五煤矿顶板事故及预防知识
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富盛煤矿10.15顶板事故防范措施
富盛煤矿10.15顶板事故是一起十分严重的煤矿事故。
为了预防矿难的发生,煤矿企业可以采取以下一些防范措施:
1. 建立健全煤矿安全管理制度,明确责任分工,加强对煤矿安全的监督和管理,完善安全生产体系。
2. 加强对煤矿安全设备的日常维护和检查,确保设备运转正常、安全可靠。
3. 持续加强对煤矿职工的安全教育和培训,增强职工的安全意识,不断提高职工的安全技能和操作水平。
4. 严格执行煤矿生产安全规章制度和有关安全法律法规,切实把安全生产纳入到煤矿的生产经营管理之中。
5. 推行科学安全开采技术,完善采掘煤层的支护设施,提高煤矿安全生产的科技含量和水平。
6. 建立健全应急处置机制,制定应急预案,提高应急处置的能力和效率,确保一旦发生煤矿事故可以及时、有效地处置。
这些措施可以提高煤矿企业的安全生产水平,预防和降低煤矿事故发生的概率。
例谈煤矿顶板事故原因及防治措施顶板事故是指在地下采煤过程中,顶板意外冒落造成人员伤亡、设备损坏、生产终止等的事故。
过去,顶板事故据资料显示占全部死亡人数的40%以上。
现顶板事故虽有减少,但仍是煤矿生产的主要灾害之一。
顶板事故按冒顶范围分局部冒顶和大型冒顶;按力学分为压跨型冒顶、漏冒型冒顶和推跨型冒顶。
采场局部冒顶常发生在上下出口、煤壁线、放顶线、地质构造处及采煤工作面附近。
1 常见的顶板事故的原因冒顶事故主要是开采过程中矿山压力活动所致,煤岩层顶板在矿压活动过程中由最初的顶板的层节理出现裂隙,渐变为产生离层,在没有采取主动顶板支护措施或支护质量不可靠情况下,压力持续增大,岩石变形超过弹性变形极限,就会出现断裂、掉渣、下沉量加大、伴有片帮后产生垮落或局部冒顶。
1. 1 地质构造复杂断层、褶曲、陷落柱等地带受构造破坏较大,顶板破碎很容易发生漏顶和冒落。
如果不掌握开采煤层的地质条件,在回采时老顶初次来压和周期来压时,顶板下沉量和下沉速度都急剧增加,支柱(架)压力短时间剧增,如果顶板完整坚硬且相比较厚,就会导致超前压力过大,伴有顶板出现台阶下沉,此时冒顶发生的几率极高。
1. 2 违章指挥和违章作业工程技术管理人员根据本区域的地质资料,结合实际认真编制了作业规程,采掘作业规程根据不同的地质条件,规定不同的回采工艺、针对性措施、工作面的支护方式、施工质量标准等。
如果现场管理不到位,长期存在违章指挥和违章作业的情况得不到纠正和整改。
1. 3 麻痹疏忽心存侥幸的因素发生顶板事故员工不按要求打设临时支护、特殊支护、加强支护而冒险空顶作业,作业人员顶板防范意识不强,不采取主动措施,往往容易酿成顶板事故。
1. 4 工作面生产循环不正常回采工作面因影响了正常的生产循环,在正常循环速度放慢的情况下,支柱的工作阻力将变大来平衡顶板的产生的高压力。
此时,工作面的回柱放顶相对就会困难,处理难回柱的环节也容易发生顶板事故。
2 顶板控制设计准则及其力学保证条件2. 1 顶板控制设计的原则顶板控制设计的原则是在确实保证排除冒顶事故的前提下,争取最低的支护强度和最小的工作阻力。
煤矿顶板事故预防措施1.采掘工作面在采掘施工之前均要认真编制作业章程,正确确定工作面支护方式,有效控制顶板,如果情况发生变化时,必须及时修改作业章程或补充安全措施。
2.因为没有端头支架,存在个别综采工作面未使用端头支架。
支护采用单体柱木梁套棚加抬棚混合支护。
预防端头冒顶措施:①加强端头支护,距工作面10m范围以内保证一梁四柱,10-20m范围以内一梁三柱,抬棚沿工作面架设,排头架要抬住小棚。
严格按照规程回柱放顶打好戗柱。
