在煤礦五大自然災(zāi)害中,頂板事故造成的死亡人數(shù)大約占30%,近年來,綜合機(jī)械化采煤工作面的大面積推廣,采煤工作面的頂板事故有所下降,但是掘進(jìn)工作面的頂板事故仍然多發(fā)。特別是在廣大小煤礦,由于支護(hù)設(shè)施的落后,采掘工作面頂板事故仍是造成煤礦死亡事故的主要原因。約占死亡人數(shù)的40% 。
一、 頂板事故的分類
(一)、采煤工作面頂板事故的分類
1、按造成冒頂?shù)牧υ醇笆┝Ψ较蚍?br>
(1)、由老頂或老頂和直接頂引起的壓垮型冒頂
由于老頂?shù)臄嗔褋韷阂鸬拿绊?br>
厚層堅(jiān)硬巖層大面積垮落引起的冒頂
直接頂冒落導(dǎo)致的冒頂。
(2)、漏頂型冒頂
采煤工作面上下出口的漏頂。
煤壁上方的漏頂。
放頂線處的漏頂。
地質(zhì)破碎帶處的漏頂。
(3)、推跨型冒頂
復(fù)合頂板條件下的推垮型冒頂
分層開采時(shí)金屬網(wǎng)假頂下的推垮型冒頂
大塊游離頂板的推垮型冒頂。
采空區(qū)冒落矸石沖入工作面推垮型冒頂
2、 按冒頂?shù)姆秶?br>
(1)、局部冒頂。冒頂范圍比較小,小到幾塊矸石,達(dá)到幾礦車矸石,經(jīng)當(dāng)班處理以后基本不影響正常生產(chǎn),有時(shí)會(huì)造成“零打碎敲”的傷亡事故。
(2)、大冒頂。 冒頂?shù)姆秶艽螅襾韯?shì)兇猛,由于范圍大又很快,所以人員往往很難撤離,會(huì)造成三人以上的上傷亡事故,處理起來非常困難。
(二)、采煤工作面冒頂事故的防治措施
1、靠近煤壁處的局部冒
(1)、冒頂?shù)脑颍喉敯迓懵犊枕敳患皶r(shí)支護(hù);地質(zhì)構(gòu)造的影響;爆破引起;老頂來壓引起。
(2)、防止措施:及時(shí)支護(hù);防止偏幫;爆破加強(qiáng)管理;
2、出口處的冒頂防治
(1)、上下出口冒頂?shù)脑颍嚎仨斆娣e大;頂板應(yīng)力疊加;頂板反復(fù)支撐、卸載,受破壞。
(2)、防治措施:加強(qiáng)支護(hù);采用特種支架;
3、放頂線處的局部冒頂
(1)、冒頂?shù)脑??;厥帐芰ψ畲笾е^程中應(yīng)力轉(zhuǎn)移。
(2)、防治措施。按操作規(guī)程回柱,特別是對(duì)受力最大的最后一至兩根支柱要特別注意,一般應(yīng)先打替柱,以后再回柱,最后回收替柱。
4、地質(zhì)破碎帶處的局部冒頂
(1)、冒頂?shù)脑颍旱刭|(zhì)破碎帶頂板巖石已經(jīng)破碎。
(2)、防治措施:加強(qiáng)支護(hù)密度、放震動(dòng)跑。
5、復(fù)合頂板下的推垮型冒頂
(1)、原因:由于復(fù)合頂板有“下軟上硬”和軟硬巖層間就夾有煤線的特征,巖層下沉?xí)r,由軟巖層面形成離層,下面的硬巖層失去上部巖層的摩擦阻力,所以會(huì)向工作面下方推垮,形成冒頂。
(2)、防治措施:
采掘工作中盡量不破壞復(fù)合頂板,不形成小漏頂。
增加工作面支架的整體穩(wěn)定性防止推垮事故。
利用戧柱戧棚木垛等特殊支架支護(hù)。
在工作面開切眼處布置錨桿,使控頂距內(nèi)的巖層錨固在一起,增加穩(wěn)定性。
6、、金屬網(wǎng)假頂下的推垮型冒頂
(1)、冒頂?shù)脑颍?br>
支護(hù)失效,首先形成網(wǎng)兜;
由于支柱的初撐力小,剛度小,在碎塊巖石的壓力下支架失穩(wěn)。
(2)、冒頂?shù)奶攸c(diǎn)
事故發(fā)生在初次放頂階段
支柱上受力不大,無支柱的折損現(xiàn)象推垮速度很快,人力無法抵抗
