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炮采放顶煤工作面顶板事故的预防

作者:煤炭技术…    文章来源:不详    点击数:    更新时间:2005-11-9

摘 要:分析了炮采工作面顶板事故的类型及产生原因,提出了预防措施。
关键词:炮采放顶煤;顶板事故;预防措施
中图分类号: TD823.4+9;TD77+1   文献标识码: B   文章编号:1008-8725(1999)05-0018-02

Prevention of the roof accident in blast mining top-coal drawing

SONG Zhen-jiang

(Baoan Coal Mine,Ningyang City,Ningyang 271405,China)

Abstract:Analyzing the accident of the type and reason in blast mining top-coal face,and preventative measures are provided.
Key words
:blast mining top-coal drawing; top-coal accident; preventative measures

0 前言
  保安煤矿可采煤层山西组3煤,平均厚度6 m,煤的硬度系数f=1.5~2.5,直接顶厚0~1.5 m,极为破碎,老顶为厚层状的中砂岩,厚15 m。地质构造复杂,断层多,倾角变化大(15~35°),回采中顶板极难管理,并且有支架被推倒现象。自1992年采用悬移顶梁液压支架放顶煤开采,通过7年来的实践,采取了一系列的顶板控制措施,杜绝了顶板事故的发生,创造了一个良好、安全的工作环境。

1 顶板事故的类型及原因分析
1.1 顶板事故的类型
  通过观测研究可知,放顶煤支架上方顶煤已处于破碎状态,顶梁与顶煤(板)的有效相互作用降低,顶板处于不稳定状态,降低了支架与围岩的接触刚度,上覆岩层平衡结构距工作面较远,采空区的煤矸侧向挤压可能形成拱式平衡结构,与分层开采相比,工作面支架承受的压力降低,梁端距(机道)处的顶板冒落灵敏度较高。因此,放顶煤工作面冒顶一般具有二种类型,即漏冒型和推垮型。
1.2 顶板事故的原因分析
1.2.1 漏冒型
  由于工作面上位顶煤处于顶煤破碎区,其上位顶煤受矿山压力作用已开始破碎,支架梁端距处的顶板冒落灵敏度较高,从具体回采过程来看,致使采面漏冒型冒落的因素主要有:
  (1)地质构造方面的原因。工作面过断层破碎带时,由于断层破坏了工作面围岩的完整性,工作面帮顶较破碎,易出现片帮冒顶而引起架前冒落。
  (2)废旧巷道的影响。由于废旧巷道在工作面未形成之前就存在,时间较长,且废旧巷道两侧集中压力升高,巷道顶板由于长时间的裸露及集中压力的影响,致使围岩原始应力状态遭到破坏,极易大面积冒落,尤其在工作面接近废旧巷道10 m左右容易出现冒顶。
  (3)炮眼布置的影响。在放炮落煤时,若炮眼布置不当,炮眼角度、深度不一致,可能在放炮时,使支架失效,破碎顶煤冒落。
  (4)梁端距的影响。放炮落煤后,若不及时支护,使端面暴露时间过长,可能造成端面顶煤破碎而冒落。
  (5)支架架距的影响。当支架布置不均,顶网铺设质量不好时,上位顶煤可能漏空造成冒顶。
1.2.2 推垮型
  这类冒顶事故可以是由老顶大面积运动所引起,有时也可以是由于直接顶与老顶大范围分离,而支架又失去稳定性所引起。
  (1)直接顶厚度较薄,垮落后不能充满采空区,老顶形成滑落失稳,支架的工作阻力无法平衡时,工作面易出现台阶下沉,严重时将直接压垮工作面。
  (2)受层滑构造影响,直接顶与老顶大规模离层,支架初撑力低,且稳定性差时,直接顶在其重力作用下向下方移动,可导致垮面事故。
  (3)在采面仰采时,大块顶煤垮落过程中,可能对工作面支架产生一个向采空区侧的拉应力,而顶煤在此区内承受拉应力的能力非常小,若支架不能提供向工作面煤壁的主动水平力,可能使工作面支架向采空区侧倾倒。
  (4)若顶网铺设联接松驰,支架架距不均,破碎的顶煤可能在铺网质量差的区域形成网兜,此时,可能造成支架受力不均,个别支架失效,网兜增大,在网兜沿倾斜拉力的作用下,使网兜上侧支架被拉倒,造成推垮冒顶。
  (5)当上位顶煤破碎不均时,可能使支架受力不均,个别支架失效或支架阀组泄漏,造成个别支架不能有效地支撑顶煤,使上侧支架下推而冒顶。

2 预防措施
  由于发生冒顶事故而影响生产的原因是多方面的。因此采用多种措施实行综合治理才能奏效。
  (1)当煤壁片帮、顶煤下沉时,支架前端必须顶至煤壁,并在支架间用兀型梁支设一架走向棚,兀型梁前端顶至煤壁,且前柱贴紧煤壁,并装上护顶板。当采面有倾斜断层时同样会发生以上问题。因此除采取以上处理办法,还应在采面距断层5 m时不放顶煤,加快工作面推进度,使顶煤和顶板能充满采空区,减少老顶对工作面的不均衡压力,并适当调整工作面,防止工作面与断层大面积平行接触。
  (2)采用架后低位放煤方法,严格按放煤顺序放煤,使顶煤平衡均匀地放出,尽量少用反复升降液压支架的方法放顶煤。一旦有大块煤挤住煤口,要及时将大块崩碎。减少液压支架反复支撑顶板。严禁从支架前或支架间开天窗放顶煤。根据不同顶煤厚度及地质条件,确定不同的放煤工艺,减小放煤过程对支架的影响,使支架处于稳定状态。加强对放煤口的管理,放煤后各口重新联好网,确保一定的强度,不使支架抵抗各方向冲击力的能力减弱。
  (3)放顶煤工作面煤层的特性对顶板管理影响很大,当顶煤较硬时,可能造成顶煤成层状大块垮落;下位顶煤破碎不均时,可能使支架受力不均。因此,当煤层较硬时,应采取顶煤预裂爆破措施,使顶煤提前破碎,杜绝大块垮落,同时要按设计要求打眼、装药、封装炮泥,防止崩坏顶网而冒顶。
  (4)初采时要确保顶网完整,防止空顶,顶煤不落要及早采取措施强迫落顶,使顶板压力及早传递给支架。工作面初采出切眼后就要开始放顶煤,促使顶板及早垮落,但要保证采空区遗煤或矸石堆积高度在支架高度以上,增强支架的整体稳定性。
  (5)当直接顶厚度较小,冒落后采空区充填高度不超过支架高度,而老顶厚度又比较大且大面积悬露

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