②进、回风巷铺顶网,控制顶板。
③当顶板压力增大时,要增加单体柱,增加支护强度,再加强木梁厚度,保证顶板支护效果。
④加强端头支护管理,要保证单体柱的支护效果,确保支护单体柱不漏液,失效支柱及时更换。
⑤加强端头压力观察,发现压力增大或周期老顶来压,及时加强支护,确保支护效果。
3.井下所有的人员必须时刻注意工作面顶板变化情况,尤其是安检员要重点检查工作面的顶板情况,发现不安全隐患时,要立即汇报矿调度室和安全调度台并采取相应措施或下令停工撤人。
4.加强金属支护、支架和单体液压支柱的检测、修理、试压,日常监控及时检查更换失效的梁柱,保证每根都有良好的工作性能。
5.加强工程质量管理,搞好质量标准化,提高优良品率。
6.坚持矿压观测与顶板监控、分析,掌握顶板活动规律,及时采取相应措施。
7.各采煤队在开采上分层时,要研究并掌握初次来压步距与周期来压规律,密切注意初次来压与周期来压预兆,提前采取得力措施,防止工作面大面积冒顶,避免发生重大伤亡事故。
8.回采工作面的初次开采,过老窑、空巷、局部破碎带、断层、冲刷带、陷落柱,过煤柱、冒顶区或托伪顶开采时,都必须制定专门措施。
9.回采工作面必须及时拉架、回柱。
控顶距超过作业章程规定不冒落时,要停止生产,制定专门安全技术措施进行处理。
10.掘进工作面的顶板管理要严格执行“敲帮问顶”制度,不准空顶作业,工作面必须要使用临时支护。
11.掘进工作面遇地质构造、顶板破碎、压力较大、巷道开口、贯通、开帮挑顶、架设抬棚等零星工程时,要制定顶板管理安全技术措施。
第1篇 一、引言 煤矿顶板事故是煤矿生产中常见的重大事故之一,严重威胁着矿工的生命安全和煤矿企业的财产安全。本文将通过一个具体的煤矿顶板事故案例,对其原因进行分析,并提出相应的预防措施,以期为煤矿安全生产提供借鉴。
二、事故案例 2019年某月,我国某煤矿发生一起顶板事故,造成3人死亡,4人受伤。事故发生时,该矿正在进行采煤作业,当班作业人员正在切割顶板,突然发生顶板垮落,导致3名矿工被埋压,4人受伤。
三、事故原因分析 1. 顶板管理不到位 (1)顶板监测预警系统不完善。该矿未建立健全顶板监测预警系统,无法及时发现顶板变形、裂缝等异常情况,导致事故发生时无法及时采取预防措施。
(2)顶板支护设计不合理。事故发生地点的顶板支护设计存在缺陷,未能有效支撑顶板,导致顶板垮落。
(3)顶板支护施工质量不达标。事故发生地点的顶板支护施工质量不达标,未能达到设计要求,导致顶板垮落。
2. 人员操作不规范 (1)作业人员安全意识淡薄。事故发生时,作业人员未严格执行安全操作规程,冒险进行切割顶板作业。
(2)作业人员技能水平不足。事故发生地点的作业人员技能水平不足,未能正确判断顶板稳定性,导致事故发生。
3. 管理制度不健全 (1)安全管理制度不完善。该矿安全管理制度不完善,未能对顶板管理、人员操作等方面进行有效约束。
(2)安全教育培训不到位。该矿对员工的安全教育培训不到位,未能提高员工的安全意识和技能水平。 四、预防措施 1. 完善顶板监测预警系统 (1)建立健全顶板监测预警系统,对顶板变形、裂缝等异常情况进行实时监测。 (2)定期对监测预警系统进行维护和检修,确保其正常运行。 2. 优化顶板支护设计 (1)根据地质条件,合理设计顶板支护方案,确保顶板稳定。 (2)加强顶板支护施工过程的质量控制,确保支护质量达标。 3. 加强人员操作管理 (1)提高员工安全意识,严格执行安全操作规程。 (2)加强员工技能培训,提高员工操作水平。 4. 完善管理制度 (1)建立健全安全管理制度,对顶板管理、人员操作等方面进行有效约束。 (2)加强安全教育培训,提高员工安全意识和技能水平。 五、结论 煤矿顶板事故是煤矿生产中常见的重大事故之一,其发生原因复杂,涉及多个方面。通过对事故案例的分析,本文提出了相应的预防措施,以期为煤矿安全生产提供借鉴。煤矿企业应高度重视顶板事故的预防工作,加强安全管理,提高员工安全意识和技能水平,确保煤矿安全生产。
