煤礦頂板管理及事故的預兆、預防和處理安全技術措施

煤礦頂板管理及02manbetx.com 的預兆、預防和處理安全技術措施

劉士平

簡要描述頂板02manbetx.com 的分類，產生的原因、預兆、預防及處理方法。

礦井在開采過程中采掘工作麵或已掘的巷道內所發生的冒頂、片幫、掉矸等造成的人身傷亡和生產02manbetx.com 統稱為頂板02manbetx.com 。

頂板事故是煤礦五大災害之一，掌握冒頂事故的預兆及其預防措施是煤礦安全生產的重要保證。頂板事故對礦井安全生產危害性極大，據統計冒頂事故所占的比例占其他事故的60%以上，傷亡人數40%左右。因此我們必須掌握煤礦安全冒頂事故的原因、預兆，研究有效預防措施，以降低煤礦頂板事故的發生，保證煤礦的安全生產。

第一節 頂板事故分類

一、頂板的分類

1、偽頂：直接位於煤層之上較薄的軟岩層。通常是泥質頁岩、泥岩，富含植物化石，在采煤時隨落煤麵垮落，不易支護，容易影響煤質。

2、直接頂：位於偽頂或煤層(無偽頂時)之上的泥岩、頁岩、粉砂岩或細砂岩，具有一定的穩定性，它隨回柱麵垮落。

3、老頂(基本頂)：位於直接頂(無直接頂時)之上較堅硬的岩層，多為砂岩、礫岩、石灰岩，它能在采空區較長時間內維持很大麵積不垮落。

二、頂板事故的分類

1、按造成冒頂的力源及施力方向分

①壓垮型冒頂

因支護強度不足，頂板來壓時壓垮支架而造成的冒頂事故。

②漏垮型冒頂

由於頂板破碎，支護不嚴而引起的頂板岩石冒落的冒頂事故。

③推垮型冒頂

因複合型頂板條件下或大塊遊離頂板作用使大量支架傾斜而造成的冒頂。

2、按冒頂的範圍分

①局部冒頂

指頂板冒落範圍不大，傷亡人數不多(1-2人)的冒頂。實際生產中局部冒頂的次數遠大於大型冒頂，約占采麵頂板事故的70%，危害也比較大。

②大型冒頂

指冒頂範圍較大，傷亡人數多，而且來勢凶猛，處理起來難度較大的冒頂。

第二節 工作麵冒頂事故的基本規律

一、事故頻率

頂板破碎或不穩定頂板事故多，約占全部工作麵頂板事故的70%-80%。中等穩定和部分穩定頂板事故少，約占全部工作麵頂板事故的20%-30%，堅硬頂板事故冒落麵積大，往往造成重大惡性事故。

二、冒頂地點

大多發生在煤壁線、切頂線和工作麵端頭附近地點。

三、支護形式和機械化程度

安全狀況：綜合機械化采煤>普通機械化采煤>高檔炮采>炮采

四、頂板來壓

冒頂事故多發生在頂板來壓期間，約占頂板事故的60%-70%，尤其在直接頂和老頂來壓期間事故更多。

五、煤層條件

煤層傾角越大，煤層厚度越厚，其事故發生頻率越高，複合煤層頂板的事故率超過簡單構造煤層事故率。

六、回采工序

回柱放頂事故率約占30%-50%，且炮采和普采采煤最後回柱的瞬間發生事故的概率較高。

七、地質構造

頂底板起伏不平或大采高很容易造成片幫和推倒支架，斷層破碎帶容易發生冒頂。

第三節 冒頂的預兆、原因、防治措施

一、冒頂的預兆

在頂板事故發生前一般都有預兆，這些預兆可分為以下幾個方麵：

1、聲音方麵的預兆：老頂斷裂時會發出鳴炮聲、悶雷聲，在老頂的壓力下直接頂破碎、發出破裂聲，支護設備有劈裂聲。

2、直接頂上的預兆：在壓力作用下直接頂下沉速度加快，下沉量增大，直接頂裂隙條數增多並加寬，出現掉渣、“下矸石雨”現象，頂板彎曲下沉。

3、支護設備上的預兆：在壓力作用下，采掘空間的支柱受力增大出現鑽底。活柱下縮速度加快，下縮量加大現象，有時支柱被壓裂、壓斷或有支柱整體向一側傾斜。

4、煤壁上的預兆：煤壁在壓力作用下被壓酥，出現片幫速度加快，片幫量加大現象。

5、壓力顯現預兆：地板鼓起、瓦斯增大、淋水增大。

二、冒頂的原因

1、因作用在支架上的載荷過大引起的冒頂。

①由於岩石容重過大;②由於煤層厚度增大;③由於采空區矸石墊形成緩慢;④由於采空區充填不滿;⑤由於覆蓋岩層的岩石自承能力降低;⑥由於采空區冒落矸石碎漲係數小。

2、因臨近岩石的滑動而引起的頂板冒落

①由於岩石容重增大;②由於頂板或地板地質構造的變化;③由於岩石傾角的意外變化;④由於裂隙的摩擦係數減少。

3、因支護不及時引起的頂板冒落

①在時間上(如：支架性能不合適，地板突然破壞);②在空間上(如：傾斜工作麵因矸石下滑麵推到支架，煤壁附近頂板支護不好，偏心載荷作用在支架上，頂梁與頂板接觸不好)。

