頂板災(zāi)害及防治

1、<p><b>　　頂板災(zāi)害與防治</b></p><p><b>　　頂板災(zāi)害與防治</b></p><p>　　淺談頂板災(zāi)害原因與防治支護(hù)技術(shù)</p><p>　　摘要：采礦作業(yè)不斷深入和發(fā)展，頂板災(zāi)害逐漸被人們認(rèn)識(shí)，現(xiàn)已成為煤礦井下五大自然災(zāi)害之一，頂板事故的不斷擴(kuò)大和蔓延，給煤礦生產(chǎn)帶來(lái)很多困難，甚至造成

2、巨大經(jīng)濟(jì)損失和重大人員傷亡，在煤炭行業(yè)發(fā)展整個(gè)過(guò)程中，因?yàn)轫敯鍐?wèn)題導(dǎo)致的安全事故很多，近年來(lái)也時(shí)有發(fā)生，頂板事故的特有性質(zhì)決定了其具有很大的危害性，為此，掌握基本的頂板理論知識(shí)、找出頂板事故發(fā)生的原因并總結(jié)過(guò)去所發(fā)生事故的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)、認(rèn)識(shí)到頂板災(zāi)害的嚴(yán)重性并積極做好預(yù)防措施已經(jīng)顯得非常重要，另外，改進(jìn)生產(chǎn)工藝、研究新的科學(xué)方法減少甚至杜絕頂板事故的發(fā)生已經(jīng)迫在眉睫。</p><p>　　關(guān)鍵詞：煤礦頂板、頂板事故

3、、頂板事故原因、頂板事故預(yù)防、頂板事故控制和處理</p><p><b>　　一 、前言</b></p><p>　　礦井開(kāi)采過(guò)程的采、掘、維修工作面或者是在已掘成的巷道、采空區(qū)等所發(fā)生的冒頂、片幫、掉矸等人身傷亡和非生產(chǎn)事故，統(tǒng)稱頂板事故。其與礦井瓦斯、礦塵、火災(zāi)、水災(zāi)一起構(gòu)成了煤礦通常所說(shuō)的“五大自然災(zāi)害”；頂板事故是煤礦中最容易發(fā)生的事故，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)

4、煤礦頂板事故起數(shù)和死亡人數(shù)，分別占煤礦事故總起數(shù)和死亡人數(shù)的50%、40%，80%的頂板事故發(fā)生在回采工作面。因此，認(rèn)真分析、研究頂板事故的原因及防治措施具有重要意義。</p><p>　　二、影響頂板事故的主要因素</p><p>　?。ㄒ唬┯绊懖擅汗ぷ髅骓敯迨鹿实囊蛩?lt;/p><p><b>　　1.自然因素</b></p>

5、<p>　　（1）煤層傾角（2）采煤工作面的圍巖組成（3）地質(zhì)構(gòu)造（4）開(kāi)采深度（5）煤層厚度</p><p><b>　　2.開(kāi)采技術(shù)</b></p><p>　　開(kāi)采技術(shù)對(duì)采煤工作面頂板管理的影響是多方面的，不僅與支護(hù)方式有關(guān)，還受到回采工藝及其參數(shù)（采高、控頂距、循環(huán)進(jìn)度等）、采空區(qū)處理方式、是否分層開(kāi)采等開(kāi)采技術(shù)因素的影響。</p>&

6、lt;p>　?。ǘ┯绊懴锏理敯迨鹿实囊蛩?lt;/p><p><b>　　1.自然因素</b></p><p>　　(1)巖石性質(zhì)及其構(gòu)造特征(2)開(kāi)采深度(3)煤層傾角(4)地質(zhì)構(gòu)造因素(5)水的影響(6)時(shí)間因素的影響</p><p><b>　　2. 開(kāi)采技術(shù)因素</b></p><p>