煤矿顶板事故防治措施顶板事故是指在地下采煤过程中,因为顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损坏,生产终止等事故。
在实行综合机械化采煤以前,顶板事故在煤矿事故中占有很高的比例,高达75%。
随着液压支架的使用及对顶板事故的研究和预防技术的进一步完善,顶板事故所占的比例有所下降,但仍然是煤矿生产的主要灾害之一。
随着开采深度增加,巷道断面加大等,工作面与巷道的顶板事故预防更加重要。
一、常见顶板事故的分类按冒顶范围可将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类局部冒顶常发生在靠煤壁附近,上下出口、放顶线附近、地质破坏带附近。
大型冒顶有推垮型、压型、漏垮型二、采场局部冒顶事故的预兆及防治局部冒顶,一般预兆不明显,零星发生,不易被人重视,但仔细观察,也有如下预兆:(1)遇有小地质构造带;(2)顶板出现离层,敲帮问顶时,声音不正常;(3)顶板裂隙内卡有活矸,并有掉渣、掉矸现象;(4)有淋水工作面,淋水量增加。
局部冒顶的原因一般有两类:一类是已破碎的直接顶失去有效的支护而发生局部冒顶;另一类是老顶下沉迫使直接顶破坏采场支护系统而造成局部冒顶。
从生产工序看,局部冒顶可分为采煤过程中发生的局部冒顶和回柱过程中发生的局部冒顶两类。
前者是由于采煤过程中破碎顶板得不到及时支护,或虽然及时支护,但支护质量很差造成的;后者是由于单体支柱回柱操作方式不合理,如先回承压支柱,使临近破碎顶板失去支托而造成局部冒顶。
从发生地点来看,局部冒顶分为煤壁附近局部冒顶、上下出口局部冒顶、放顶线附近局部冒顶、地质构造带局部冒顶。
(一)煤壁附近的局部冒顶煤层的直接顶中,常常存在多组相交裂隙,这些相交的裂隙容易将直接顶分割成游离岩块,极易发生脱落。
在采煤机采煤或爆破落煤后,如果不及时支护时,这类游离岩块可能突然冒落砸人,造成局部冒顶事故。
1.煤壁附近局部冒顶的原因(1)直接顶被密集裂隙切割,形成了游离岩块;(2)采高过大,在老顶来压期间,煤壁片帮,扩大了无支护空间;(3)放顶煤开采,顶煤破碎2.预防局部冒顶的措施(1)采用能及时支护悬露顶板的支架,如正悬臂交错顶梁支架(2)炮采时,炮眼布置及装药量应合理,应尽量避免崩倒支架(3)尽量使工作面与煤层的主要节理方向垂直或斜交,避免煤层片帮。
煤矿顶板事故及其防治摘要:本文针对顶板的局部冒顶事故,支护突然失效局部冒顶事故,空顶冒落冲击局部冒顶事故,工作面上下端头局部冒顶,大型冒顶事故等产生的原因和有效的防治措施进行了论述。
关键词顶板事故防治顶板事故与水、火、瓦斯、煤尘并列,被称为煤矿五大灾害。
一直是影响安全生产的主要因素。
据统计,在上世纪90年代以前,因顶板事故死亡人数占总死亡人数的45%以上,目前,虽然随支护技术的进步有所降低,但仍占25%左右,给国家财产和人民生命安全带来极大威胁。
所以必须重视顶板灾害事故,采取措施,杜绝隐患,实现安全生产。