此類事故一般發(fā)生在煤層傾角20度以上,采用金屬摩擦支柱的工作面。
(3)、防治措施
提高支柱的剛度,增加支柱的穩(wěn)定性。
在二分層開采時(shí)用內(nèi)錯(cuò)式布置開切眼,避免網(wǎng)上碎矸石存在空間。,并增加支架的穩(wěn)定性。
處放頂過程中一定要把金屬網(wǎng)放到地板。
7、大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂
(1)、冒頂?shù)脑?br>
頂板由斷層、裂隙、層理或薄弱巖層切割成游離大塊;
大塊巖石形成旋轉(zhuǎn)力矩,將支架推倒。
(2)、冒頂?shù)奶攸c(diǎn)
冒頂發(fā)生在回柱放頂時(shí)或放頂以后。
、游離巖塊的重力大于支撐力,且向采空區(qū)一側(cè)推移。
(3)、防治措施
判斷游離巖塊的范圍,對(duì)游離巖塊加強(qiáng)支護(hù)。
采用回柱絞車回柱。
8、壓垮型冒頂
(1)、冒頂?shù)脑?br>
直接頂較薄,厚度小于采高的2~3倍。直接頂出現(xiàn)臺(tái)階下沉。
(2)、防治措施:
加強(qiáng)礦井地質(zhì)工作,摸清直接頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和力學(xué)特征。
進(jìn)行礦壓觀測,準(zhǔn)確掌握來壓步距,加強(qiáng)來壓預(yù)報(bào)。
合理選擇支護(hù)方式,保證工作面的支護(hù)強(qiáng)度。
工作面遇到斷層時(shí)要根據(jù)情況回柱放頂。
9、大面積冒頂
(1)、冒頂?shù)脑?br>
煤層之上是厚而且堅(jiān)硬的砂巖。經(jīng)常大面積懸頂而不冒落,老頂來壓步距達(dá)50m~70m.
當(dāng)頂板的自身強(qiáng)度承受不了上部巖層和自身的重量時(shí),出現(xiàn)斷裂垮落。
回采過程中遇到斷層或裂隙。
柱式采煤工作面煤柱尺寸過小。
(2)、防治措施
頂板注水軟化。
強(qiáng)制放頂。
循環(huán)淺孔式爆破放頂。
深孔式強(qiáng)制放頂。
超前深孔松動(dòng)爆破。
(三)、巷道頂板事故的分類
巷道頂板事故按發(fā)生的地點(diǎn)分為兩類: 掘進(jìn)工作面冒頂事故,巷道交岔處的冒頂事故。
1、 掘進(jìn)工作面的冒頂事故
(1)、冒頂?shù)脑?br>
掘進(jìn)工作面破巖以后,頂部巖層失去控制,若不及時(shí)支護(hù),隨時(shí)可能冒頂。
已支護(hù)的頂部巖石,若支護(hù)失效,可能造成冒頂。
(2)、防治措施
根據(jù)掘進(jìn)工作面的頂板巖性決定空頂距,當(dāng)頂板巖性破碎、裂隙發(fā)育時(shí)應(yīng)緊跟掘進(jìn)支護(hù)。并及時(shí)延伸前探梁。
嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度;所有危石必須撬下,無法撬下時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。
在通過地質(zhì)破碎帶時(shí),要縮小棚距,并將各架棚子連鎖。
通過破碎帶時(shí)要背好頂板,防止漏矸。
炮掘工作面要嚴(yán)格控制炮眼裝藥量,防止放炮崩倒棚子。
錨桿支護(hù)巷道要注意眼深和錨桿的密度,必要時(shí)采用錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。