一、頂板類型和支護(hù)方式
1.頂板類型
煤層頂板由偽頂、直接頂和老頂構(gòu)成。偽頂是指緊貼在煤層之上,極易垮落的薄巖層;直接頂是位于偽頂或煤層(無(wú)偽頂時(shí))之上,一般由一層或幾層厚度不定的泥巖、頁(yè)巖、粉砂巖等比較容易垮落的巖層所組成,直接頂按穩(wěn)定性可分為:不穩(wěn)定頂板,中等穩(wěn)定頂板,穩(wěn)定頂板,堅(jiān)硬頂板;老頂又叫基本頂,一般指位于直接之上(有時(shí)也直接位于煤層之上)厚而堅(jiān)硬的巖層。
頂板分為堅(jiān)硬難冒頂板、破碎頂板和復(fù)合型頂板。堅(jiān)硬難冒頂板是指直接頂巖層比較???整、堅(jiān)硬(固),回柱后不能立即垮落的頂板。一般為砂巖、礫巖和石灰?guī)r。破碎頂板指的是巖層的強(qiáng)度低、節(jié)理裂隙十分發(fā)育、整體性差,自穩(wěn)能力低,并在工作面控頂區(qū)范圍內(nèi)維護(hù)困難的頂板。
2.頂板常見支護(hù)方式
頂板常見支護(hù)方式有單體支柱支護(hù)、液壓支架支護(hù)、錨桿支護(hù)。
單體支柱支護(hù)主要是指采用木支架,摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱支護(hù)。
液壓支架是在摩擦式金屬支柱和單體液壓支柱等基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的采煤工作面機(jī)械化支護(hù)設(shè)備。
錨桿支護(hù)主要是指用木錨桿、竹錨桿、金屬錨桿、樹脂錨矸、快硬水泥錨矸結(jié)合錨網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)的一種支護(hù)方式。
二、常見冒頂事故的預(yù)兆
(一)局部冒頂?shù)念A(yù)兆
(1)工作面遇有小地質(zhì)構(gòu)造,由于構(gòu)造破壞了巖層的完整性,容易發(fā)生局部冒頂。
(2)頂板裂隙張開、裂隙增多,敲幫問(wèn)頂時(shí),聲音不正常。
(3)頂板裂隙內(nèi)卡有活矸,并有掉渣、掉矸現(xiàn)象,掉大塊前,往往先落小塊矸石。
(4)煤層與頂板接觸面上,極薄的矸石片不斷掉落。這說(shuō)明劈理(即頂板的節(jié)理、裂隙和摩擦滑動(dòng)面)張開,有冒頂?shù)目赡堋?br>
(5)淋頭水分離頂板劈理,常由于支護(hù)不及時(shí)而冒頂。
(二)大型冒頂?shù)念A(yù)兆
1.頂板的預(yù)兆
(1)頂板連續(xù)發(fā)生斷裂聲。這是由于直接頂和老頂發(fā)生離層,或頂板切斷而發(fā)生的聲響。有時(shí)采空區(qū)頂板發(fā)生像悶雷一樣的聲音,有人叫“板炮”,這是老頂板和上方巖層產(chǎn)生離層或斷裂的聲音。
(2)掉渣。頂板巖層破碎下落,一般由少變多,由稀變密,在人工假頂下,掉下的碎矸石和煤渣更多(俗稱“煤雨”),這是發(fā)生冒頂?shù)奈kU(xiǎn)信號(hào)。
(3)頂板裂縫增加或裂隙張開。頂板的裂隙,一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙,一種是由于頂板下沉產(chǎn)生的采動(dòng)裂隙。有經(jīng)驗(yàn)的老工人說(shuō):“流水的裂 縫有危險(xiǎn),因?yàn)樗睿豢p里有煤泥、水銹的不危險(xiǎn),因?yàn)樗抢峡p;茬口新的有危險(xiǎn),因?yàn)樗切律摹薄H藗兂3T诹锌p中插上木楔子,看它是否松動(dòng)或掉下來(lái),觀察裂縫是否擴(kuò)大,以便做出預(yù)報(bào)。
(4)脫層。頂板快要冒落的時(shí)候,往往出現(xiàn)脫層現(xiàn)象,檢查是否脫層可用“問(wèn)頂”的方法,如果聲音清脆,表明頂板完好;如果頂板發(fā)出“空空”的聲響聲,說(shuō)明上下巖層之間已經(jīng)脫離。
2.煤壁的預(yù)兆