7、　　(l)巷道與開(kāi)采工作的關(guān)系，如巷道是處于一側(cè)采動(dòng)還是兩側(cè)采動(dòng)的條件下，是受初次采動(dòng)還是受多次采動(dòng)影響； (2)巷道的保護(hù)方法，如巷道是依靠留煤柱保護(hù)還是在巷旁用專門的剛性充填帶保護(hù)； (3)巷道本身采用的支架類型和支護(hù)方式。</p><p>　　三、采煤工作面頂板災(zāi)害防治技術(shù)</p><p>　　（一）、局部冒頂事故預(yù)防措施</p><p>　　1. 防止應(yīng)力集

8、中和放頂不實(shí)</p><p>　　2．合理選擇工作面推進(jìn)方向</p><p>　　3．采取正確的支護(hù)方法</p><p>　　4. 堅(jiān)持工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)</p><p>　　5. 減少頂板暴露面積和縮短頂板暴露時(shí)間</p><p>　　（二）、大冒頂?shù)姆乐未胧?lt;/p><p><b>

9、;　　1、大冒項(xiàng)的原因</b></p><p>　?。?）初次放頂。（2）工作面工程質(zhì)量低劣，支架規(guī)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不符合要求。（3）頂板管理不善。（4）地質(zhì)構(gòu)造。</p><p>　　2、預(yù)防大冒頂?shù)拇胧?</p><p>　?。?）必須加強(qiáng)礦井生產(chǎn)的地質(zhì)工作，對(duì)每個(gè)采區(qū)、每個(gè)采煤工作面的頂?shù)装鍘r性、組成和物理力學(xué)性質(zhì)；煤質(zhì)軟硬、厚度和傾角的變化；（2）認(rèn)真

10、編制采區(qū)設(shè)計(jì)和工作面作業(yè)規(guī)程。（3）大力開(kāi)展頂板觀察工作，掌握頂板活動(dòng)規(guī)律，進(jìn)行頂板來(lái)壓預(yù)報(bào)。 （4）重視初次放頂，加強(qiáng)有效的安全措施。 （5）加強(qiáng)工作面支護(hù)和管理。</p><p>　?。ㄈ┎煌敯鍡l件下預(yù)防冒頂事故的技術(shù)要求</p><p>　　1. 采煤工作面過(guò)斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造帶頂板災(zāi)害的防治</p><p>　　1）采煤工作面過(guò)斷層</p>

11、<p>　　（1）過(guò)斷層的方法。采煤工作面過(guò)斷層時(shí)，先把斷層落差、范圍、與走向的交角弄清楚，然后制定過(guò)斷層的方法。</p><p>　　（2）過(guò)斷層常用的支架方式。</p><p>　　2）采煤工作面過(guò)褶曲</p><p>　　采煤工作面過(guò)褶曲時(shí)事先挑頂或臥底，底板起伏變化平緩。</p><p>　　3）采煤工作面過(guò)沖刷帶<

12、;/p><p>　　沖刷帶在采煤工作面破碎范圍較大，使煤層變薄，甚至尖滅。</p><p>　　4）采煤工作面過(guò)陷落柱（無(wú)炭柱）</p><p><b>　　5）遇劈口支護(hù)方法</b></p><p>　　2. 采煤工作面過(guò)老巷頂板災(zāi)害的防治</p><p>　?。?）維護(hù)加固老巷（2）調(diào)整過(guò)老巷方向

13、（3）液壓支架過(guò)老巷（4）老巷在工作面下方</p><p>　　3. 復(fù)合型頂板災(zāi)害的防治</p><p>　?。?）嚴(yán)禁仰斜開(kāi)采（2）掘進(jìn)工作面平巷不能破壞復(fù)合型頂板（3）初采時(shí)不要反向推進(jìn)（4）提高支架的穩(wěn)定性（5）提高單體支柱的初撐力和剛度</p><p>　　4. 金屬（塑料）網(wǎng)假頂頂板災(zāi)害的防治</p><p>　?。?）開(kāi)采第一分