局部冒顶事故的防治一、镶嵌型顶板局部冒顶事故的防治:1.结构:锅底石、鱼背石,局部煤顶2.产生原因:落煤后,无支护,在无支护区冒险作业,没有前兆3.措施:调查;选及时支护架型;不许在无支护区工作;敲帮问顶;严格架设质量、插严背实,补换支柱二、支护突然失效局部冒顶事故的防治:1.产生原因:支架内伤2.措施(1)支架无损(2)合理设计结构,使弯距较小三、空顶冒落冲击局部冒顶事故的防治:1.局部空顶(空洞)的形成:(1)局部漏顶没填实——糊顶,不充填空间加大(2)顶板冒落抽空——α>30°顶碎,网上冒落抽空(3)上分层大块矸石参差冒落——最初稳定,下层开采翻滚(4)上分层支架回收不净——留有空间,下层开采易冒(5)上分层冒落不充分——采空区四周形成(初采、上下端头)(6)分层顶板离层——下沉量加大,离层空间,再冒,形成冲2.防治冒顶措施:(1)防止漏顶空顶:超前支护——掏梁窝,提前挂梁,插严背实(图一)超前锚杆——顶碎时(图二)(2)封堵漏顶:打桩楔;泡沫封堵材料(图三)(3)处理空洞:调查上分层位置、大小、标示空洞较小时——点柱+木垛接顶(先加固空间周边支架)空洞较大时——3m以下打高柱支柱(先加固空间周边支架),在其下架设木垛(最后回收),空洞再大则绕行开采掏梁窝超前支护(图一)超前锚杆(图二)打桩楔处理冒顶(图三)3.空顶处回柱放顶措施:(1)加大控顶距——上下周边各5m不回,留安全空间(图四)(2)对空洞区周围充填——超过边界1.5~2.0m(图五)(3)空顶区“拉大网”回柱——严禁人员进老塘加大控顶距(图四)矸石局部充填(图五)四、工作面上下端头局部冒顶:1.端头矿压显现特点:(1)上下顺槽已产生较大变形和破坏——时间1-2年,1000mm(2)上下顺槽支护基本无初撑力,促使离层下沉(3)支承压力产生叠加,加剧对围岩破坏作用(4)面积大,煤岩体承载能力低,支架控顶负担重(5)端头移溜改柱,支架多工作在初撑阶段,阻力低,稳定性差,顶板下沉量大。
煤矿顶板事故原因探讨及防范措施近年来,通过各级各部门的不断强化监管、指导,煤矿不断地强化投入建设,地方煤矿安全质量不断提升,煤矿事故起数、死亡人数不断下降,安全形势显然好转。
但是,冒顶事故仍时有发生,累计起来,其事故起数和死亡人数,占有很大的比重。
给煤矿的安全生产带来了很大的影响,给人民的生命财产造成了损失。
一、原因探讨经过分析,发生事故,主要有以下几个方面的原因:1、采煤方法落后。
煤矿在开采过程中,没有使用壁式等正规采煤方法。
仍采纳一些传统的、原始的采煤方法。
导致支护、顶板管理困难。
2、工作面管理技术差。
采煤工作面必须依据实际状况,编制制定方案、规程措施,对工作面支护参数、作业循环、劳作组织作严格细致的要求安排。
但由于现场管理不到位,一些煤矿的作业人员任意改变支护参数、不严格执行操作程序,出现采煤、运输脱节、人员组织管理涣散等现象。
给采煤工作面的生产,留下了极大的安全隐患。
3、工人操作不熟练。
地方煤矿的工人,大部分来自乡村,且文化程度低,很多还是文盲。
他们大多数是过去的挖煤工、背煤工,他们没有经过系统的、严格的从业培训,流动性大。
对井下单体液压支柱、刮板运输机等设备非常陌生。
对井下支护、回柱、打眼放炮等作业操作程序一知半解,熟练程度不够、随意性很大,在很大程度上导致违章作业现象的发生。
3、支护材料质量不高,支护强度不够。
地方煤矿原来一直使用传统的木支护。
由于木料的各项指标不一致,在支撑力、使用寿命、支柱回柱方面会带来很大的问题,给井巷支护、采煤工作的生产留下大量的隐患。
现在,大部分煤矿的采煤工作面已经使用了单体液压支柱支护,但在主井、运输、回风等巷道,仍采纳木支护。
4、工人在处理冒顶区、巷修的过程中,不严格执行相关的作业规程和操作程序,不设专人观山等,导致事故的发生。
5、专业技术人员不够。
煤矿必须配备采煤、通风、机电、地质等专业技术人员。
但是由于客观原因,全国煤炭专业技术人员严重不够,地方煤矿更不能配备足够的专业技术人员。
顶板事故及防治在地下采掘过程中,由于矿山压力的作用,顶板会垮落。
如果顶板管理工作出现漏洞,则会发生顶板事故。
在煤矿井下事故中,以顶板事故的数量为最多。
