頂板災害及防治

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

2、巨大經濟損失和重大人員傷亡，在煤炭行業(yè)發(fā)展整個過程中，因為頂板問題導致的安全事故很多，近年來也時有發(fā)生，頂板事故的特有性質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、找出頂板事故發(fā)生的原因并總結過去所發(fā)生事故的經驗與教訓、認識到頂板災害的嚴重性并積極做好預防措施已經顯得非常重要，另外，改進生產工藝、研究新的科學方法減少甚至杜絕頂板事故的發(fā)生已經迫在眉睫。</p><p>　　關鍵詞：煤礦頂板、頂板事故

3、、頂板事故原因、頂板事故預防、頂板事故控制和處理</p><p><b>　　一 、前言</b></p><p>　　礦井開采過程的采、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事故，統(tǒng)稱頂板事故。其與礦井瓦斯、礦塵、火災、水災一起構成了煤礦通常所說的“五大自然災害”；頂板事故是煤礦中最容易發(fā)生的事故，根據資料統(tǒng)計顯示，我國

4、煤礦頂板事故起數和死亡人數，分別占煤礦事故總起數和死亡人數的50%、40%，80%的頂板事故發(fā)生在回采工作面。因此，認真分析、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>　?。?）煤層傾角（2）采煤工作面的圍巖組成（3）地質構造（4）開采深度（5）煤層厚度</p><p><b>　　2.開采技術</b></p><p>　　開采技術對采煤工作面頂板管理的影響是多方面的，不僅與支護方式有關，還受到回采工藝及其參數（采高、控頂距、循環(huán)進度等）、采空區(qū)處理方式、是否分層開采等開采技術因素的影響。</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)巖石性質及其構造特征(2)開采深度(3)煤層傾角(4)地質構造因素(5)水的影響(6)時間因素的影響</p><p><b>　　2. 開采技術因素</b></p><p>

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

8、中和放頂不實</p><p>　　2．合理選擇工作面推進方向</p><p>　　3．采取正確的支護方法</p><p>　　4. 堅持工作面正規(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間</p><p>　?。ǘ?、大冒頂的防治措施</p><p><b>

9、;　　1、大冒項的原因</b></p><p>　　（1）初次放頂。（2）工作面工程質量低劣，支架規(guī)格質量標準不符合要求。（3）頂板管理不善。（4）地質構造。</p><p>　　2、預防大冒頂的措施 </p><p>　?。?）必須加強礦井生產的地質工作，對每個采區(qū)、每個采煤工作面的頂底板巖性、組成和物理力學性質；煤質軟硬、厚度和傾角的變化；（2）認真

10、編制采區(qū)設計和工作面作業(yè)規(guī)程。（3）大力開展頂板觀察工作，掌握頂板活動規(guī)律，進行頂板來壓預報。 （4）重視初次放頂，加強有效的安全措施。 （5）加強工作面支護和管理。</p><p>　　（三）不同頂板條件下預防冒頂事故的技術要求</p><p>　　1. 采煤工作面過斷層、褶曲等地質構造帶頂板災害的防治</p><p>　　1）采煤工作面過斷層</p>

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

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）采煤工作面過陷落柱（無炭柱）</p><p><b>　　5）遇劈口支護方法</b></p><p>　　2. 采煤工作面過老巷頂板災害的防治</p><p>　　（1）維護加固老巷（2）調整過老巷方向

13、（3）液壓支架過老巷（4）老巷在工作面下方</p><p>　　3. 復合型頂板災害的防治</p><p>　?。?）嚴禁仰斜開采（2）掘進工作面平巷不能破壞復合型頂板（3）初采時不要反向推進（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）網假頂頂板災害的防治</p><p>　?。?）開采第一分

14、層時，從切眼推采開始到初次放頂，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）注意提高鋪網質量（3）開采第二分層時，其開切眼位置應采用內錯式布置，避免網上碎矸上方存有空隙。</p><p>　　（4）盡可能延長第一分層與第二分層的開采間隔時間。</p><p>　　（

15、5）為了使金屬（塑料）網不出現網兜，在開采第一分層時沿工作面傾斜方向每隔0.6～1.Om 鋪設一根底梁（長度為1.2～1.6m)，底梁可以采用對接方式，也可以采用搭接方式。</p><p>　　5. 直接頂異常破碎時頂板災害的防治</p><p>　　（1）選用合適的支柱，使工作面支護系統(tǒng)有足夠的支撐力與可縮量（2）頂板必須背嚴實（3）嚴禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出現局部冒頂<

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

17、松軟的煤、巖層或流砂性地層中及地質破碎帶掘進巷道時，必須采取前探支護或其它措施。</p><p>　　4．支架間應設牢固的撐木或拉桿。</p><p>　　5．更換巷道支護時，在拆除原有支護前，應先加固臨近支護，拆除原有支護后，必須及時除掉頂幫活矸架設永久支護，必要時還應采取臨時支護措施。</p><p>　　6．開鑿或延深斜井下山時，必須在斜井及下山的上口設置防止