14、層時(shí)，從切眼推采開(kāi)始到初次放頂，由采空區(qū)向頂板打深孔( 3～5m ）爆破將煤崩出，直接頂崩碎，充填網(wǎng)上冒落空隙，以阻止六面體的去路。深孔爆破的部位主要是開(kāi)切眼附近、上分層停采位置及工作面上下兩端。（2）注意提高鋪網(wǎng)質(zhì)量（3）開(kāi)采第二分層時(shí)，其開(kāi)切眼位置應(yīng)采用內(nèi)錯(cuò)式布置，避免網(wǎng)上碎矸上方存有空隙。</p><p>　?。?）盡可能延長(zhǎng)第一分層與第二分層的開(kāi)采間隔時(shí)間。</p><p>　?。?/p>

15、5）為了使金屬（塑料）網(wǎng)不出現(xiàn)網(wǎng)兜，在開(kāi)采第一分層時(shí)沿工作面傾斜方向每隔0.6～1.Om 鋪設(shè)一根底梁（長(zhǎng)度為1.2～1.6m)，底梁可以采用對(duì)接方式，也可以采用搭接方式。</p><p>　　5. 直接頂異常破碎時(shí)頂板災(zāi)害的防治</p><p>　　（1）選用合適的支柱，使工作面支護(hù)系統(tǒng)有足夠的支撐力與可縮量（2）頂板必須背嚴(yán)實(shí)（3）嚴(yán)禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出現(xiàn)局部冒頂<

16、/p><p>　　四、巷道頂板災(zāi)害的防治</p><p>　?。ㄒ唬┫锏谰蜻M(jìn)和支護(hù)的基本安全注意事項(xiàng)</p><p>　　1．從總的方面看，要防治巷道頂板事故，在開(kāi)掘巷道時(shí)就應(yīng)該避免把巷道布置在由采動(dòng)引起的高應(yīng)力區(qū)內(nèi)，或布置在很軟弱破碎的巖層里。</p><p>　　2．掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)。</p><p>　　3．在

17、松軟的煤、巖層或流砂性地層中及地質(zhì)破碎帶掘進(jìn)巷道時(shí)，必須采取前探支護(hù)或其它措施。</p><p>　　4．支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉桿。</p><p>　　5．更換巷道支護(hù)時(shí)，在拆除原有支護(hù)前，應(yīng)先加固臨近支護(hù)，拆除原有支護(hù)后，必須及時(shí)除掉頂幫活矸架設(shè)永久支護(hù)，必要時(shí)還應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施。</p><p>　　6．開(kāi)鑿或延深斜井下山時(shí)，必須在斜井及下山的上口設(shè)置防止

18、跑車裝置，在掘進(jìn)工作面的上方設(shè)置堅(jiān)固的跑車防護(hù)裝置，以防跑車沖倒支架造成巷道冒頂。</p><p>　　7．由下向上掘進(jìn)250以上的傾斜巷道時(shí)，必須將溜煤（矸）道與人行道分開(kāi)，防止煤（矸）滑落傷人。</p><p>　?。ǘ?、不同地點(diǎn)防治頂板事故的注意事項(xiàng)</p><p><b>　　1．掘進(jìn)頭</b></p><p>

19、;　?。?）根據(jù)掘進(jìn)頭巖石性質(zhì)，嚴(yán)格控制空頂距（2）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度（3）在掘進(jìn)頭附近應(yīng)采用拉條等把棚子連成一體防止棚子被推垮，必要時(shí)還要打中柱以抗突然來(lái)壓（4）一般情況下永久支護(hù)離迎頭的距離不得超過(guò)一個(gè)循環(huán)的進(jìn)尺（5）巷道頂部錨桿施工時(shí)應(yīng)由外向里逐個(gè)逐排進(jìn)行，不得在所有的錨桿眼施工完后再安裝錨桿</p><p><b>　　2. 巷道交叉處</b></p><p&g