据统计我国煤矿顶板事故的伤亡人数约占各类事故总伤亡人数的40~50%,小煤矿的顶板事故尤为严重。
一、顶板类型煤层顶板岩层依其所处位置分为伪顶、直接顶、老顶。
伪顶是指紧贴在煤层之上,极易垮落的薄岩层;直接顶是位于伪顶或煤层(无伪顶时)之上,一般由一层或几层厚度不定的泥岩、页岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层所组成,直接顶按稳定性可分为:不稳定顶板,中等稳定顶板,稳定顶板,坚硬顶板;老顶又叫基本顶,一般指位于直接顶之上(有时也直接位于煤层之上)厚而坚硬的岩层。
顶板分为坚硬难冒顶板、破碎顶板和复合型顶板。
坚硬难冒顶板是指直接顶岩层比较完整、坚硬(固),回柱后不能立即垮落的顶板。
一般为砂岩、砾岩和石灰岩。
破碎顶板指的岩层的强度低、节理裂隙十分发育、整体性差,自稳能力低,并在工作面控顶区范围内维护困难的顶板。
二、矿井顶板事故的危害1、一般会推垮支架、埋压设备,造成停电、停风,给安全管理带来困难,对安全不利。
2、如果是地质构造带附近的冒顶事故,不仅给生产造成麻烦,而且有时会引起透水事故的发生。
3、在有瓦斯涌出区附近发生顶板事故将伴有瓦斯的突出,易造成瓦斯事故。
4、如果是采掘工作面发生顶板事故,一旦人员被堵或被埋,将造成人员伤亡。
三、顶板事故发生的原因1、客观原因。
一是地质因素的影响,二是顶板压力变化的影响,三是采掘工序的影响。
2、主观原因。
一是因为工程质量低劣,主要是不坚持敲帮问顶,发现隐患不及时处理,空顶作业,违章放炮,冒险回柱等。
二是人的因素影响,管理不善,表现在生产安全管理人员不深入作业现场,不带班作业,不严格执行三大规程,违章作业,违章指挥,纪律松散等。
四、易发生冒顶的地点1、采掘工作面易冒顶的地点采掘工作面易冒顶的地点可概括为“一道、一线、两出口”。
“一道”是指煤壁道。
煤矿五大自然灾害防治一、矿井瓦斯防治矿井瓦斯是指煤矿井下从煤、岩层中涌出的以及生产过程中产生的以甲烷(CH4)为主的有毒有害气体的总称,有时单独指甲烷。
甲烷是一种无色、无味、无臭的气体,比空气轻。
风速较低时,瓦斯会积聚在巷道顶部及冒顶处上部,因此,必须加强这些地方瓦斯的检查和处理。
瓦斯具有很强的渗透性,即在一定的瓦斯压力和地压力共同作用下,瓦斯能从煤岩体中向采掘空间涌出,甚至喷出或突出。
1.矿井瓦斯的危害矿井瓦斯给安全生产带来极大的威胁,主要表现在以下几个方面:(1)井下空气中瓦斯浓度较高时,会相对地降低空气中氧气含量,使人窒息死亡。
(2)瓦斯爆炸后产生高温,即爆炸产生的热量迅速加热周围空气,一般情况下温度在1850℃以上;瓦斯爆炸后产生高压,即周围气体温度急剧升高时,就必然引起气体压力的突然增大,一般爆炸后的压力可以达到爆炸前的9倍;瓦斯爆炸后产生正向及反向冲击,直接造成人员伤亡、设备损失,巷道破坏;瓦斯爆炸后产生一氧化碳等有害气体,使人中毒而亡;瓦斯爆炸要消耗大量氧气,使爆炸现场氧气浓度急剧下降,使人窒息而亡。
(3)某些地区煤(岩)体内的瓦斯量较大时,瓦斯会因采掘活动的影响而以突然的、猛烈的形式被释放出来,同时带出大量的煤(岩),直接造成人员伤亡,设备、设施或巷道的破坏。
2.矿井瓦斯涌出及瓦斯等级(1)瓦斯涌出的概念矿井在生产或建设过,煤体受到破坏,贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间,这种现象叫做瓦斯涌出。
(2)瓦斯涌出的形式1)普通涌出。
瓦斯沿着煤、岩体内的微细空隙缓缓地、连续地涌向采掘空间的现象,称为矿井瓦斯的普通涌出。
2)特殊涌出。
