查任务面支护质量。⑶采取小进度多循环作业方式，加快任务面推进速度。⑷采空区内支柱要回收干净，使直接顶充分冒落以缓和老顶冒落时对任务面的冲击。⑸落煤后要及时架设支架，并保证足够的支架数量和支设质量。⑹对大面积悬露的巩固顶板，要提早采取人工强迫放顶措施。〔三〕采煤任务面老顶的周期来压及平安措施悬臂梁将一直阅历稳定—失稳—稳定的变化过程，这种变化将周而复始。由于老顶周期破断在采煤任务面引起的矿压显现称为周期来压。两次周期来压的间隔时间称为来压周期。两次周期来压期间任务面推进的间隔称为周期来压步距。周期来压的矿压显现是：顶板下沉速度急剧增长，顶板下沉量增大，并出现台阶下沉。运用单体支架的任务面普通应采取以下措施：⑴要掌握周期来压步距。⑵任务面周期来压时要加强支护强度和密度。⑶为了减少任务面支柱的载荷，周期来压时可适当减少控顶间隔。⑷周期来压步距与地质要素有关。〔四〕巩固顶板控制平安技术巩固顶板普通是指直接顶板岩层比较完好、巩固或没有直接顶，煤层上直接覆盖厚度较大而巩固的砂岩、砾岩及石灰岩等。巩固顶板任务面容易发生压垮型冒顶事故，所谓压垮型冒顶是指由垂直于岩层层面的顶板压力破坏任务面支架导致的冒顶事故。压垮型冒顶是主要顶板灾祸之一，顶板大面积来压与冒落，是开采巩固难冒顶板煤层的主要特点。长壁任务面巩固顶板来压时的规律是：初次来压和周期来压步距大，巩固顶板采煤任务面初次来压步距普通大于30m，整体厚砂岩或砂岩、砾岩组合顶板要大于50m，甚至大于100m。巩固顶板任务面为防治顶板大面积来压和冒落，采取的主要平安技术措施是强迫爆破顶板和注水软化顶板等。1.提早强迫爆落采空区顶板⑴平行任务面长钻孔强迫爆破放顶。放炮有两种方式：一种是长钻孔位于采空区上方时爆破。另一种是预裂或预爆破。⑵钻孔垂直任务面的强迫放顶。⑶地面深孔爆破放顶。2.预注高压不处置巩固顶板3.合理选择支架4.明确规定允许悬顶面积5.预测预告四、单体支柱支护任务面时的顶板控制单体支柱采煤任务面支护，主要是指采煤任务面采用木支架、摩擦式金属支柱、单体液压支柱支护。〔一〕支柱类型与构造性能1.木支架木支架是由木材顶柱和顶梁组成。2.摩擦式金属支柱摩擦式金属支柱是指利用摩擦力产生支撑力的可缩性支柱。摩擦式金属支柱有微增阻式和急增阻式两大类。摩擦式金属支柱普通由活性、柱体和柱锁三部分组成。3.单体液压支柱单体液压支柱是利用液体压力产生任务阻力，并实现升柱和卸载的单根可缩性支柱。单体液压支柱分为内注式和外注式两大类。单体液压支柱与金属铰接顶梁组成单体支架支护任务面，操作顺序是：挂梁—插调角楔—背顶—清理和定柱位—立柱—供液升柱。〔二〕支架架设要求及回柱放顶平安措施采煤任务面必需经常存有一定数量的备用支护资料。采煤任务面严禁运用折损的坑木、损坏的金属顶梁、失效的摩擦式金属支柱和失效的单体液压支柱。在同一采煤任务面中，不得运用不同类型和不同性能的支柱。摩擦式金属支柱和单体液压支柱入井前必需逐根进展压力实验。采煤任务面必需按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。一切支架必需架设结实，并有防倒柱措施。回柱放顶工要由熟习任务面顶板管理及支护特性，并具有实践操作阅历的支护工担任。必需按作业规程中顶板管理方法和本规程的规定进展回柱放顶。