煤矿顶板灾害防治新技术

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1、教案顶板灾害防治授课人：王建军单位：生产科在我国煤矿的自然灾害中，顶板灾害是不容忽视的一大自然灾害，随着煤矿开采技术、支护技术、管理水平的不断提高，尽管顶板事故的发生率有所降低，但就死亡人数来说，仍占相当的比例，必须对其加大预防与监察的力度，以减少顶板事故频发的程度。减少和杜绝事故的发生，必须深入研究顶板事故类型及其形成的条件、机理和防治措施。第一节顶板事故分类顶板事故可分为采场（工作面）顶板事故和巷道顶板事故两大类。根据多年对顶板事故的统计，采场顶板事故死亡人数约占顶板事故死亡人数的70％，而巷道顶板事故约占顶板事故死亡人数的30％。近年来，随着工作

2、面液压支架等支护水平的提高，采场顶板事故死亡人数比例有所下降；但随着开采深度的增加，井型的加大，大断面巷道越来越多，巷道顶板事故死亡人数的比例有上升趋势。一、采场顶板事故的分类（一）按力源分类按力源可将采场顶板事故分为压垮型、漏冒型和推垮型三大类。1.压垮型冒顶（1）基本顶来压时的压垮型冒顶。（2）厚层难冒顶的大面积冒顶。（3）直接顶冒落导致的压垮型冒顶。2.漏冒型冒顶（1）大面积漏冒型冒顶。（2）局部漏冒型冒顶。（3）靠煤壁附近的局部冒顶。（4）工作面上下出口的局部冒顶。（5）地质破坏带附近的局部冒顶。（6）放顶线及其附近的局部冒顶。3.推垮型冒顶（

3、1）复合顶板推垮型冒顶。（2）金属网下推垮型冒顶。（3）大块游离顶板旋转推垮型冒顶。（4）采空区冒矸冲人采场的推垮型冒顶。（二）按冒顶事故范围分类煤矿中，习惯于将采场事故分为局部冒顶和大型冒顶两大类。1.局部冒顶局部冒顶是指采掘工作空间或井下其他工作地点局部范围内顶板岩石坠落造成的顶板事故。局部冒顶事故的特点是范围小，一次死亡人数只有1—2人。人们往往错误地认为这类零打碎敲的偶然性事故缺乏规律性，很难避免。其实不然，对回采工作面发生局部冒顶事故的分析表明，绝大多数局部冒顶事故的发生是有条件的，也是有规律的，只要采用正确的手段实现对顶板的监测，掌握其规律

4、，并提前采取针对性预防措施，将顶板控制建立在科学的基础上，绝大部分局部冒顶事故是可以杜绝的。局部冒顶实质上是控顶区内已破碎的直接顶失去有效的支护而造成的。从工序与发生的地点看，局部冒顶可分为4类：靠近煤壁的局部冒顶；上下出口的局部冒顶；放顶线附近的局部冒顶；地质破坏带附近的局部冒顶。2.大型冒顶大型冒顶通常是指冒顶范围较大，伤亡人数较多（每次死亡人数3人及3人以上）的冒顶。它包括两端来压时的压垮型冒顶、厚层难冒落的大面积冒顶、直接顶导致的压垮型冒顶、大面积漏冒型冒顶、复合顶板推垮型冒顶、金属网下推垮型冒顶、大块游离顶板旋转推垮型冒顶及采空区冒矸冲入采场

5、的推垮型冒顶等。大量采场冒顶事故案例表明，有些冒顶只属于一个基本类型，有不少冒顶属于两个基本类型，不能排除会出现压、漏、推3种基本类型组合的冒顶。二、采场冒顶事故原因及防治措施（一）靠近煤壁的局部冒顶1.冒顶原因这类事故的发生是由于采煤过程中，裸露的破碎顶板得不到及时支护，或支护不当，支护质量不好造成的。顶板破碎的原因主要是由原生构造和采动等原因，在直接顶中形成具有“人字劈”、“升斗劈”等游离岩块的镶嵌型顶板。这类游离岩块落煤后，如果得不到及时支护或支柱打得不牢受采动影响后，就会逐渐脱离岩体，无约束地自由下移、冒落，以致造成局部冒顶事故。在采用爆破法落

6、煤时，如果炮眼布置不恰当或装药量过多，也可能在爆破时崩倒支架而导致局部冒顶。在基本顶来压时，煤层强度较低，也可能因煤壁片帮而扩大了无支护空间，也会造成局部冒顶。2.防治措施（1）采取正确的支护方法。对刚裸露的顶板要采用及时支护、超前支护的支护方式，例如采用正悬臂交错顶梁支架，正倒悬臂错梁直线柱支架；支护前加强敲帮问顶，支架密度和裂隙间距要相适应；支柱要有足够的初撑力，支得稳、抗得住，力求控制裂隙的发展，岩块的移动、滑落。（2）爆破时，炮眼布置及装药量要适度、合理，尽量避免崩倒支架。（3）对易片帮的煤层，尽量使工作面与煤层的主要节理方向垂直或斜交，一旦片

7、帮，易掏梁窝超前支护。对于机采工作面，顶板很破碎时，使用正悬臂交错顶梁支护或正倒悬臂错梁直线柱支护，仍解决不了梁端距过大的问题，应选用煤炭科学研究院北京开采所与徐州矿务局合作研制并试验成功的HLD—500型短顶梁，配合铰接顶梁的支护方式。（二）上下出口的局部冒顶1.冒顶原因（1）此处为工作面与工作面巷道的交叉处，控顶范围比较大，加之应力叠加，支护初撑力一般都很小，很难控制直接顶不下沉、不松动、不破碎。（2）.此处经常要进行工作面输送机机头、机尾的拆卸工作，难免要替换原来的支护，有时还会碰倒本不该替换的棚子，此时已破碎的直接顶可能局部冒落而造成事故。（3

8、）工作面不断推进，往往要用工作面支护替换原来巷道的支护，此处始终处于反复支撑状态，在一拆一支间