如果煤岩层中含有大量瓦斯,采掘工作进入这些地段时,这些瓦斯就会在极端内,突然大量地涌出,可能还伴有碎煤或岩块,这种现象叫特殊涌出。
它包括瓦斯喷出及煤与瓦斯突出。
(3)瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量是指矿井在生产过程中实际涌进巷道的瓦斯量。
表示矿井瓦斯涌出量的方法有两种。
第五节煤矿顶板事故及预防知识顶板事故是指在地下采掘过程中,由于围岩破坏、支护失效而引起顶帮垮塌等造成的人员伤亡、设备损坏或中止生产的事故。
一、矿井顶板概述1.矿井顶板类型矿井煤层顶底板岩层一般由砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩、黏土岩或石灰岩等组成。
按顶板与煤层相对位置及垮落难易程度,可将煤层顶板分为伪顶、直接顶和老顶。
2.顶板支护方式采煤工作面顶板的支护形式按结构分,有单体支柱和由柱及梁组成的支架(棚子);按材料分,有金属支架和木支架;按工作原理分,有摩擦式金属支柱、单体液压支柱及液压支架。
3.采空区顶板控制方法采煤工作面向前推进,顶板悬露面积不断增加,工作面压力也逐渐加大。
为了使采煤工作面正常生产,必须对采空区悬露的顶板及时处理。
采空区的顶板处理方法,主要根据顶板岩层性质、岩层厚度和开采煤层的厚度等因素选择。
我国大部分矿区采用全部垮落法,少数采用缓慢下沉法及煤柱支撑法。
(1)全部垮落法。
主要适用于松软、容易垮落的顶板,近来又应用到坚硬顶板中。
(2)缓慢下沉法。
这种方法利用塑性顶板弯曲下沉直至与底板接触来维护采空区顶板,适用于薄煤层,尤其是具有底鼓性质的底板更为适宜。
(3)煤柱支撑法。
这种方法是每当工作面推进一定距离后,留下适当宽度的煤柱来支撑顶板或切断顶板,在煤柱的另一侧重新开切眼进行回采。
煤柱的宽度和间距根据顶板岩性和煤质的软硬程度来确定。
二、顶板事故的分类及常见发生地点煤矿顶板事故按常见发生地点分类如下:顶板事故分为掘进工作面顶板事故和采煤工作面顶板事故。
掘进工作面顶板事故分为掘进头、巷道交岔点和换支架处。
采煤工作面顶板事故分为局部冒顶和大冒顶。
局部冒顶分为煤壁附近、上下出口、放顶线附近和地质构造带附近。
大冒顶分为采空区和采煤工作面附近。
1.大冒顶事故所谓大冒顶事故,就是指相对局部冒顶而言,灾害面积较大的冒顶事故。
在采煤工作面开始推进后,随着采空区的不断扩大,工作面和采空区上方的老顶矿山压力也不断增大,并开始显现,即常见的初次来压和周期来压。
如果这时不采取相应的措施(如采空区顶板悬露面积过大,没有强制放顶等)或采取的措施不当(如工作面支架支撑力过小),都会引发大面积冒顶事故。
大冒顶有以下易发地点:(1)顶板坚硬且采空区顶板悬露面积过大,没垮落的采煤工作面。
(2)地质构造带附近。
当采煤工作面遇到地质构造带,顶板失去了原有的塑性和完整性造成大块岩体下滑、垮落。
(3)局部冒顶附近。
(4)顶板淋水附近。
由于顶板含水,硬度下降,裂隙张开,顶板完整性被破坏。
2.局部冒顶事故局部冒顶事故通常是由于顶板破碎断裂(垮塌)而导致支护失效或没有支护(空顶)所引起的。
在采煤过程中发生冒顶的主要原因是顶板破碎没有及时支护,或及时支护但质量不合格;在回柱过程中发生冒顶的主要原因是回柱操作方式及顺序不合理。
局部冒顶主要发生在以下地点:(1)地质构造带附近。
地质构造带如向斜、背斜轴部,褶曲轴部,顶板岩石破碎带及断层附近容易发生局部冒顶。
(2)上下出口附近。
工作面上下出口的控顶范围比较大,随工作面移动需拆除巷道支架,并重新架设,由于支架的初撑力较小,在采动的影响下,使直接顶下沉、松动、破坏,容易发生冒落造成局部冒顶。
(3)煤壁附近。