18、跑車裝置，在掘進工作面的上方設置堅固的跑車防護裝置，以防跑車沖倒支架造成巷道冒頂。</p><p>　　7．由下向上掘進250以上的傾斜巷道時，必須將溜煤（矸）道與人行道分開，防止煤（矸）滑落傷人。</p><p>　　（二）、不同地點防治頂板事故的注意事項</p><p><b>　　1．掘進頭</b></p><p>

19、;　　（1）根據掘進頭巖石性質，嚴格控制空頂距（2）嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度（3）在掘進頭附近應采用拉條等把棚子連成一體防止棚子被推垮，必要時還要打中柱以抗突然來壓（4）一般情況下永久支護離迎頭的距離不得超過一個循環(huán)的進尺（5）巷道頂部錨桿施工時應由外向里逐個逐排進行，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;　　防治巷道開岔處冒頂的措施如下： （1）巷道交岔點的位置盡量選在巖性好、地質條件穩(wěn)定的地點，開岔口應避開原來巷道冒頂的范圍。（2）采用錨桿（錨索）對巷道交岔點支護時，要進行頂板離層監(jiān)測，并在安全技術措施中對支護的技術參數、監(jiān)測點的布置及監(jiān)測方法等進行規(guī)定。（3）架棚巷道的交岔點采用抬棚支護時，要進行抬棚設計，根據設計對抬棚材料專門加工，抬棚梁和插梁要焊接牙殼。注意選用抬棚材料的質量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強度；（4）當開口處圍巖尖

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

22、支護工藝，縮短圍巖暴露時間，盡快將永久支護緊跟到迎頭。</p><p>　?。?）圍巖松散破碎地點掘進巷道時要縮小棚距，加強支架的穩(wěn)固性。</p><p>　?。?）積極采用圍巖固結及冒落空間充填新技術。對難以通過的破碎帶，采用注漿固結或化學固結新技術。</p><p>　?。?）分層開采時，回風順槽及開切眼放頂要好，堅持注水或注漿提高再生頂板質量，避免出現網上空硐

23、區(qū)。</p><p>　?。?）在巷道貫通或通過交叉點前，必須采用點柱、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，必須從有安全出口及支架完好的地方開始。</p><p>　?。ㄈ┎煌ёo方式防治頂板事故的注意事項</p><p><b>　　1．支架支護</b>&l

24、t;/p><p>　　根據冒頂的原因，提出如下預防措施： （1）可能的情況下巷道應布置在穩(wěn)定的巖體中，并盡量避免采動的影響。 （2）巷道支架應有足夠的支護強度以抗衡圍巖壓力。 （3）巷道支架所能承受的變形量，應與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應。（4）盡可能做到支架與圍巖共同承載。 （5）凡因支護失效而空頂的地點，重新支護時應先護頂，再施工。 （6）巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆老支架。 （7）在易發(fā)生推垮型

25、冒頂的巷道中要提高巷道支架的穩(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</p><p>　　采用錨桿、錨噴支護形式時，應遵守下列規(guī)定：（1）錨桿、錨噴等支護的端頭與掘進工作面的距離，錨桿的形式、規(guī)格、安裝角度，混凝土標號、噴體厚度，掛網所采用金屬網的規(guī)格以及圍巖涌水的處理等，必須在施工組織設計或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。（2）

26、采用鉆爆法掘進的巖石巷道，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，應將孔壁沖洗干凈，砂漿錨桿必須灌滿填實。（5）軟巖使用錨桿支護時，必須全長錨固。（6）錨桿必須按規(guī)定做拉力試驗。煤巷還必須進行頂板離層監(jiān)測，并用記錄牌板顯示。對噴體必須做厚度和強度檢查，并有檢查和試驗記錄。在井下做錨固力試驗時，必須有安全措施。（7）錨桿必須用機械或力矩扳手擰緊，確保錨桿

27、的托板緊貼巷壁。</p><p><b>　　3. 砌碹支護</b></p><p>　?。?）采用鋼筋混凝土砌漩（2）在掘砌一次成巷施工中，掘進工作面到砌碹地點一般保持 20～40 m距離。巷道砌碹時，采取臨時支護措施。（3）頂板不好時要有專門措施，實行短掘短砌。（4）采用料石砌碹時，砌碹用的料石材質和幾何尺寸必須符合設計要求并經檢驗合格，不準用風化石料。（5）要明

28、確規(guī)定抬棚長度和立拱架長度、砌墻和扣拱之間的距離以及永久支護（砌碹）和臨時支架之間的距離。（6）砌墻和扣拱必須做到灰漿飽滿，不準有干縫瞎縫，不準出現重縫現象。砌墻時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</b></p><p>　　根據煤礦的地質條件及礦井設計，結合實際條件，在

29、工作中認真思考，不斷創(chuàng)新，加強理論和實踐的學習。在頂板的管理上，一方面要加強技術的監(jiān)管，另一方面加強施工的監(jiān)管。勤于下井檢查，檢查過程要注重細節(jié)，加強頂板的監(jiān)管，及時發(fā)現頂板隱患，積極和礦領導溝通，發(fā)現較大安全隱患及時匯報。當前煤礦面臨安全生產的形勢依然嚴峻，責任重大，我們必須加強煤礦頂板的監(jiān)管，通過有效的監(jiān)管預防事故的發(fā)生。 </p><p><b>　　參考文獻</b></p>

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