回柱放顶工要勤拴、勤拉、勤拣，做到回收率高、复用率高。回柱时回柱工应站到支柱的斜上方支架完益处，运用长柄工具，卸载或打松程度楔。五、特殊条件下采煤任务面顶板控制〔一〕初采、末采任务面的顶板控制1.单体支架任务面初采和末采的顶板控制1〕单体支架任务面的初采。⑴顶板稳定，开切眼支护可直接采用铰接顶梁与单体支柱的组合，开切眼掘好后，不需改装支架，安装设备后，就可回采。⑵顶板稳定，开切眼内的巷道方式支架根本完好，先在原棚梁下打中柱，随后撤掉煤壁侧的棚腿，拉线打柱架设一排金属顶梁就可以开场回采。⑶顶板破碎，开切眼内支架破坏严重，可视顶板压力大小，拉线打柱架设一排金属顶梁后，再架一梁三柱单抬棚或双抬棚，然后撤去煤壁侧帮的棚腿，开场回采。⑷分层开采的任务面，开切眼开帮后，应先铺设人工顶，然后改动开切眼支架方式。⑸假设开切眼掘出时间长，施工质量差，支架上部有空顶时，在开帮前要用一梁三柱板梁套棚，两端插入煤壁，棚梁之上需填实接顶。2〕单体支架任务面的末采。当采煤任务面推进到规定的停采线时，撤出机电设备和全部支架，并使顶板垮落的任务叫任务面收尾。单体支柱任务面收尾时的顶板管理措施主要有：⑴停采线位置应选在两次周期来压的中间。⑵任务面采到停采线时要留有支护良好的最小控顶距空间，作为行人和运料用。上、下出口用木垛维护，保证出口畅通。⑶如任务面顶板稳定，为防止金属支柱丧失，可用木柱替下原单体支柱。⑷回柱顺序是由采空区向煤壁，由任务面下部向上部，即先里后外，自下而上的次序来完成。⑸回柱工必需熟习顶板性质，支柱要回收干净。⑹回柱时，随着任务面下部顶板垮落填塞风路，要在任务面回风巷安设部分通风机加强通风。⑺对金属网假顶下分层任务面，应在煤壁内保管有足够长的网道。⑻个别采用自上而下回柱顺序的任务面，回收支柱由溜槽下放时，要特别留意防止顶板岩石垮落滚下呵斥事故。〔二〕任务面过断层、褶曲等地质破坏带时的顶板控制⑴任务面过断层时，首先要根据断层落差大小选择合理的过断层方法。过断层的方法有两种，一种是绕过断层；另一种是硬过断层，采取挑顶卧底的措施。⑵过断层常用的支架方式。⑶过断层前，应先摸清任务面与断层走向的交角，交角越小，任务面越危险，冒顶的能够性越大。⑷断层附近煤层变薄，选择挑顶或卧底的方法过断层。挑顶时要丢底煤，支柱要穿木鞋，卧底时要丢顶煤。⑸炮采落煤时，在断层处通常是添加炮眼密度，减少装药量，尽量减轻对顶板的破坏。⑹过褶曲时与过断层类似。⑺由于煤〔岩〕层节理〔裂隙〕常与任务面前方支承压力作用而呵斥的采动裂隙互切，使顶板构成楔形岩块，很容易冒落，必需及时敲帮问顶，挑落活矸并及时支护。⑻任务面过断层时要合理确定放顶步距。⑼液压支架直接推过断层时，可采取调整采高、挑顶、卧底、垫矸石或木板、架设木垛等措施。〔三〕任务面过旧巷时的顶板控制⑴由于旧巷已不通风，首先要通风排出瓦斯，然后再进展巷道清理维修，加固支架。⑵旧巷因顶板压力大而破坏时，任务面不能与旧巷平行推进，要将任务面调斜经过。⑶任务面采用炮采落煤时，应尽能够放小炮或放震动炮，减少对顶板的破坏。⑷在任务面与旧巷斜交外，由于空顶面积大，顶板压力集中，需求添加支架密度，提高支护强度，必要时还要加打木垛。⑸假设旧巷在任务面上方，要用大于上是巷宽度的长木梁托顶。⑹假设旧巷在任务面下方，过旧巷前应先用采下的煤填实。⑺任务面过旧巷时要加快推进速度，减少顶板压力，同时要及时支护，减少空顶时间和空顶面积，以防冒顶。