4、因煤壁片幫引起的頂板冒落

①由於重力(如：工作麵片幫、煤壁向傾斜方向下滑);②由於煤層開采釋放的各種力(如煤岩突出);③由於煤層內瓦斯壓力所作用的力(如：煤和瓦斯突出)。

三、防治冒頂的措施

1、支護方式要與頂板的岩性相適應，不同岩性的頂板要采取不同的支護方式。

2、采煤以後要及時支護，特別是對於破碎鬆軟頂板，一定要及時支護，縮短頂板的懸露時間。普采工作麵要及時掛梁，綜采工作麵要跟緊采煤機後移架，掘進工作麵要采用前探梁支護。

3、普通機械化采煤，在整體推移運輸機時要采取有效措施，采用邊移運輸機邊去掉臨時柱，並緊跟著打基本支柱的方法。

4、工作麵上下出口處要設有特殊支護。因為在上下出口處空頂麵積大，頂板外露時間長，在超前壓力作用下頂板下沉量大，另外在移機頭機尾時，反複支撤支柱，對頂板破壞很大更易冒頂。所以在上下出口處一般都加設抬棚和大梁。

5、炮采工作麵防止放炮崩到棚子。一是炮眼布置必須合理，裝藥量要適當;二是支護質量必須合格，要牢固有勁，不搭在浮煤上(如放炮崩到棚子，必須及時架設，不許空頂)。

6、堅持工作麵正規循環作業，有效縮短工作麵頂板懸露的時間，從而減小頂板下沉量，實現正規循環作業，工作麵支護整齊有力，不易折斷，使頂板有效得到控製。

7、堅持“敲幫問頂”製度，人員進入工作麵後首先進行“敲幫問頂”工作，檢查頂板，對已經離層的頂板要處理下來，處理不下來時要打點柱支撐，防止冒頂傷人。

8、采取正確的回柱方法，嚴格執行放頂程序，特別是對每茬的交接處的最後一兩棵柱子要特別小心，嚴禁違章回柱。

第四節 處理冒頂的原則及方法

一、處理頂板事故的一般原則

處理頂板事故的主要任務是搶救遇險人員，恢複通風和盡快恢複生產等。

盡快搶救遇險人員是處理冒頂事故的第一要務，整個搶救遇險人員的工作應遵循下列原則：

1、發生事故後，必須按照《煤礦安全01manbetx 》《礦井災害預防處理計劃》的要求積極、及時地進行處理事故工作。嚴禁盲目蠻幹和驚慌失措。

2、充分利用現有的人力、設備和材料，全力以赴地進行搶救工作，行動中必須堅持統一指揮和嚴密的組織，嚴禁各行其事和單獨行動。

3、要根據事故的情況和客觀條件，采取合理有效的措施，將事故控製在最小程度，防止事故擴大。

4、搶救過程中必須切實注意安全，要有防止事故區條件惡化、保證搶救人員人身安全的措施，特別要避免頂幫二次垮落等再生事故的發生。

5、搶救遇險人員時，搶救人員首先要檢查冒頂地點附近支架情況，對折損、歪扭、變形的支架，要立即處理好，以保證在搶救埋壓人員時的退路安全。其次要根據頂板情況，在保證搶救人員和搶救工作方便的情況下，因地製宜的進行支護，阻止冒頂進一步擴大。在檢查架設的支架牢固可靠後，先指派專人觀山，然後才能清理埋壓人員附近冒落的矸石、浮煤，直把遇險人員搶救出來。在搶救過程中可用長木棍向遇險人員送飲料和食物，利用壓風管向遇險人員送入新鮮空氣。利用喊話，振奮遇難者的精神，穩定情緒。在清理矸石時，要小心使用工具，以免傷害遇險人員。如果有遇險人員被大塊岩石壓住，應采用液壓千斤頂等工具把大塊岩石頂起，將人員迅速救出。在遇險者肢體被埋壓環境條件特別惡劣，對遇險人員及搶救人員生命有較大威脅時，可采取被壓者截肢的辦法立即將遇難者救出。

.二、冒頂的處理方法

1、采煤工作麵發生小範圍冒頂，頂板沒有冒實，頂板矸石已暫時停止下落，一般采用陶梁窩、探大梁、單體柱、單腿棚或懸掛鉸接頂梁進行處理。

2、當冒頂範圍大且冒頂區穩定一般采取從冒頂兩端向中間進行探梁架棚處理。若冒頂矸石不停往下流，冒頂區不穩定要采取撞楔法處理。

3、當冒頂範圍大，人員堵在中間，處理難度大時可沿煤壁開小洞，架設梯形棚子接近被埋壓人員。

4、當冒頂範圍大處理困難但無埋壓人員時，可將運輸機機尾縮短到冒頂區下方向前推進3-5m時，再向上掘進甩掉冒頂區。

5、在處理冒頂前首先對冒頂區兩端進行加固，防止冒頂擴大，大坡度采煤工作麵必須堅持自上而下進行處理。

思考題

一、什麼叫直接頂?

答：位於偽頂或煤層(無偽頂時)之上的泥岩、頁岩、粉砂岩或細砂岩，具有一定的穩定性，它隨回柱麵垮落。

二、冒頂分幾種類型?

答：1、按造成冒頂的力源及施力方向分

①壓垮型冒頂

②漏垮型冒頂

③推垮型冒頂

2、按冒頂的範圍分

①局部冒頂

②大型冒頂

三、冒頂的預兆是什麼?

答：頂板有鳴炮聲、悶雷聲、支架有破裂聲，頂板裂隙、掉渣、彎曲下沉，煤壁片幫量增大、底板鼓起、瓦斯增大、淋水增大。