由于冒頂前壓力增加,煤壁受壓后,煤質(zhì)變軟,片幫增多,使用電鉆打眼時(shí),鉆眼省力,用采煤機(jī)割煤時(shí)負(fù)荷減少。
3.支架的預(yù)兆
使用木支架時(shí),支架折斷、壓劈并發(fā)出聲音;使用金屬摩擦支柱時(shí),活柱急劇下縮并發(fā)出強(qiáng)烈的金屬摩擦聲,大量柱鎖變形、柱體被壓壞;使用單體液壓支柱時(shí),大量支柱的安全閥自動(dòng)放液,損壞的支柱比平時(shí)大量增加。
工作面使用絞接頂梁時(shí),損壞的頂梁比平時(shí)大量增加,大量的扁銷子被擠出。
底板松軟或底板留有底矸石,丟底煤時(shí),支柱會(huì)被大量壓入底板。
4.工作面其他預(yù)兆
含有瓦斯的煤層,冒頂前瓦斯涌出量突然增大。有淋水的頂板,淋水量增加。
三、頂板事故的防治措施
1.堅(jiān)硬難冒頂板大面積切冒預(yù)防
堅(jiān)硬難冒頂板大面積切冒又稱大面積來(lái)壓,是指采空區(qū)大面積懸露的堅(jiān)硬頂板在短時(shí)間內(nèi)突然塌落而造成的大型頂板事故;其預(yù)防措施主要有:
(1)頂板高壓注水。從工作面平巷向頂板打深孔,進(jìn)行高壓注水,注水泵最大壓力達(dá)15兆帕。
(2)強(qiáng)制放頂。就是用爆破的方法人為地將頂板切斷,使頂板冒落一定厚度形成矸石墊層。
2.老頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂預(yù)防
壓垮型冒頂是指因工作面支護(hù)強(qiáng)度不足和頂板來(lái)壓引起支架大量壓壞而造成的冒頂事故。預(yù)防方法如下:
(1)采煤工作面支架的初撐力應(yīng)能平衡垮落帶直接頂及老頂巖層的重量。
(2)采煤工作面的初撐力應(yīng)能保證直接頂與老頂之間不離層。
(3)采煤工作面支架的可縮量應(yīng)能滿足裂隙帶老頂下沉的要求。
(4)普采工作面遇到平行工作面的斷層時(shí),在斷層范圍內(nèi)要及時(shí)加強(qiáng)工作面支護(hù)(最好用木垛),不得采用正常辦法回柱。
(5)普采要擴(kuò)大控頂距,并用木支柱替換金屬支柱,待斷層進(jìn)到采空區(qū)后再回柱。
(6)工作面支護(hù)是液壓自移支架時(shí),若支架的工作阻力有較大的富余,則工作面可以正常推進(jìn);若支架的工作阻力不夠富余,則工作面與斷層斜交過(guò)斷層。
3.破碎頂板大面積漏垮型冒頂預(yù)防
由于煤層傾角大,直接頂又異常破碎,工作面支護(hù)不及時(shí),在某個(gè)局部地點(diǎn)發(fā)生冒漏,破碎頂板就可能從這個(gè)地方開始沿工作面往上全部漏空,造成支架失穩(wěn),導(dǎo)致漏垮型工作面冒頂。預(yù)防漏垮型冒頂?shù)拇胧┯校?br>
(1)選用合適的支柱,使工作面支護(hù)系統(tǒng)有足夠的支撐力和可縮量。
(2)頂板必須背嚴(yán)背實(shí)。
(3)嚴(yán)禁放炮,移溜等工序弄到支架,防止出現(xiàn)局部冒頂。
4.復(fù)合型頂板推垮型冒頂預(yù)防
推垮型冒頂是指因水平推力作用使工作面支架大量?jī)A斜而造成的冒頂事故。
復(fù)合頂板是由于下軟上硬巖層構(gòu)成,在開采時(shí),容易形成離層、斷裂,導(dǎo)致冒頂。預(yù)防措施有:
(1)應(yīng)用偽俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下傾角達(dá)40%uB0~60%uB0。
(2)掘進(jìn)上下平巷時(shí)不破壞復(fù)合頂板。
(3)工作面初采時(shí)不要反推。
(4)控制采高,使軟巖層冒落后能超過(guò)采高。
(5)盡量避免上下平巷與工作面斜交。
(6)在開切眼附近于控頂區(qū)內(nèi),系統(tǒng)地布置樹脂錨桿。
(7)靈活地應(yīng)用戧棚,使它們迎著巖體可能推移的方向支設(shè)。
(8)提高單體支柱的初撐力和剛度。
(9)提高支架的穩(wěn)定性,用拉鉤式的連接器把每排支柱從工作面上端至工作面下端連接起來(lái)。