工作面煤壁附近的局部冒顶一是由于采动、爆破后,顶板容易形成各种劈裂,造成游离岩块或遇破碎顶板,支护不及时而发生局部冒顶;二是在炮采工作面,因炮眼角度、装药量不当,崩倒支架发生局部冒顶;三是老顶来压,因煤壁片帮形成局部无支护而发生局部冒顶。
(4)放顶线附近。
当回撤压力大的支柱时,往往柱子一倒顶板就冒落,再由于断层、层理等切割形成的较大游离岩块,会因回柱而回转冒落,推倒工作面支架,造成局部冒顶,如图5—1所示。
同样,在金属网下回柱放顶时,若网上有大块游离岩块,也会因回柱而推垮支架,造成局部冒顶。
图5—1 顶板中游离岩块回转推倒支架三、发生顶板事故的预兆1.大冒顶的主要预兆1)顶板的预兆(1)顶板连续发出断裂声,有时发出闷雷声,这是由于顶板断裂造成的。
在顶板突然来压和工作面总支撑力较低时,工作面顶板下沉量会突然增加,顶板沿煤帮方向会出现裂隙,原有裂隙张大,甚至产生台阶下沉,如图5—2所示。
图5—2 工作面台阶下沉(2)顶板大面积来压时,在破碎顶板处连续掉碴,岩粉末下落,岩尘飞扬。
如完整顶板有抓顶煤时,煤和顶板离层脱落。
(3)在伪顶和假顶下,有大量的煤屑和碎矸石下落卷起尘雾。
(4)当顶板比较坚硬时或初次放顶后,采空区内的顶板有时较大面积不垮落。
为了预报采空区顶板活动情况,在采空区沿倾斜方向每隔20至30米留一根木顶柱,砍去2/3缺口,作为信号柱,如图5—3所示。
当顶板来压时,信号柱被压弯折断,发出响声。
图5—3 信号柱2)煤帮的预兆(1)由于冒顶前顶板压力增大,工作面及周围巷道煤帮受压增高,造成煤质变酥,片帮增多。
(2)在工作中使用电钻打眼比平时省力。
(3)采煤机工作用电负荷减少等。
3)支架的预兆(1)使用木支架时,支架大量被压坏或折断,并发出响声;使用金属支柱时,耳朵贴在柱体上,可听见支柱受压后发出的声音。
(2)当顶板压力继续增加时,活柱迅速下缩,连续发出“咯咯”的声音;若工作面留有底煤或顶板较软、破碎时,支架有插底及钻顶现象。
(3)工作面使用铰接顶梁时,在顶板冲击压力的作用下,有“飞楔”现象,即楔子被挤出或弹出。
4)瓦斯及淋水的预兆在含瓦斯煤层,瓦斯涌出量突然增加;有淋水的顶板淋水量增加。
2.局部冒顶的预兆(1)响声。
木支柱发生劈裂声,紧接着出现折梁断柱现象;金属支柱的活柱急速下降(或下缩),也发出很大的声响;有时还能听到采空区内顶板发生断裂时的闷雷声。
(2)掉碴。
顶板严重破裂时,折梁断柱现象增加,继而出现顶板掉碴现象,掉碴越多,说明顶板压力越大。
(3)煤壁片帮。
冒顶前片帮煤比平时增多。
(4)裂缝。
当顶板裂缝加宽加深时,就有可能发生冒顶。
(5)漏顶。
因背顶不严或支架不牢出现的漏顶现象,如不能及时处理,当顶板岩石继续冒落时,就会出现没有声响信号的大冒顶。
(6)顶板出现离层。
顶板快要冒落时,常出现顶板离层现象,要用敲帮问顶的办法判断,即操作人员站在安全地点,用长钢杆先捅掉破碎的煤和岩石后,再用斧、镐或钢杆敲打顶板,如果声音清脆,则表明顶板完好;如果顶板发出“空空”的响声,说明上下岩层之间已经离层。
当离层很厚时,则不好辨认,这时要用震动问顶法,用左手按住顶板,右手用工具敲击,如果左手感到轻微震动,则顶板发生离层,要立即加强支护。
(7)在含瓦斯煤层中,瓦斯涌出量突然增大。
(8)有淋水的工作面,淋水量有明显的增加。
四、防治顶板事故的主要措施(一)掘进工作面冒顶事故的防治措施(1)巷道尽可能布置在稳定的煤岩中。
(2)根据掘进巷道(煤)岩石性质,选择合理的支护形式。
(3)掘进头有空顶区和破碎带,严禁空顶作业,紧跟掘进采取临时支护措施,并且必须背严接顶。
需要时,一是应挂网,防止漏空;二是用拉条等将支架连成一体,防止推垮。
(4)严格执行敲帮问顶制度、作业规程及操作规程的要求,支架质量及支护形式要合理。