第三节采煤任务面顶板事故防治一、部分冒顶事故防治采掘任务空间或井下其他任务地点部分范围内顶板岩石坠落呵斥的顶板事故称为部分冒顶。任务面发生部分冒顶的缘由主要有两个：一是直接顶被破坏后，由于失去有效的支护而呵斥部分冒顶；二是老顶下沉压迫直接顶破坏任务面支架呵斥部分冒顶。〔一〕部分冒顶的征兆⑴顶板发出响声，岩层下沉断裂。⑵顶板掉碴。⑶煤量变酥，煤壁片帮增多，范围增大，任务面钻眼省力，采煤机割煤时负荷减少。⑷顶板出现裂痕，裂痕张开，裂痕增多。⑸顶板出现离层。⑹顶板发生漏顶。⑺瓦斯涌出异常。⑻顶板淋水增大。(二)任务面部分冒顶发生的规律⑴部分冒顶大多数发生在任务面的初次来压阶段,正常回采时冒顶次数相对较少。⑵任务面冒顶事故多发在任务面的上、下端头，放顶线处，煤壁机道区，地质破碎带等地点。⑶落煤后、放顶时、刚开工、快下班时，是采煤任务面冒顶事故的多发时间。⑷多数冒顶事故是由于“平安第一〞思想不牢，作业人员麻木大意，图省事，怕费事，撞大运，不在乎，违章指挥，违章作业及工程质量低劣所呵斥。〔三〕任务面部分冒顶的易发生地点及缘由采煤任务面易发生部分冒顶的地点有“两线〞，即任务面放顶线和煤壁线；“两口〞即任务面上、下出口；地质构造变化呵斥的破碎区域。⑴在任务面放顶线采空区一侧，顶板垮落不好时，悬露面积大。⑵任务面煤壁线附近的部分冒顶与顶板节理和摩擦滑动面的存在有关。⑶回柱操作顺序错误，如先回承压支柱。⑷在金属网假顶下回柱放顶时，假设网上有大块岩块，也会发生岩块失稳旋转、滚落冲倒支架而呵斥冒顶。⑸任务面支护质量不合格，支架密度不够，初撑力缺乏，支架迎山不够，回柱前没有支设防止采空区矸石滚落冲倒支架的特种支架，都是发生放顶线处冒顶事故的缘由。⑹任务面的上、下出口衔接着回风巷和运输巷，控顶面积大。⑺顶板中存在有断层、裂隙、层理等地质构造时，将顶板切割成不延续的岩块。⑻任务面遇到地质构造，如断层、褶曲、顶板松软、破碎等时，没有及时采取针对性的有效措施也会呵斥部分冒顶。〔四〕任务面部分冒顶的预防措施⑴任务面支架方式要与顶板岩性相顺应。⑵采取措施，预防放炮呵斥冒顶。⑶任务面落煤后要及时支护。⑷任务面上、下出口处要有特种支架。⑸采取正确的回柱方法，防止顶板压力集中在部分支柱上，呵斥部分顶板破碎及回柱困难。⑹严厉执行各项顶板管理制度。⑺保证任务面正规循环作业，加快推进速度。〔五〕任务面部分冒顶的处置方法1.探板法2.撞楔法3.小巷法4.绕道法二、大冒顶事故的防治大冒顶事故指冒顶范围大，伤亡人数多的冒顶。老顶来压时的压垮型冒顶、厚层难冒顶板大面积冒顶、直接顶导致的压垮型冒顶、大面积漏垮型冒顶、复合顶板推垮型冒顶、金属网下推垮型冒顶等多种类型。引起缘由主要有两种，一是大面积悬露的难冒顶板积累了很大的矿山压力最后压垮顶板破坏任务面支架呵斥冒顶；二是各种缘由呵斥的任务面支架的支撑强度缺乏最后任务面支架被压垮引起冒顶。〔一〕大冒顶发生的征兆1.顶板的预兆2.煤帮的预兆3.支架的预兆4.含瓦斯煤层〔二〕任务面大冒顶经常发生的地点1.开切眼附近。2.地质破坏带，如断层、褶曲附近。3.老巷附近。4.煤层倾角大的地段。5.顶板岩层淋水地段。6.部分冒顶区附近。〔三〕任务面大冒顶的预防措施⑴了解顶板活动规律。⑵对于巩固顶板大面积悬顶，有大冒顶危险时，要采取顶板高压注水措施。