顶板冒顶预兆及事故预防处理.docx
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顶板冒顶预兆及事故预防处理
顶板冒顶预兆及事故预防处理
学习培训要求
要求全矿管理人员及技术员必须了解掌握顶板类型、支护方式,并熟悉处理事故的方法。
要求全矿井下职工必须熟背顶板冒顶的预兆。
顶板冒顶的预兆:
发出响声、掉渣、片帮煤增多、顶板裂缝、顶板出现离层、漏顶、有淋水、瓦斯涌出量突然增大。
要求全矿职工必须了解、掌握处理冒顶事故的方法。
冒顶处理主要方法:
探板法、撞楔法、小巷法、绕道法。
一、顶板类型和支护方式
1、顶板类型
煤层顶板由伪顶、直接顶和老顶构成。
伪顶是指紧贴在煤层之上,极易跨落的薄岩层;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、粉沙岩等比较容易跨落的岩层所组成,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,回柱后不能立即跨落的顶板。
一般为砂岩、砾岩和石灰岩。
破碎顶板是指的岩层的强度低、节理裂隙十分发育、整体性差,自稳能力低,并在工作面控制区范围内维护困难的顶板。
2、顶板常见支护方式
顶板常见支护方式有单体支柱支护、液压支架支护、锚杆支护、锚网索联合支护。
单体支柱支护主要是指采用木支架,摩擦式金属支柱、单体液压支柱支护。
液压支架是在摩擦式金属支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的采煤工作面机械化支护设备。
锚杆支护主要是指用木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、树脂锚杆结合锚网进行支护的一种支护方式。
锚网索联合支护主要是指用高强度锚杆、结合金属网和锚索联合进行支护巷道的一种支护方式。
二、冒顶事故的预兆
1、局部冒顶的预兆
(1)工作面遇有小地质构造,由于构造破坏了岩层的完整性,容易发生局部冒顶。
(2)顶板裂隙张开、裂隙增多,敲帮稳顶时,声音不正常。
(3)顶板裂隙内卡有活矸,并有掉渣,掉矸现象,掉大块前往往先落小块矸石。
(4)煤层与顶板接触面上,极薄的矸石片不断脱落。
这说明劈理(即顶板的节理、裂隙和摩擦滑动面)张开,有冒顶的可能。
(5)淋头水分离顶板常由于支护不及时而冒顶。
2、大型冒顶的预兆
(1)发出响声。
岩层下沉断裂,顶板压力急剧加大时,木支架会发出劈裂声,紧接着出现折梁断柱现象;金属支柱的活柱急速下缩,也发出很大声响。
(2)掉渣。
顶板严重破裂时,出现顶板掉渣,掉渣越多,说明顶板压力越大。
(3)片帮煤增多。
因煤壁所受压力增加,变得松软,片帮煤比平时要多。
(4)顶板裂缝。
顶板有裂缝并张开,裂缝增多。
(5)顶板出现离层。
检查顶板要用“敲帮问顶”的方法,如果声音清脆表明顶板完好;顶板发出“空空”的响声,说明上下岩层之间已经脱离。
(6)漏顶。
大冒顶前,破碎的伪顶或直接顶有时会因背顶不严和支架不牢固出现漏顶现象,形成棚顶托空,支架松动而造成冒顶。
(7)有淋水。
顶板的淋水量有明显增加。
(8)瓦斯涌出量突然增大。
三、顶板事故的预防
1、老顶来压时的压垮型冒顶预防
压垮型冒顶是指因工作面支护强度不足和顶板来压引起支架大量压坏而造成的冒顶事故。
预防措施如下:
(1)采煤工作面的初撑力应能保证平衡跨落带直接顶及老顶岩层的重量。
(2)采煤工作面的初撑力应能保证直接顶与老顶之间的不离层。
(3)采煤工作面支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求。
(4)普采工作面遇到平行工作面的断层时,在断层范围内要及时加强工作面支护(最好用木垛),不得采用正常办法回柱。
(5)普采要扩大控顶距,并用木支柱替换金属支柱,待断层进到采空区后再回柱。