5.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂預(yù)防
回采下分層時(shí),金屬網(wǎng)假頂可能發(fā)生推垮型冒頂,預(yù)防方法如下:
(1)回采下分層時(shí)用內(nèi)錯(cuò)式布置開切眼,避免金屬網(wǎng)上碎矸之上存在空隙。
(2)提高支柱初撐力,增加支柱穩(wěn)定性,防止發(fā)生高度超過(guò)150毫米的網(wǎng)兜。
(3)用“整體支架”增加支柱穩(wěn)定性。
(4)采用偽俯斜工作面,增加抵抗下推的阻力。
(5)初次放頂時(shí)要把金屬網(wǎng)下放到底板。
6.采煤工作面局部冒頂事故預(yù)防
局部冒頂多發(fā)生在工作面上下端頭、煤壁區(qū)、放頂區(qū)等地點(diǎn),許多垮面事故是由局部冒頂發(fā)展而成的,一般預(yù)防措施如下:
(1)支架方式需各頂板巖性相適應(yīng),不同巖性的頂板要采用不同的支架方式。
(2)采煤后要及時(shí)支護(hù)。一般要采用超前掛金屬探梁或打臨時(shí)支柱的方法及時(shí)支護(hù),防止局部冒頂。
(3)整體移輸送機(jī)時(shí)要??取有效措施,在整體移輸送機(jī)時(shí),對(duì)容易冒頂比較破碎的頂板,必須采取相應(yīng)的措施。例如,采取邊移輸送機(jī),邊回臨時(shí)支柱和邊支基本支柱的快速支柱回柱方法。
(4)工作面上下出口要有特種支架。一般在上下出口范圍內(nèi)加設(shè)臺(tái)棚或木垛等,加強(qiáng)支護(hù)。
(5)防止放炮崩倒棚子。一是炮眼的布置必須合理,裝藥量要適當(dāng)。二是支護(hù)質(zhì)量必須合格,要牢固有勁,不能打在浮煤浮矸上。三是留出炮道。如果放炮崩倒柱子,必須及時(shí)架設(shè),不允許空頂。
(6)堅(jiān)持工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)。
(7)堅(jiān)持執(zhí)行必要的制度。例如,敲幫問(wèn)頂制度、驗(yàn)收支架制度、崗位責(zé)任制、金屬支柱檢查制度、頂板分析制度和交接班制度等。
(8)采取正確的回柱操作方法,防止頂板的壓力向局部支柱集中,造成局部頂板破碎及回柱工作的困難。應(yīng)嚴(yán)格遵守作業(yè)規(guī)程和操作規(guī)程,嚴(yán)禁違章作業(yè)。
7.掘進(jìn)工作面冒頂?shù)念A(yù)防
1)掘進(jìn)頭冒頂事故的防治措施
(1)根據(jù)掘進(jìn)頭巖石性質(zhì),嚴(yán)格控制空頂距。當(dāng)掘進(jìn)頭遇到斷層褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育的巖層時(shí),棚子應(yīng)緊靠掘進(jìn)頭。
(2)嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度,危石必須挑下,無(wú)法挑下時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支撐措施,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。
(3)在地質(zhì)破壞帶或?qū)永砹芽p發(fā)育區(qū)掘進(jìn)巷道時(shí)要縮小棚距;在掘進(jìn)頭附近應(yīng)采用拉繩等把棚子連成一體,防止棚子被推垮,必要時(shí)還要打重柱以抗突然來(lái)壓。
2)掘進(jìn)巷道冒頂事故的防治措施
(1)可能的情況下,巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體中,并盡量避免采動(dòng)的影響。
(2)巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖的壓力。
(3)巷道支架所能承受的變形量,應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。