⑶巩固顶板的强迫放顶。⑷提高单体支柱的初撑力和刚度。⑸提高支架的稳定性。⑹严厉控制任务面采高。⑺任务面在开切眼初采时不要反向开采。⑻掘进上下顺槽时不得破坏复合顶板。⑼注重初次放顶，加强有效的平安措施。⑽对于直接顶破碎的大倾角任务面，合理选用支柱，保证支柱有足够的支撑力和可缩量，顶板背严肯实，严禁放炮崩倒支架，移溜推倒支架。〔四〕任务面大冒顶的处置措施1.恢复冒顶区任务面的方法⑴从冒顶地点的两端，由外向里进展。⑵边清理冒落矸石边架设任务面支架。⑶清理过程中遇到大块矸石不易破碎时，可用电钻打眼放小炮的方法进展破碎。⑷如顶板冒落的矸石很破碎，一次整修巷道不易经过时，可先沿煤壁保送机道整修一条小巷。⑸当采煤机处于冒顶区机头方向时，为了利用刮板保送机运转出矸，可先将采煤机吊起，以便矸石能顺利经过。2.另开巷道绕过冒顶区⑴冒顶区发生在任务面机尾处。⑵冒顶区发生在任务面的进风巷附近。⑶冒顶区发生在任务面中部。除采取上述平安措施外，还应留意以下几点：⑴新切眼普通是由冒顶区下部沿煤壁向上掘进，而不采取由上向下掘进。⑵掘进新切眼时，假设压力不大，可采用一架两柱的直腿棚子边掘进边架设，假设顶板压力大，应采用梯形棚子。⑶新切眼靠冒顶区的一侧，必需用木板背严，并留适当的煤柱，以防冒顶区的碎石流入新切眼内。⑷根据实践情况，新开切眼的长度要处理好通风问题。三、片帮的防治采煤任务面的煤壁，在矿山压力作用下，发生自然塌落的景象叫片帮。片帮发生的条件主要有：任务面采高越大或煤层节理越发育就越容易片帮，任务面来压越严重片帮越严重，顶板越破碎片帮越严重。片帮的危害主要有：任务面煤壁片帮后，使顶板的悬露面积忽然增大，顶板会随之大量下沉，容易引起冒顶事故。预防煤壁片帮的平安措施主要有：⑴运用爆炮落煤的任务面，要合理布置炮眼，打眼时严厉控制炮眼角度，顶眼距顶板不要太近，炮眼装药量要适当。⑵任务面煤壁要采直采齐。⑶采高大于2m、煤质松软时，及时打好贴帮支柱外，应在煤壁与贴帮柱间加横撑。⑷在片帮严重的地点，煤壁上方垮落，应在贴帮柱上加托梁或超前挂金属铰接顶梁。⑸任务面落煤后要及时挑顶刷帮，使煤壁不留伞檐活矸。四、冲击地压事故的防治〔一〕冲击地压的概念冲击地压又称“岩爆〞，是指井巷或任务面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生忽然猛烈破坏的动力景象。常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等景象。〔二〕冲击地压的特征⑴忽然迸发。⑵发生过程短暂。⑶发出宏大声响。⑷构成强大的冲击波。⑸产生弹性振动。⑹带来顶板下沉或底板膨裂。⑺煤体挪动。⑻煤帮抛射性塌落。〔三〕冲击地压发生的条件⑴煤层本身具有冲击危险。⑵煤层顶板巩固。⑶煤层底板强度较高。⑷开采深度大。⑸地质构造的存在对冲击地压的发生有较大的影响。⑹采煤方法影响冲击地压的发生。⑺留煤柱的方法影响冲击地压。⑻放炮诱发冲击地压。〔四〕冲击地压的防治防治措施主要从这两方面做起，主要有：⑴开采维护层。⑵防止构成孤立煤柱。⑶选择合理的开采方法。⑷选择合理的巷道布置方式。⑸合理安排开采程序。⑹煤层预注水。⑺顶板预注水。⑻打卸戴钻孔。⑼进展卸载爆破。⑽进展诱发爆破。⑾煤层高压注水。