(6)工作面支护是液压自移支架时,若支架的工作阻力有较大的富余,则工作面可以正常推进;若支架的阻力不够富余,则工作面与断层应斜交穿过。
2、破碎顶板大面积漏垮型冒顶预防
由于煤层倾角大,直接顶又异常破碎,工作面支护不及时,在某个局部地点发生冒漏,破碎顶板就可能从这个地方开始沿工作面往上全部漏空,造成支架失稳,导致漏垮型工作面冒顶。
预防漏垮型冒顶的措施有:
(1)选用合适的支柱,使工作面支护系统有足够的支撑力和可缩量。
(2)顶板必须背严背实。
(3)严禁放炮、移溜等工序弄倒支架,防止出现局部冒顶。
3、复合顶板推垮型冒顶预防
推垮型冒顶是指因水平推力作用使工作面支架大量倾斜而造成的冒顶事故。
复合顶板是由下软上硬岩层构成。
在开采时,容易形成离层、断裂,导致冒顶。
(1)应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达40°~60°。
(2)掘进上下平巷时不破坏复合顶板。
(3)工作面初采时不要反推。
(4)控制采高,使软岩层冒落后能超过采高。
(5)尽量避免上下平巷与工作面斜交。
(6)在开切眼附近于控顶区内,系统的布置树脂锚杆。
(7)灵活的应用戗棚,使它们沿着岩体可能推移的方向支设。
(8)提高单体支柱的初撑力和刚度。
(9)提高支架的稳定性,用拉钩式的连接器把每排支柱从工作面上端至工作面下端连接起来。
4、采煤工作面局部冒顶事故预防
局部冒顶多发生在工作面上下端头、煤壁区、放顶区等地点,许多垮面事故是由局部冒顶发展而成的,一般预防措施如下:
(1)支架方式需和顶板岩性相适应,不同岩性的顶板要采用不同的支架方式。
(2)采煤后要及时支护。
及时伸出前探梁和互帮板支护好空顶区,防止小范围冒顶的发生。
(3)工作面上下出口要有特种支架。
一般在上下出口范围内采用端头架、前置架,或加设抬棚或木垛等,加强支护。
(4)坚持工作面正规循环作业。
(5)坚持执行必要的制度。
例如,敲帮稳顶制度、验收支架制度、岗位责任制,金属支柱检查制度、顶板分析制度和交接班制度等。
(6)采取正确的回柱操作方法,防止顶板的压力向局部支柱集中,造成局部顶板破碎及回柱工作的困难。
应严格遵守作业规程和操作规程,严禁违章作业。
5、掘进工作面冒顶的防治
(1)掘进头冒顶事故的防治措施
a、根据掘进头岩石性质,严格控制空顶区。
当掘进头遇到断层褶曲等地质构造破坏带或层理裂隙发育的岩层时,棚子应紧靠掘进头。
b、严格执行敲帮稳顶制度,危石必须挑下,无法挑下时应采取临时支护措施,严禁空顶作业。
c、在地质破碎带或层理裂隙发育区掘进巷道时要缩小棚距;在掘进头附近应采用;拉杆等把棚子连成一体,防止棚子被推垮,必要时还要打点柱以抗突然来压。
(2)掘进巷道冒顶事故防治措施
a、可能的情况下巷道应布置在稳定的岩层中,并尽量避免采动的影响。
b、巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩的压力。
c、巷道支护所能承受的变形量,应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应。
d、尽可能做到支架与围岩共同承载,支护材料选型时,尽可能采用有初撑力的支架;特别注意顶与帮的背实背严问题,杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象。
e、凡因支护失效而空顶的地点,重新支护时应先护顶,再施工。
f、巷道替换支架时,必须先支新支架,再拆旧支架。
g、在易发生推垮型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性,可以在巷道的支架间用拉撑件连接固定,增加架棚的稳定性,以防推倒。
倾斜巷道中支架被推倒的可能性更大,其支架间拉撑件的强度、密度要适度加大。
(3)掘进巷道交叉点处冒顶事故防治措施
a、开岔点应避开原来巷道冒顶的范围。