20、t;　　防治巷道開(kāi)岔處冒頂?shù)拇胧┤缦拢?（1）巷道交岔點(diǎn)的位置盡量選在巖性好、地質(zhì)條件穩(wěn)定的地點(diǎn)，開(kāi)岔口應(yīng)避開(kāi)原來(lái)巷道冒頂?shù)姆秶?。?）采用錨桿（錨索）對(duì)巷道交岔點(diǎn)支護(hù)時(shí)，要進(jìn)行頂板離層監(jiān)測(cè)，并在安全技術(shù)措施中對(duì)支護(hù)的技術(shù)參數(shù)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置及監(jiān)測(cè)方法等進(jìn)行規(guī)定。（3）架棚巷道的交岔點(diǎn)采用抬棚支護(hù)時(shí)，要進(jìn)行抬棚設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)抬棚材料專門加工，抬棚梁和插梁要焊接牙殼。注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強(qiáng)度；（4）當(dāng)開(kāi)口處圍巖尖

21、角被壓壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)抬棚穩(wěn)定性的措施。（5）必須在開(kāi)口抬棚支設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿，不得過(guò)早拆除，切忌先拆棚腿后支抬棚。</p><p>　　3. 圍巖松散破碎地點(diǎn)</p><p>　?。?） 炮掘工作面采用對(duì)圍巖震動(dòng)較小的掏槽方法，控制裝藥量及放炮順序。</p><p>　　（2） 根據(jù)不同情況，采用超前支護(hù)、短段掘砌法、超前導(dǎo)硐法等少暴露破碎圍巖的掘進(jìn)和

22、支護(hù)工藝，縮短圍巖暴露時(shí)間，盡快將永久支護(hù)緊跟到迎頭。</p><p>　?。?）圍巖松散破碎地點(diǎn)掘進(jìn)巷道時(shí)要縮小棚距，加強(qiáng)支架的穩(wěn)固性。</p><p>　?。?）積極采用圍巖固結(jié)及冒落空間充填新技術(shù)。對(duì)難以通過(guò)的破碎帶，采用注漿固結(jié)或化學(xué)固結(jié)新技術(shù)。</p><p>　　（5）分層開(kāi)采時(shí)，回風(fēng)順槽及開(kāi)切眼放頂要好，堅(jiān)持注水或注漿提高再生頂板質(zhì)量，避免出現(xiàn)網(wǎng)上空硐

23、區(qū)。</p><p>　　（6）在巷道貫通或通過(guò)交叉點(diǎn)前，必須采用點(diǎn)柱、托棚或木垛加固前方支架，控制放炮及裝藥量，防止崩透崩冒。</p><p>　?。?）維修老巷時(shí)，必須從有安全出口及支架完好的地方開(kāi)始。</p><p>　?。ㄈ┎煌ёo(hù)方式防治頂板事故的注意事項(xiàng)</p><p><b>　　1．支架支護(hù)</b>&l

24、t;/p><p>　　根據(jù)冒頂?shù)脑颍岢鋈缦骂A(yù)防措施： （1）可能的情況下巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體中，并盡量避免采動(dòng)的影響。 （2）巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖壓力。 （3）巷道支架所能承受的變形量，應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。（4）盡可能做到支架與圍巖共同承載。 （5）凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn)，重新支護(hù)時(shí)應(yīng)先護(hù)頂，再施工。 （6）巷道替換支架時(shí)，必須先支新支架，再拆老支架。 （7）在易發(fā)生推垮型

25、冒頂?shù)南锏乐幸岣呦锏乐Ъ艿姆€(wěn)定性，可以在巷道的支架之間用拉撐件連接固定，增加架棚的穩(wěn)定性，以防推倒。</p><p>　　2. 錨桿、錨噴支護(hù)</p><p>　　采用錨桿、錨噴支護(hù)形式時(shí)，應(yīng)遵守下列規(guī)定：（1）錨桿、錨噴等支護(hù)的端頭與掘進(jìn)工作面的距離，錨桿的形式、規(guī)格、安裝角度，混凝土標(biāo)號(hào)、噴體厚度，掛網(wǎng)所采用金屬網(wǎng)的規(guī)格以及圍巖涌水的處理等，必須在施工組織設(shè)計(jì)或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。（2）

