回采工作面頂板事故原因分析及控制措施

1、回采工作面頂板事故原因分析及控制措施 回采工作面是煤礦井下生產(chǎn)的第一線，提升工作面的單產(chǎn)是提升礦井原煤產(chǎn)量和降低原煤成本的關(guān)鍵。但是，在回采工作面推動(dòng)過(guò)程中，常常有突然涌水、火災(zāi)、瓦斯、煤塵爆炸和大面積冒頂?shù)葹?zāi)害的侵?jǐn)_。其中，頂板事故則是影響工作面生產(chǎn)的一大隱患。由于各種頂板事故的原因是不盡相同的，它們的顯現(xiàn)形式也有差異。因此，正確區(qū)分各種頂板事故，掌握相應(yīng)的措施，對(duì)回采工作面安全生產(chǎn)以及提升礦井原煤產(chǎn)量都有著重要的意義。1局部冒頂事故的原因及其預(yù)防措施在回采工作面推動(dòng)過(guò)程中局部冒頂事故時(shí)有發(fā)生，這類事故發(fā)生在破碎頂板的條件下(如頁(yè)巖、煤頂、再生頂板等)。依據(jù)回采工作面的回采工藝過(guò)程和事故產(chǎn)生

2、的原因不同，這類事故又可分為:采煤過(guò)程中發(fā)生的局部冒頂事故和回柱過(guò)程中發(fā)生的局部冒頂事故。采煤過(guò)程中發(fā)生的局部冒頂事故，主要原因是由于采煤過(guò)程中破碎頂板沒(méi)有得到及時(shí)支護(hù)，頂板大面積出露和頂板懸露的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而導(dǎo)致直接頂受壓變形，遭到破壞，或者，雖然對(duì)破碎頂板進(jìn)行了及時(shí)支護(hù)，但由于支柱支設(shè)質(zhì)量不好而造成了直接頂局部冒頂?；刂^(guò)程中發(fā)生的局部冒頂事故，主要原因是因回柱操作方式不合理，先回承壓柱，引起四周破碎頂板冒落，導(dǎo)致大塊研石推倒支柱，使鄰近破碎頂板失去支護(hù)而造成的。(1)在摸清頂板性質(zhì)的基礎(chǔ)上，認(rèn)真做好破碎頂板狀況的猜測(cè)預(yù)報(bào)工作。采煤過(guò)程中要強(qiáng)化安全防范意識(shí)，認(rèn)真觀察頂板變形狀況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)

3、處理，不留后患。(2)合理選擇工作面推動(dòng)方向和回采工藝方式。為了防止頂板出露后因下沉量加大，破碎加劇，而導(dǎo)致頂板冒落，回采工作面要盡量垂直裂隙推動(dòng)。在回采工藝方式上，如果采納炮采，應(yīng)當(dāng)采用小范圍放小煤“開(kāi)窗口，的方式，防止頂板大面積出露;如果是機(jī)采應(yīng)選擇單滾筒采煤機(jī)，盡量減少無(wú)立柱空間的寬度，減少頂板出露面積。(3)采用合理的支護(hù)方式。在回采工作面推動(dòng)過(guò)程中，施行經(jīng)驗(yàn)證實(shí)在破碎頂板條件下，支護(hù)時(shí)，首先必須支護(hù)好剛裸露的頂板。因此，對(duì)采煤后出露的頂板要及時(shí)支護(hù)，在支護(hù)方法上，應(yīng)盡量垂直裂隙掛梁，并且，合理的支護(hù)密度應(yīng)保證與裂隙間距相適應(yīng)。(4)強(qiáng)化支柱的支設(shè)質(zhì)量。當(dāng)支柱支設(shè)的質(zhì)量較差時(shí)，由于頂板

