煤礦生產(chǎn)與頂板災(zāi)害防治

1、 煤礦生產(chǎn)與頂板災(zāi)害防治 一、煤礦生產(chǎn) （一）煤的形成 煤是由古代植物遺體變化而成的。在礦區(qū)煤層和頂?shù)装鍘r層中常常見到植物枝葉等化石。煤的形成過程大致分為三個階段。 1、泥炭化階段 該階段是由植物遺體變成泥炭的階段。在古代泥炭沼澤中，植物生長非常茂密。植物不斷地繁殖、生長和死亡，其遺體倒在水中，被水沉沒而隔絕了空氣，不斷聚積加厚；同時又不斷分解、化合，形成了泥炭。 2、煤化階段 該階段是由泥炭變成褐煤的階段。泥炭層形成以后，由于地殼下降，被泥沙等沉積物復(fù)蓋掩埋，在壓力和地?zé)岬淖饔孟?，泥炭層開頭脫水、壓緊，體積縮小，密度和硬度增加，碳含量漸漸增加，氧含量進一步減小，從而形成褐煤。 3、變質(zhì)階段

2、該階段是由褐煤變成無煙煤的階段。褐煤形成以后，假如地殼連續(xù)下沉，則在溫度和壓力更大的條件下，褐煤內(nèi)部成份將進一步變化，最終變成了煙煤，煙煤連續(xù)變質(zhì)就形成了無煙煤。 （二）煤的埋藏特征 1、煤層結(jié)構(gòu) 依據(jù)煤層中有無夾石層，可把煤層分為簡潔和簡單結(jié)構(gòu)兩種。簡潔結(jié)構(gòu)煤層不含夾石層；簡單結(jié)構(gòu)煤層含夾石層。夾石層有的為一層，有的有多層，而且夾石層厚度也不一樣。 2、煤層厚度 煤層厚度是指煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。煤層厚度差別很大，從幾厘米，到幾十厘米，有的厚達幾十米，甚至百余米。依據(jù)采煤方法的需要，將煤層厚度分為三類： （1）薄煤層：煤層厚度小于1.30米。 （2）中厚煤層：煤層厚度在1.30-3.50

3、米 （3）厚煤層：煤層厚度大于3.50米。 在生產(chǎn)工作中，習(xí)慣將厚度在6米以上煤層稱為特厚煤層。 3、煤層傾角 煤層傾角是指煤層傾斜面相對水平面的夾角。依據(jù)煤層傾角大小將煤層分為四類： （1）近水平煤層：煤層傾角小于8度。 （2）緩傾斜煤層：煤層傾角在8-25度。 （3）傾斜煤層：煤層傾角在25-45度。 （4）急傾斜煤層：煤層傾角在于45度。 （三）煤層頂?shù)装?位于煤層上面的巖層稱為頂板，煤層下面的巖層稱為底板。 煤層頂板自下而上分為偽頂、直接頂和基本頂； 煤層底板自上而下分為直接底和基本底。 煤層頂?shù)装鍘r性及賦存條件與頂板平安管理關(guān)系非常親密。頂板破裂簡單冒頂；頂板過于堅硬，放頂時不冒落，

4、采煤工作面形成很大的壓力，經(jīng)常將工作面摧垮，使四周巷道塌冒，甚至造成礦毀人亡。對這些特別的頂板必需實行有效的技術(shù)措施，確保頂板平安。 （四）地質(zhì)構(gòu)造 煤層形成以后，由于受到地殼運動作用力的結(jié)果，使其形態(tài)發(fā)生變化，形成多種多樣的地質(zhì)構(gòu)造。煤田地質(zhì)構(gòu)造主要有以下三大類。 1、單斜構(gòu)造 單斜構(gòu)造就是在肯定范圍內(nèi)，煤層大致向同一方向傾斜。煤層傾斜的方向稱為傾向；煤層傾斜面與水平面的交線方向稱為走向。 2、褶皺構(gòu)造 褶皺構(gòu)造指的是煤層因受地殼運動的作用力，被擠成彎彎曲曲的狀態(tài)，但仍保持完整性。其中每一個彎曲部分稱為“褶皺構(gòu)造”，褶曲又分為背斜和向斜。背斜指的是煤層向上凸起的褶曲；向斜指的是煤層向下 的褶