〔五〕开采有冲击地压危险煤层应遵守的规定开采冲击地压煤层的煤矿，应有专人担任冲击地压预测预告和防治任务。工采严重冲击地压煤层时，在采空区不得留有煤柱。开采煤层群时，应优先选择无冲击地压或弱冲击地压煤层作为维护层开采。开采维护层后，在被维护层中确实遭到维护的地域，可按无冲击地压煤层进展采掘任务。对冲击地压煤层，应根据顶板岩性掘进宽巷或沿采空区边缘掘进巷道。巷道支护严禁采用混凝土、金属等刚性支架。开采冲击地压煤层时应采用垮落法控制顶板。开采冲击地压煤层时，在同一煤层的同一区段集中应力影响范围内，不得布置2个任务面同时回采。有严重冲击地压的煤层中，采掘任务面的爆破撤人间隔和爆破后进入任务面的时间，必需在作业规程中明确规定。五、采煤任务面冒顶埋人的抢险处置⑴如冒落范围不大，可采用掏梁窝大板梁或支悬臂梁的方法处置。⑵任务面部分冒顶范围沿倾斜超越10m时，应从冒顶区上下两端向中间处置。⑶金属网假顶下的冒顶，假设是小冒顶，可扒出碎矸、铺上顶网，重新架棚后即可平安经过；假设冒顶区沿倾斜超越5m，那么必需将支架改为一梁三柱。处置冒顶埋人事故时，必需遵照以下原那么：⑴现场营救要一致组织和指挥。⑵首先要思索被埋人员的生存条件，尽早与被埋人员获得联络。⑶探明冒顶区范围和被埋、压、截堵的人数及能够所在位置，分析抢救和处置条件，采取不同的抢救方法。⑷迅速恢复冒顶区的通风。⑸在处置过程中，必需由外向里加强支护，清理并维护好抢救人员的通道。⑹在抢救处置过程中，必需有专人检查和监视顶板情况，加强支护，防止发生二次冒顶。⑺在抢救中遇有大块岩石时，不许用爆破方法处置，可用千斤顶、撬棍等工具挪动石块，以救出遇难人员。第七章爆破平安第一节矿用爆破器材一、爆破资料〔一〕煤矿许用炸药煤矿许用炸药曾称“煤矿炸药〞、“平安炸药〞。它是指经主管部门同意，符合国家平安规程规定、允许在有瓦斯和〔或〕煤尘爆炸危险的煤矿井下任务面或任务地点运用的炸药。煤矿许用炸药为顺应不同瓦斯等级和不同任务面的要求，划分为5级，其中1、2级适用于低瓦斯矿井，3级适用于高瓦斯矿井，4级适用于煤和瓦斯突出矿井，5级用于溜煤眼爆破和过石门揭开瓦斯突出煤层。煤矿许用炸药又分为煤矿铵梯炸药、煤矿水胶炸药、煤矿乳化炸药和离子交换型炸药等。1.煤矿铵梯炸药煤矿铵梯炸药又称硝铵炸药，它是以硝酸铵作为氧化剂、以梯恩梯作为敏感剂，以木粉为可燃成分，按一定配比组成的混合炸药。2.煤矿水胶炸药煤矿水胶炸药硝酸甲胺的微小液滴分散在含有多孔物质、以硝酸盐为主的氧化剂水溶液中，经稠化、交联而制成的凝胶状含水炸药。3.煤矿乳化炸药经过乳化剂的作用，使以硝酸盐为主的氧化剂水溶液微滴均匀地分散在含有气泡或多孔性物质的油相延续介质中而构成的油包水型膏状含水炸药。4.离子交换炸药含有离子交换盐和硝化甘油的煤矿许用炸药。离子交换煤矿炸药的平安度，是我国现有煤矿许用炸药中最高的。选用煤矿许用炸药应遵守以下规定：低瓦斯矿井的岩石掘进任务面必需运用平安等级不低于一级的煤矿许用炸药。低瓦斯矿井的煤层采掘任务面、半煤岩掘进任务面必需运用平安等级不低于二级的煤矿许用炸药。高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域，必需运用平安等级不低于三级的煤矿许用炸药。有煤〔岩〕与瓦斯突出危险的任务面，必需运用平安等级不低于三级的煤矿许用含水炸药。