煤礦頂板事故簡(jiǎn)介及如何預(yù)防？

1、 煤礦頂板事故簡(jiǎn)介及如何預(yù)防？ 第一節(jié) 頂板災(zāi)難基礎(chǔ)學(xué)問 2021年3月至10月，長(zhǎng)陽縣煤礦共發(fā)生各類死亡事故13起，死亡14人，其中頂板事故10起，死亡11人，分別占事故總起數(shù)和死亡總?cè)藬?shù)的71。長(zhǎng)陽縣煤礦的頂板事故頻發(fā)率高于全國(guó)同類事故水平，一方面與長(zhǎng)陽縣煤礦常常被停產(chǎn)有關(guān)，但最主要的是煤礦在平安管理上缺乏肯定的力度，同時(shí)在平安培訓(xùn)上有肯定的欠缺，因而導(dǎo)致管理人員及工人的素養(yǎng)上存在不足。下面就煤礦頂板事故及修理事故方面的防治講一講。一、煤層的頂?shù)装迕簩拥捻數(shù)装迨侵该合抵形挥诿簩由舷驴隙ň嚯x的巖層，根據(jù)沉積挨次，在下常狀況下，位于煤層之下，先于煤層生成的巖層是底板；位于煤層之上，在煤層形成之

2、后的巖層叫頂板。由于沉積物質(zhì)和沉積環(huán)境的差異，頂?shù)装鍘r層性和厚度各不相同，在開采過程中破裂，冒落的狀況也就不同，了解這些巖層的巖性特征、厚度、層理及節(jié)理發(fā)育程度，強(qiáng)度及含水性等，對(duì)確定頂板管理和巷道支護(hù)方式均有重要意義。依據(jù)頂?shù)装鍘r層相對(duì)煤層的位置和垮落性能，強(qiáng)度等特征的不同，從上至下頂板劃分為基本頂（老頂）、直接頂、偽頂三個(gè)部分；底板分為偽底、直接底及老底三個(gè)部分。不過，對(duì)于某個(gè)特定的煤層來說，其頂?shù)装宓倪@六個(gè)組成部分不肯定發(fā)育俱全。可能缺失某一個(gè)或幾個(gè)組成部分的巖層。（一）煤層的頂板1、偽頂：是緊貼煤層之上的，極易隨煤炭的采出而同時(shí)垮落的較薄巖層，厚度一般為0.3m0.5m,多由頁巖，炭質(zhì)

3、頁巖等組成。2、直接頂：是直接位于偽頂或煤層（如無偽頂）之上巖層，常隨著回撤支架而垮落，厚度一般在1m2m,多由泥巖、而巖、粉砂巖等較易垮落的巖石組成。3、基本頂：又叫老頂，是位于直按頂之上或直接位于煤層這上（此時(shí)無直接頂和偽頂）的厚而堅(jiān)硬的巖層。常在采空區(qū)上方懸露一段時(shí)間，直到達(dá)到相當(dāng)面積之后才能垮落一次，通常由砂巖、礫巖、石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖石的組成。（二）煤層底板1、偽底：直接位于煤層之下的薄層脆弱巖層，多為炭質(zhì)頁巖或泥巖，厚度一般為0.2m0.3m.2、直接底：直接位于煤層之下硬度較低的巖層，厚度一般由幾十厘米到1米左右，通常由泥巖、頁巖或粘土巖。若直接底為粘土巖，則遇水后易膨脹，可能造成巷

4、道底鼓與支架插底現(xiàn)象，輕者影響巷道運(yùn)輸與工作面支護(hù)，重者可使巷道遭愛嚴(yán)峻破壞。3、老底：指位于直接底之下，比較堅(jiān)硬的巖層，多為砂層，石灰?guī)r等。二、采煤工作面頂板分類依據(jù)工作面頂板冒落的難易程度，將頂板分為五類。1、易冒落的松軟頂板該類頂板的特點(diǎn)是煤層頂板是易垮落的松軟巖層，回柱后頂板能馬上冒落，且能填滿采空區(qū)。這類頂板由于冒落比較充分，使位于裂隙帶的老頂巖層，在回采過程中，很簡(jiǎn)單取得平衡，因而老頂?shù)拈_裂，彎曲下沉，對(duì)工作面幾乎沒有什么影響，工作面來壓比較緩和，無明顯的周期壓力，靠采空區(qū)一側(cè)的頂板下沉量較穩(wěn)定，頂板簡(jiǎn)單管理。2、中等冒落性的頂板該類頂板的特點(diǎn)是直接頂，厚度一般小于煤層公平的68倍