b、必须在开口抬棚支设稳定后再拆除原巷道棚腿,不得过早拆除,切忌先拆后支。
c、注意选用抬棚材料的质量与规格,保证抬棚有足够的强度。
d、当开口处围岩尖角被压坏时,就及时采取加强抬棚稳定性的措施。
6、矿压显现及防治措施
矿压显现是指在矿井采掘过程中,引起煤岩体内所集聚的能量释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。
防范措施有:
(1)及时支护,缩短围岩暴露时间,严禁空顶作业。
(2)加强支护,经常检查巷道支护,发现有变形或折损的支架,应及时加固修复,严禁刚性支护。
(3)合理布置采掘工作面,降低采掘强度,避免高应力集中。
(4)加强研究,总结矿压显现规律,改变煤岩体的物理力学性能。
四、冒顶事故的处理及避灾自救的方法
(一)冒顶的处理方法
1、采煤工作面发生小范围冒顶,顶板没有冒实,顶板矸石已暂时停止下落,一般采用陶梁窝、探大梁、单体柱、单腿棚或悬挂铰接顶梁进行处理。
2、当冒顶范围大且冒顶区稳定一般采取从冒顶两端向中间进行探梁架棚处理。
若冒顶矸石不停往下流,冒顶区不稳定要采取撞楔法处理。
3、当冒顶范围大,人员堵在中间,处理难度大时可沿煤壁开小洞,架设梯形棚子接近被埋压人员。
4、当冒顶范围大处理困难但无埋压人员时,可将运输机机尾缩短到冒顶区下方向前推进3-5m时,再向上掘进甩掉冒顶区。
5、在处理冒顶前首先对冒顶区两端进行加固,防止冒顶扩大,大坡度采煤工作面必须坚持自上而下进行处理。
(二)当作业地点发生顶板事故时,如果有通讯设施,应尽快将灾情通知到调度室,由矿调度室再紧急联系救护大队以进行抢救。
当工作地点附近没有电话等通讯设施或已损坏时,遇险人员应采取以下处理办法:
(1)采煤工作面冒顶时的避灾自救措施
1、迅速撤退到安全地点。
当发现工作地点有即将发生冒顶的征兆,而当时又难以采取措施防止采煤工作面顶板冒落时,最好的避灾措施是迅速离开危险区,撤退到安全地点。
2、遇险时要靠煤帮贴身站立或木垛处避灾,从采煤工作面发生冒顶的实际情况来看,顶板沿煤壁冒落是很少见的。
因此当发生冒顶来不及撤退到安全地点时,遇险者应靠煤帮贴身站立避灾,但要注意煤壁片帮伤人。
另外冒顶时可能将支柱压断或推倒,但在一般情况下不可能压垮和推倒质量合格的木垛。
因此如遇险者所在位置靠近木垛时,可撤至木垛处避灾。
在液压支架支护的采煤工作面,发生顶板事故时,应选择支架完好、有活柱的支架下面避灾。
3、遇险后立即发出呼救信号,冒顶对人员的伤害主要是砸伤、掩埋或隔堵。
冒顶基本稳定后,遇险者应立即采用呼叫、敲打,如敲打物料、岩块(可能造成新的冒落时,则不能敲打,只能呼叫)等方法,发出有规律、不间断的呼救信号,以便救护人员和撤出人员了解灾情,组织力量进行抢救。
4、遇险人员要积极配合外部的营救工作。
冒顶后被煤矸、物料等埋压的人员,不要惊慌失措,在条件不允许时切忌采用猛烈挣扎的办法脱险,以免造成事故扩大。
被冒顶隔堵的人员,应在遇险地点有组织的维护好自身安全,构筑脱险通道,配合外部的营救工作,为提前脱险创造良好条件。
(2)独头巷道迎头冒顶被堵人员应急措施
1、遇险人员要正视以发生的灾害,切忌惊慌失措,坚信矿领导和同志们一定会积极进行抢救。
应迅速组织起来,主动听从灾区中班组长和有经验老工人的指挥。
团结协作,尽量减少体力和隔堵区的氧气消耗,有计划的使用饮水、食物和矿灯等,做好较长时间避灾的准备。
2、被困人员地点有电话应采用敲击钢轨、管道和岩石等方法发出有规律的呼救信号,以便营救人员了解灾情,组织力量进行抢救。
3、维护加固冒落地点人员躲避处的支架,并派人检查,以防止冒顶进一步扩大,保障被堵人员避灾时的安全。
4、如人员被困地点有压风管,应打开压风管给被困人员输送新鲜空气,并稀释被隔堵空间的瓦斯浓度,但要注意保暖。
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