26、采用鉆爆法掘進(jìn)的巖石巷道，必須采用光面爆破。（3）打錨桿眼前，必須首先敲幫問(wèn)頂，將活矸處理掉，在確保安全的條件下，方可作業(yè)。（4）使用錨固劑固定錨桿時(shí)，應(yīng)將孔壁沖洗干凈，砂漿錨桿必須灌滿填實(shí)。（5）軟巖使用錨桿支護(hù)時(shí)，必須全長(zhǎng)錨固。（6）錨桿必須按規(guī)定做拉力試驗(yàn)。煤巷還必須進(jìn)行頂板離層監(jiān)測(cè)，并用記錄牌板顯示。對(duì)噴體必須做厚度和強(qiáng)度檢查，并有檢查和試驗(yàn)記錄。在井下做錨固力試驗(yàn)時(shí)，必須有安全措施。（7）錨桿必須用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊，確保錨桿

27、的托板緊貼巷壁。</p><p><b>　　3. 砌碹支護(hù)</b></p><p>　?。?）采用鋼筋混凝土砌漩（2）在掘砌一次成巷施工中，掘進(jìn)工作面到砌碹地點(diǎn)一般保持 20～40 m距離。巷道砌碹時(shí)，采取臨時(shí)支護(hù)措施。（3）頂板不好時(shí)要有專門措施，實(shí)行短掘短砌。（4）采用料石砌碹時(shí)，砌碹用的料石材質(zhì)和幾何尺寸必須符合設(shè)計(jì)要求并經(jīng)檢驗(yàn)合格，不準(zhǔn)用風(fēng)化石料。（5）要明

28、確規(guī)定抬棚長(zhǎng)度和立拱架長(zhǎng)度、砌墻和扣拱之間的距離以及永久支護(hù)（砌碹）和臨時(shí)支架之間的距離。（6）砌墻和扣拱必須做到灰漿飽滿，不準(zhǔn)有干縫瞎縫，不準(zhǔn)出現(xiàn)重縫現(xiàn)象。砌墻時(shí)必須把料石用石楔支平。（7）拱架之間必須有撐桿拉手，拱架要支穩(wěn)支牢，保證巷道中腰線符合規(guī)定。</p><p><b>　　五、總結(jié)</b></p><p>　　根據(jù)煤礦的地質(zhì)條件及礦井設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際條件，在

29、工作中認(rèn)真思考，不斷創(chuàng)新，加強(qiáng)理論和實(shí)踐的學(xué)習(xí)。在頂板的管理上，一方面要加強(qiáng)技術(shù)的監(jiān)管，另一方面加強(qiáng)施工的監(jiān)管。勤于下井檢查，檢查過(guò)程要注重細(xì)節(jié)，加強(qiáng)頂板的監(jiān)管，及時(shí)發(fā)現(xiàn)頂板隱患，積極和礦領(lǐng)導(dǎo)溝通，發(fā)現(xiàn)較大安全隱患及時(shí)匯報(bào)。當(dāng)前煤礦面臨安全生產(chǎn)的形勢(shì)依然嚴(yán)峻，責(zé)任重大，我們必須加強(qiáng)煤礦頂板的監(jiān)管，通過(guò)有效的監(jiān)管預(yù)防事故的發(fā)生。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

30、;<p>　　[1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督總局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)督局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[2]李白英.開(kāi)采損害與環(huán)境保護(hù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[3]杜計(jì)平，孟憲銳.采礦學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.</p><p>　　[4]錢鳴高，石平五，許家林.

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