(4)盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時(shí),盡可能采用有初承力的支架;特別注意頂與幫的背嚴(yán)背實(shí)問(wèn)題,杜絕支架與圍巖間的空頂、空幫現(xiàn)象。
(5)凡因支架失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn),重新支護(hù)時(shí)應(yīng)先護(hù)頂,再施工。
(6)巷道替換支架時(shí),必須先支新支架,再拆老支架。
(7)在易發(fā)生推垮型冒頂?shù)南锏乐幸岣呦锏乐Ъ艿姆€(wěn)定性,可以在巷道的支架之間用拉撐件連接固定,增加架棚的穩(wěn)定性,以防推倒。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更大,其支架間拉撐件的強(qiáng)度、密度要適當(dāng)加大。
3)掘進(jìn)巷道交叉點(diǎn)處冒頂事故防治措施
(1)開岔口應(yīng)避開原來(lái)巷道冒頂?shù)姆秶?br>
(2)必須在開口抬棚支設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿,不得過(guò)早拆除,切忌先拆棚后支架棚。
(3)注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格,保證抬棚有足夠的強(qiáng)度。
(4)當(dāng)開口處圍巖尖角被壓壞時(shí),就及時(shí)采取加強(qiáng)抬棚穩(wěn)定性的措施。
四、采煤工作面冒頂時(shí)的避災(zāi)自救措施
1)迅速撤退到安全地點(diǎn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)工作地點(diǎn)有即將發(fā)生冒頂?shù)恼髡?,而?dāng)時(shí)又難以采取措施防止采煤工作面頂板冒落時(shí),最好的避災(zāi)措施是迅速離開危險(xiǎn)區(qū),撤退到安全地點(diǎn)。
2)遇險(xiǎn)時(shí)要靠煤幫貼身站立或木垛處避災(zāi)。從采煤工作面發(fā)生冒頂?shù)膶?shí)際情況來(lái)看,頂板沿煤壁冒落是很少見的。因此,當(dāng)發(fā)生冒頂來(lái)不及撤到安全地點(diǎn)時(shí),遇險(xiǎn)者應(yīng)靠煤幫貼身站立避災(zāi),但要注意煤壁片幫傷人。另外,冒頂時(shí)可能將支柱壓斷或推倒,但在一般情況下不可能壓垮或推倒質(zhì)量合格的木垛。因此,如遇險(xiǎn)者所在位置靠近木垛時(shí),可撤至木垛處避災(zāi)。
3)遇險(xiǎn)后立即發(fā)出呼救信號(hào),冒頂對(duì)人員的傷害主要是砸傷、淹埋或隔堵。冒落基本穩(wěn)定后,遇險(xiǎn)者應(yīng)立即采用呼叫、敲打如敲打物料、巖塊(可呼叫)等方法,發(fā)出有規(guī)律、不間斷的呼叫信號(hào),以便救護(hù)人員和撤出人員了解災(zāi)情,組織力量進(jìn)行搶救。
4)遇險(xiǎn)人員要積極配合外部的營(yíng)救工作。冒頂后被煤矸物料等埋壓的人員不要驚慌失措,在條件不允許時(shí)切忌采用猛力掙扎的辦法脫險(xiǎn),以免造成事故擴(kuò)大。被冒頂隔堵的人員應(yīng)在遇險(xiǎn)地點(diǎn)有組織的維護(hù)好自生安全,構(gòu)筑脫險(xiǎn)通道,配合外部的營(yíng)救工作,為提前脫險(xiǎn)創(chuàng)造良好條件。
消防安全評(píng)估-電氣檢測(cè)電氣工程及其自動(dòng)化。
消防設(shè)施檢測(cè)內(nèi)容有七大項(xiàng)。目前成立了專業(yè)的檢測(cè)研究室。
消防安全評(píng)估-電氣檢測(cè)目前有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)章制度。