4、受力不均勻，造成各別區(qū)域應(yīng)力集中，破壞了頂板完整性。或支設(shè)支柱時(shí)，支柱的初撐力不夠，使頂板在暴露初期產(chǎn)生了過(guò)大的離層或者過(guò)早的斷裂，破壞了頂板自身的完整性，造成局部冒頂。因此，在支設(shè)支柱時(shí)，不能將支柱支在浮研上，必須找真頂和實(shí)底支設(shè)支架，保證支架的整體工作特性。另外，要盡量增大支柱的初撐力，目前一般認(rèn)為初撐力為工作阻力的50%比較適宜。(5)采用正確的回柱方法。采用正確的回柱方法是防止頂板冒落的重要環(huán)節(jié)。在回采過(guò)程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行工作面的操作規(guī)程，采用正確的回柱方法，以保證支柱承載均勻，防止頂板壓力向局部支柱集中，使支柱承載不均勻，造成局部頂板破碎給回柱工作帶來(lái)困難。 2直接頂運(yùn)動(dòng)造成的切頂垮

5、面事故原因及其控制措施(1)煤層條件。頂板垮面事故大多數(shù)發(fā)生在煤層厚度超過(guò)1.5m，煤層傾角大于20º的單一煤層，或煤層下分層開(kāi)采時(shí)。在這種狀況下，煤層頂板有足夠的運(yùn)動(dòng)空間，頂板在自重的作用下沿傾斜方向會(huì)產(chǎn)生較大的下滑力。此時(shí)，在下滑力的牽引下，頂板容易出現(xiàn)裂隙而加劇破碎。(2)開(kāi)采技術(shù)條件。在老頂來(lái)壓之前，由于這個(gè)階段頂板下沉量小，支架上的壓力較小，直接頂容易離層，造成支架穩(wěn)定性降低，且容易被推倒，或由于采空區(qū)冒落波及采場(chǎng)推倒支柱;在采煤、放頂過(guò)程中引起工作面發(fā)生局部冒頂事故，使頂板失去下部巖層對(duì)它的依托和上部巖層對(duì)它的牽制作用;工作面支護(hù)不合理，支柱初撐力低，輔助結(jié)構(gòu)壓縮量大，支

6、柱鉆底，造成頂板離層，以及由于支護(hù)方式不當(dāng)，支柱反力方向不對(duì)，穩(wěn)定性低，造成了回采工作面支架沒(méi)有阻止頂板沿傾斜下滑的能力。(1)必須強(qiáng)化回采工作面日常頂板管理工作，防止回采工作面局部冒頂事故的發(fā)生。(2)做好頂板狀況的猜測(cè)預(yù)報(bào)工作。首先，強(qiáng)化對(duì)頂板的下滑可能性進(jìn)行猜測(cè)，猜測(cè)煤頂板是否存在下滑的煤層條件;頂板在傾斜方向上是否被切斷而失去上部的牽制作用;是否存在有同意頂板下滑的空間。其次，依據(jù)煤壁片幫、頂板下沉量及支柱載荷有顯然變化等現(xiàn)象，對(duì)頂板可能下滑的地點(diǎn)和時(shí)間進(jìn)行判斷，及時(shí)進(jìn)行控制和管理。(3)進(jìn)行正確的支護(hù)控制制定。頂板沿傾斜方向的下滑力一般可由下式估算:T=Qsinx=MLlrsinx式中M下滑的直接頂厚度，m;L回采工作面控頂距，m;l頂板沿傾斜方向可能下滑的范圍，m;x煤層傾角，ºr直接頂容重，t/m³依據(jù)上式估算的下滑力大小，確定增加傾斜抬棚的數(shù)量，以提升對(duì)抗頂板下滑的能力，提升支柱的初撐力，保證足夠的支護(hù)阻力，防止直接頂離層;另外，也可沿切頂線，架設(shè)叢柱或排柱，控制頂板下沉。施行證實(shí)，在條件同意的狀況下，采納單體液壓支柱或金屬摩擦支柱加傾斜抬棚控制頂板，效果顯著。(4)注意支架支護(hù)的效果?；夭晒ぷ髅嬷Ъ苤ёo(hù)，必須與礦壓顯現(xiàn)狀況相適應(yīng)，支護(hù)時(shí)，支柱必須