(5)炮眼布置和装药量要合理,以防爆破崩倒支架。
(6)采用锚杆支护时,要合理确定锚杆的深度及密度,必要时采用锚喷网联合支护。
(二)采煤工作面冒顶事故的防治措施1.局部冒顶事故的防治措施1)地质构造带附近局部冒顶的防治措施(1)断层,向斜、背斜轴部,如果工作面与构造带轴线部平行应斜交通过。
(2)断层两侧加木垛,并尽可能迎着岩块可能下滑方向支架戗棚或戗柱。
(3)加强破碎带的支护。
2)上下出口附近局部冒顶的防治措施(1)工作面上下出口处要架设特种支架。
(2)支架必须稳定性高、支撑力足够,以防老顶来压时摧垮支架。
3)煤壁附近局部冒顶的防治措施(1)根据实际情况,工作面落煤后采用前探支架式贴帮点柱及时支护。
(2)工作面的支护形式要和顶板岩性相适应,如松软、破碎顶板应采用支架并用背板背实,采用或自移式支架。
(3)对于炮采工作面,作业规程中必须明确炮眼距顶板的最小距离及同支架错开的间距,以及最大的装药量和一次爆破量,防止崩倒支架,造成过太空顶及空距。
(4)严禁空顶作业。
4)放顶线附近局部冒顶的防治措施(1)严格执行作业规程,采用正确的回柱方法,尽量避免顶板压力集中在个别支柱上。
(2)在单体金属支柱工作面,应在大块岩石范围采用木支柱替换单体金属支柱,待大块岩石全部处于放顶线以外,再开始回柱。
2.大冒顶事故的防治措施工作面大冒顶可分为推垮型、压垮型、漏垮型3种。
1)推垮型冒顶事故的防治措施推垮型冒顶按顶板性质又分为冲击推垮型冒顶和复合顶板推垮型冒顶。
(1)冲击推垮型冒顶指当煤层顶板离层后,老顶岩层断裂砸在已离层了的煤层顶板岩石上,导致的推垮型冒顶,如图5—4所示。
防治措施主要有:①进行顶扳动态监测,发现顶板离层,应采取相应的措施。
②提高支护质量,增强稳定性及水平抵抗力。
③工作面支护要及时,提高支架的刚度初撑力,防止煤层顶板离层。
图5—4 冲击推垮型冒顶(2)复合顶板推垮型冒顶。
复合顶板是指煤层顶板由下软上硬不同岩性的岩层间夹有煤线或薄层软岩层,且下部软岩的厚度一般大于0.5米,小于采高。
复合顶板由于夹有薄层软岩或煤线,当工作面支护质量不合格时,容易发生离层,此时如遇地质构造或人为破坏顶板的完整性,就可能出现独立的岩块,造成复合顶板推垮型冒顶事故,如图5—5所示。
图5—5 复合顶板推垮型冒顶由于复合顶板推垮型冒顶前没有大冒顶所具有的明显预兆及特征,且在任何工序中都可能发生。
因此,要严格支架质量验收,有条件的煤矿应使用液压支架进行支护,并对复合顶板进行动态监测。
一般的预防措施有:①尽可能控制采高,使软岩层冒落后接近硬顶。
②采掘工作不要破坏复合顶板。
根据实际工作经验,应用伪俯斜工作面。
③架设戗柱、戗栅应迎着岩体的可能移动方向支设。
2)压垮型冒顶事故的防治措施当煤层上面的老顶为坚硬岩石时,老顶来压后工作面矿山压力显现突出,特别是工作面初次来压和周期来压期间或老顶断裂台阶下沉过程中,如果工作面支架质量不合格,强度不够,就会发生压垮型冒顶事故,如图5—6所示。
图5—6 压垮型冒顶压垮型冒顶事故的防治措施有:(1)当工作面发现有大冒顶明显预兆时,必须采取措施如加强支护,停产观察等。
(2)有条件的矿井,应建立矿压观测和顶板动态监测系统,为工作面支护提供依据。
(3)当煤层上部为坚硬岩层,且不易垮落时,要采用强制放顶,或向顶板高压注水,使其强度降低而自然垮落。
(4)在老顶初次来压期间,加大工作面控顶距。
(5)工作面来压明显,出现下沉台阶时,要采用特种支护形式(如木垛、密集支架)加强支护。
用木柱替代该范围的金属支柱,等下沉范围岩石全部处于采空区后,再回柱放顶。
3)漏垮型冒顶事故的防治措施漏垮型冒顶没有大冒顶发生时的明显预兆。