严禁运用黑火花和冻结或半冻结的硝化甘油类炸药。同一任务面不得运用2种不同种类的炸药。〔二〕煤矿许用雷管煤矿井下运用的起爆资料主要是电雷管，也有用于深孔爆破和光面爆破的煤矿许用导爆索。运用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得超越130ms。不同厂家消费的或不同种类的电雷管，不得掺混运用。电雷管的种类很多，按作用时间分为瞬间立刻爆炸的瞬发电雷管和延期爆炸的延期电雷管两类。延期电雷管又可分为秒或半秒延期电雷管和毫秒延期电雷管；按适用条件可分为煤矿非许用电雷管和煤矿许用电雷管两类。煤矿许用电雷管就是经主管部门同意，允许在有瓦斯和〔或〕煤尘爆炸危险的煤矿井下运用的电雷管。煤矿许用电雷管有煤矿许用瞬发电雷管和煤矿许用豪秒延期电雷管。1.煤矿瞬发电雷管我国煤矿瞬发电雷管，是由一个火雷管和一个发火元件组合而成的。副起爆药为黑索金，并添加适量的消焰剂。煤矿瞬发电雷管适用于各级瓦斯等级的矿井。2.煤矿毫秒延期雷管煤矿毫秒延期电雷管是在煤矿瞬发电雷管的根底上，添加一个控制毫秒延期时间的延期元件而制成的。煤矿许用毫秒延期电雷管可运用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的采掘任务面、高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出矿井。二、矿用发爆器发爆器又称“起爆器〞，曾称“放炮器〞。它是供应电爆网路上的电雷管起爆电能的器具。煤矿井下普遍运用的是电容式发爆器。它具有体积小，质量轻，外壳防爆，供电时间能控制在6ms以内等特点。运用电容式发爆器时，必需按以下程序和要求操作：⑴运用前，应先检查氖气灯泡在规定时间内能否发亮。⑵爆破工接到放炮命令，并收到瓦斯检查员交来的放炮牌以后，确认人员已全部撤离，并发出规定的放炮信号后，方可解开母线接头接到发爆器的接线柱上，以防早爆伤人。⑶将发爆器与母线衔接好后，将开关钥匙接入毫秒开关内，按逆时针方向，转至充电位置，待氖气灯亮后，立刻按顺时针方向转至放电位置。关于发爆器的运用与管理做出如下规定：每次爆破作业前，爆破工必需做电爆网路全电阻检查。发爆器必需一致管理、发放。必需定期校验发爆器的各项性能参数，并进展防爆性能检查，不符合规定的严禁运用。发爆器的把手、钥匙或电力起爆接线盒的钥匙，必需由爆破工随身携带，严禁转交他人。第二节爆破平安操作技术一、自在面和最小抵抗线被爆破的岩体或煤体与空气接触的界面叫自在面。从装药中心到自在面的最短间隔称为最小抵抗线。自在面和最小抵抗线是爆破任务中的两个重要概念。任务面有两个或两个以上自在面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。二、爆破作业阐明书的内容及作用爆破作业阐明书的编制内容包括：⑴炮眼布置图：用来标明回采任务面的高度、打眼范围或掘进任务面的巷道断面尺寸、炮眼的位置、个数、深度、角度及炮眼编号，并同时用正面图、平面图和剖面图表示。⑵炮眼阐明表：用来阐明炮眼的称号、深度、角度、运用炸药、雷管的种类，装药量，封泥长度，连线方式和起爆顺序。⑶预期爆破效果表：要阐明炮眼利用率、每循环进度和炮眼总长度，炸药和雷管总耗费量及单位炸药耗费量等。