5、，其上部為比較堅(jiān)硬的老頂，雖然回柱后直接頂隨之垮落，但因厚度不大，不能填滿采空區(qū)，老頂則置于懸露狀態(tài)，當(dāng)工作面推動(dòng)一段距離后老頂才開頭垮落，此時(shí)因采空區(qū)落差較大，致使工作面呈現(xiàn)周期來壓狀態(tài)，嚴(yán)峻時(shí)可使采場(chǎng)切頂垮面。對(duì)于這類頂板應(yīng)留意老頂?shù)幕顒?dòng)規(guī)律。3、難冒落的堅(jiān)硬頂板這類頂板的特點(diǎn)是老頂直接賦于煤層之上，或有一偽頂，無直接頂，由于老頂垮時(shí)采空區(qū)的落差太大，使工作面呈現(xiàn)明顯的周期來壓，工作面平常的下沉量及下沉速度較小，而當(dāng)周期來壓時(shí)下沉速度急劇增加，工作面頂板狀況快速惡化，應(yīng)當(dāng)留意準(zhǔn)時(shí)實(shí)行措施。4、極難冒落的堅(jiān)硬頂板這類頂板的特點(diǎn)是煤層板為極其堅(jiān)硬的整體性厚巖層，在采空區(qū)能懸露上萬平方米而不垮落

6、，當(dāng)垮落時(shí)則能形成暴風(fēng)，致使工作面造成垮面和嚴(yán)峻破壞。5、可塑性彎曲的頂板該類頂板的特點(diǎn)是直接頂，雖是具有肯定厚度的堅(jiān)硬巖層（如砂巖、石灰?guī)r），但由于其中存在有平行于工作面的節(jié)理裂隙，采煤后頂板下沉，在移動(dòng)過程中斷裂成塊，但仍相互擠在一起具有傳遞水平的力量，就像“砌體梁”一樣，各巖塊相互牽制而成平衡，隨工作面推動(dòng)頂板彎曲下沉接觸底板。堅(jiān)硬堅(jiān)硬冒頂板指的是直接頂巖層比較完整、堅(jiān)硬（固），回柱后頂板不能馬上垮落的頂板。一般為砂巖、砂巖和石灰?guī)r。堅(jiān)硬難冒頂板具有整、厚、硬的性質(zhì)。其次節(jié) 堅(jiān)硬難冒頂板災(zāi)難防治一、堅(jiān)硬難冒頂板的主要特點(diǎn)開采堅(jiān)硬難冒頂板的煤層，采空區(qū)易形成大面積懸頂。使用刀柱法開采時(shí)，懸

7、頂面積高達(dá)幾萬平方米到幾十萬平方米；長(zhǎng)壁垮落法開采時(shí)，老頂初次來壓與垮落面積出可達(dá)1萬m2以上。在超過極限面積后，頂板就會(huì)突然冒落，造成猛烈的動(dòng)力現(xiàn)象。大面積的頂板在極短時(shí)間內(nèi)冒落，不僅對(duì)回采工作面支護(hù)產(chǎn)生嚴(yán)峻的破壞，而且把已采空間的空氣瞬時(shí)壓迫排出，形成巨大的暴風(fēng)，對(duì)四周巷道甚至礦井破壞極大。所謂壓垮型冒頂是由垂直于巖層層面的頂板壓力破壞工作面支架而導(dǎo)致的冒頂。壓垮型冒頂是主要頂板災(zāi)難之一。頂板大面積來壓與冒落，產(chǎn)生壓垮型頂板災(zāi)難事故，是開采堅(jiān)硬難冒頂板的煤層的主要特點(diǎn)。二、堅(jiān)硬難冒頂板工作面來壓規(guī)律頂板大面積來壓與冒落，對(duì)于采納全部垮落法和刀柱法采煤的采煤工作面，其來壓規(guī)律又有所不同，在這里我主要講一下采納全部垮落法管理頂板的狀況。長(zhǎng)壁工作面開采堅(jiān)硬難冒頂板的煤層，在初次來壓前堅(jiān)硬難冒頂板可視為板結(jié)構(gòu)，這時(shí)采煤工作面處于“板”結(jié)構(gòu)的愛護(hù)之下，頂板壓力并不顯著。周期來壓前，工作面上方尚未破壞的老頂巖層開頭呈懸露狀態(tài)，上復(fù)巖層的重量由老頂?shù)膽野逯苯觽鬟f給煤壁，此時(shí)采煤工作面空間處于“懸板”的愛護(hù)之下，隨著工作面推動(dòng)，老頂懸露中跨度增加。其撓度增加，致使煤壁內(nèi)的支承壓力亦相應(yīng)增大，同時(shí)表現(xiàn)為煤壁的變形與片幫。其來壓規(guī)律如下：1、初次來壓與周期來壓步距大堅(jiān)硬難冒頂板采煤工作面初次來壓步距一般大于30m，整體厚砂巖或砂巖、礫巖組合項(xiàng)板則大于50m，甚至可達(dá)100m以上，周期來壓步