5、曲。 3、斷裂構(gòu)造 斷裂構(gòu)造就是煤層因受地殼運動的作用力而遭到斷裂，失去了原來的連續(xù)完整性。斷裂構(gòu)造又可分為裂隙和斷層。 裂隙指的是斷裂面兩側(cè)的煤層沒有發(fā)生顯著的錯動。 斷層指的是斷裂面兩側(cè)的煤層已經(jīng)發(fā)生了顯著的錯動。 斷層對采掘平安影響極大。 斷層依據(jù)斷裂面兩側(cè)煤層錯動的方向分為三種類型 （1）正斷層：上盤相對下降，下盤相對上升。 （2）逆斷層：上盤相對上升，下盤相對下降。 （3）平移斷層：兩側(cè)煤層沿斷層面做水平移動。 （五）巷道掘進 為了開采地下煤炭，需要從地面對地下開掘一系列巷道通達煤層。巷道通達煤層以后，需要形成采煤工作面，才能對煤炭進行開采。開采出來的煤炭需要運到井底，然后由井底提升

6、到地面。這些環(huán)節(jié)涉及到礦井一系列系統(tǒng)，如開拓系統(tǒng)、采煤系統(tǒng)、運輸提升系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、防排水系統(tǒng)等。（詳見掘進工藝） （六）工作面回采 采煤的基本工序是：破煤、裝煤、運煤、支護和回柱放頂。 由于使用的采煤工藝和支護設(shè)備不同，采煤工作面分為三種類型： 1、炮采工作面。指的是使用煤電鉆打眼、放炮落煤、人工裝煤的工作面。 2、普采工作面。指的是使用采煤機破煤和裝煤的工作面。 3、綜采工作面。指的是使用液壓自移支架的工作面。其采煤工序為：割煤-降柱-移架-升柱-移溜，全部實現(xiàn)機械化作業(yè)。綜采工作面平安好、產(chǎn)量高、效率高、消耗低，是實現(xiàn)煤炭工業(yè)進展和平安生產(chǎn)的重要技術(shù)途徑之一。 二、頂板災(zāi)難防治

7、 頂板事故是指：在井下建設(shè)和生產(chǎn)過程中，由于頂板意外冒落造成的人員傷亡、設(shè)備損壞和生產(chǎn)中止等事故。任何一個井下作業(yè)人員每時每刻都在和頂板打交道，疏忽了就要挨砸。 頂板事故是煤礦五大自然災(zāi)難之一。它的特點是：占全國煤礦事故總起數(shù)的比例和總死亡人數(shù)的比例最高；在特大事故中所占比例較小和一次死亡人數(shù)較少。據(jù)統(tǒng)計，2021年全國煤礦頂板事故起數(shù)占全國煤礦事故總起數(shù)的52.92%；頂板事故死亡人數(shù)占死亡總?cè)藬?shù)的33.33%；頂板事故一次死亡平均人數(shù)為1.13人。 （一）冒頂緣由 井下采掘工作面發(fā)生冒頂?shù)木売稍S多，也很簡單。但總的來說主要有以下兩個方面的緣由。 1、客觀緣由 （1）采煤過程中因圍巖應(yīng)力重新分布、采煤方法選擇不當(dāng)和巷道布置位置不合理，所需支承壓力大于支護的支撐力，從而造成頂板垮落冒頂事故。 （2）工作面遇到突然消失的地質(zhì)構(gòu)造，在按章作業(yè)狀況下，因設(shè)計時資料不全，也會發(fā)生冒頂現(xiàn)象。如采煤工作面消失小斷層，工作中沒有留意分析與觀看，實行通常的支護方法往往發(fā)生冒頂事故。 2、主觀緣由 （1）采掘工作面規(guī)格質(zhì)量低劣。作業(yè)時不堅持敲幫問頂，發(fā)覺隱患不準(zhǔn)時排解；控頂距離把握不當(dāng)；空頂作業(yè)；違章放炮；冒險回柱作業(yè)。 （2）管理不善。煤礦生產(chǎn)管理不同于其他行業(yè)，井下生產(chǎn)條件隨時有所變化，生產(chǎn)管理者不深化現(xiàn)場，不帶班作業(yè)，不嚴(yán)格按三大規(guī)程辦事，盲目開采、違章指揮、紀(jì)律松