⑷爆破阐明书必需编入作业规程，并要根据不同的地质条件和技术条件及时修正补充。爆破作业阐明书的作用：是作业规程的主要内容之一，是爆破作业贯彻<规程>的详细措施，是爆破工进展爆破作业的根据。炮采任务面的炮眼，按位置可分为顶眼、腰眼和底眼。炮采任务面的炮眼陈列应根据任务面的采高、煤的硬度、顶底板岩层性质和煤层的节理、层理等条件来确定。⑴单排眼：普通用于开采1m以下的薄煤层或煤质松软、节理发育的中厚煤层。⑵双排眼：当煤层厚度为1.0～1.5m，煤层中硬时，沿任务面打两排上下成对的炮眼，叫双排眼或对眼。⑶三花眼：煤层厚度1.0～1.5m，煤质松软时，打两排上、下错开的炮眼叫三花眼。⑷五花眼：适用于煤层厚度大于1.5m，煤质巩固或采高较大的中厚煤层。三、煤电钻操作中的平安事故及操作规定煤电钻操作中常见的平安事故主要有：钎杆铰伤手指、机壳漏电伤人、机壳高温灼伤、钎杆滑胶伤人、卡钻、夹钎扭伤胳膊等。电钻打眼工必需经培训和考试合格后，方可操作。打眼时要两人操作。有以下情况之一时，应立刻停顿打眼：⑴出现卡住钻头或钻杆。⑵电钻声音忽然不正常。⑶电钻外壳超温〔60℃或烫手〕或有烧焦味。⑷电钻钻杆严重震动。⑸电钻外壳带电。四、起爆药卷起爆药卷曾称“炮头〞、“引药〞。用以起爆其他猛炸药或爆破剂，装有雷管或导爆索的药卷或药包。按以下要求进展平安操作：只准由放炮员装配引药，不得由其他人代管。必需在顶板完好、支架完好、避开电气设备和导师电体的巷道内装配引药。严禁坐在炮药箱上装配引药。装配引药的数量应根据眼数而定，并且用多少装配多少。从成速雷管中抽出单个电雷管时，应将成束的电雷管脚线顺好，拉住前端脚线将电雷管抽出，抽出单个电雷管后，必需将其脚线扭结成短路。不得手拉脚线硬拽管体或手拉管体硬拽脚线，一个引药只准装一个雷管。装配引药，有两种方法，一种是引药扎孔装药，另一种方法是启开药卷封口装药。五、炮眼封堵1.炮泥的种类煤矿井下常用的炮泥有两种，一种是在塑料薄膜圆筒袋中充溢水做成炮泥，简称水炮泥；一种是粘土炮泥。由于水炮泥具有以下优点：⑴由于炸药爆炸瞬间高温高压的冲击作用，使水炮泥中的水构成一层水幕，可以降低炸药后的温度，缩短爆炸火焰存在的时间，减少引爆瓦斯和煤尘的能够性，保证矿井平安消费。⑵水炮泥在炸药爆炸时构成的水幕，有降低粉尘的生成量和吸收炮烟中的有毒有害气体的作用，改善了井下的空气条件。2.炮泥的作用⑴可以提高炸药的爆破效果。⑵有利于爆破平安。炮眼封泥运用水炮泥，水炮泥外剩余的炮眼部分运用粘土炮泥或用不燃性的、可塑性松散资料制成的炮泥封实。严禁用煤粉、块状资料或其他可燃性资料作炮眼封泥。无封泥、封泥缺乏或不实的炮眼严禁爆破。严禁裸露爆破。炮泥封泥长度的要求：⑴炮眼深度小于0.6m时，不得装药、爆破；在特殊条件下，如挖底、刷帮、挑顶确需浅眼爆破时，必需制定平安措施，炮眼深度可以小于0.6m，但必需封满炮泥。⑵炮眼深度为0.6～1m时，封泥长度不得小于炮眼深度的1/2。⑶炮眼深度超越1m时，封泥长度不得小于0.5。⑷炮眼深度超越2.5m时，封泥长度不得小于1m。⑸光面爆破时，周边光爆炮眼运用炮泥封实，且封泥长度不得于小0.3m。⑹任务面有2个或2个以上自在面时，在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m，在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。浅眼装药爆破大岩块时，最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m。六、爆破连线方式1.连线方式⑴单排眼串联法；⑵双排眼串联法；⑶三排眼串联法。2.连线方法与要求⑴脚线的衔接任务应该由经过专门培训的班组长协助爆破工进展。放炮母线衔接脚线，检查线路和通电任务，只准爆破工一人操作。⑵要按照作业规程规定的放炮顺序和连线方法连线放炮。⑶连线前，必需检查瓦斯浓度、顶板、两帮、任务面煤壁及支架的情况，确认平安后方可进展连线。⑷连线时，连线人员应把手洗净擦干，以免添加接头电阻和影响接头导通。脚线衔接应按规定从一端向另一端顺序进展。⑸电雷管脚线间的连线任务完成以后，方可与衔接线衔接。⑹衔接线与放炮母线衔接方法如图7—5所示。⑺在煤矿井下严禁用发爆器检查母线能否导通。⑻严厉执行谁连线谁放炮。⑼母线与脚线衔接后，再沿路检查母线。放炮员应最后退出放炮地点。关于放炮母线与衔接线的运用要求：⑴煤矿井下爆破母线必需符合规范。⑵爆破母线和衔接线、电雷管脚线和衔接线、脚线和脚线之间的接头必需相互扭紧并悬挂，不得与轨道、金属管、金属网、钢丝绳、刮板保送机等导电体相接触。⑶巷道掘进时，爆破母线应随用随挂。⑷爆破母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧。假设必需挂在同一侧，爆破母线必需挂在电缆的下方，并坚持0.3m以上的间隔。⑸只准采用绝缘母线单回路爆破，严禁用轨道、金属管、金属网、水或大地等当作回路。⑹爆破前，爆破母线必需扭结成短路。第三节爆破事故的预防和处置一、拒爆、残爆的预防和处置〔一〕拒爆、残爆的概念及产生缘由拒爆俗称“瞎炮〞、“哑炮〞、“盲炮〞。指起爆后爆炸资料未发生爆炸的景象。拒爆属于一种爆破事故，产生的缘由主要有：雷管电阻丝折损，雷管蜕变或质量差、炸药蜕变；装药、炮泥未按规定进展操作，雷管脚线折断或绝缘不良，呵斥不通电或电流短路，发爆器与放炮母线、母线与脚线、脚线与脚线间衔接不良，出现短路。炮眼里的炸药引爆后，发生爆轰中断而残留一部分不爆药卷的景象就叫“残爆〞。产生残爆的常见缘由有：炮眼煤粉没有去除干净，或装药操作不当等缘由。〔二〕拒爆、残爆的预防和处置1.拒爆的预防预防拒爆主要有以下措施：⑴要选用才干足够的发爆器并坚持其完好。⑵拒领蜕变炸药和不合格雷管。⑶要按作业规程规定装药。⑷要坚持爆破母线的完好，妥善保管，经常检查，出现问题及时处置。⑸在进展发爆器与母线、母线与脚线、脚线与脚线之间的衔接时，爆破工的手要洗净擦干后再拧接线头，并要拧紧。⑹炮眼连线方式不得随意改动。2.残爆的预防措施⑴装药前必需将炮眼内煤、岩粉去除干净。⑵加强对炸药的检查和保管，超期和蜕变的炸药不运用。⑶采取合理的装药方法。⑷装药时不要用炮棍捣实炸药。3.拒爆、残爆的处置方法1〕全网路拒爆的处置。全网路不爆时，爆破工应立刻用欧姆表检查网路。⑴假设表针不走动，阐明网路导线或雷管桥丝有折断。⑵假设表针走动小，读数大，阐明网路电阻大，存在着衔接不良的接头。⑶假设表针读数小于零，那么阐明网路有短路的地方，这时应系统检查导线，查出短路且处置后，重新通电起爆。2〕部分拒爆、残爆的处置。处置