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文档简介
1、安全技术煤矿安全生产之顶板事故预防 第三讲顶板 第一课顶板压力是什么压力有初次和周期 在掘进巷道之前,地下的岩层或煤层是实体的,上部岩层的重量压在下部岩层上,处于平衡状态。这时岩体不变形,也不会移动。我们在煤层或岩层中掘进一条巷道后,巷道顶部的岩层就要往下落,这个顶部岩层的重量就压在巷道的两帮上(叫做支撑压力),就像盖房子用的水泥预制板搭在两堵墙上一样。假如巷道断面小,而顶板岩层又坚硬,这个预制板(顶板)一时还不会垮落;假如巷道断面大,顶板岩层比较松软、层理又明显,这个预制板就会发生离层和弯曲下沉,有的人叫顶板有劲了;要是不用支架或其他方法支护住,最终就要断裂、破坏、冒落下来。这种由于进行采掘
2、活动而在巷道及回采工作面四周岩体中,以及在支架上所引起的力,叫做矿山压力,人们习惯叫顶板压力。 掘出的巷道假如不支护,顶板就要冒落,冒顶会不会越冒越高呢?在回答这个问题之前,我们先来看看有些农村的窑洞吧。在黄土高原土质致密的地方,人们往往在向阳坡掏成半圆顶窑洞居住,窑洞里不支护,上面的黄土层多少年也不会塌落,井下巷道也是这样,当顶板冒成拱的外形,就自然平衡不再往高处冒了,形成了自然的平衡拱。这时顶板的压力通过圆拱传递到巷道的两帮上,就似乎一座石拱桥,桥上的物体重量是由两边桥基来担当一样。这个拱可以保持比较长时间的稳定,因此巷道支架所承受的压力,主要是拱内破裂岩石的重量。这种状况在煤炭科学理论上
3、叫做自然平衡拱假说。 回采工作面采空区压力大,顶板压力比掘进巷道简单。现在我们用缓倾斜单一煤层走向长壁全部垮落法采煤的工作面作个例子来说明。 回采工作面由开切眼向前推动采煤。煤壁前方的支承压力区也跟着向前移动。随着工作面推动,靠采空区的支柱要挨次一排排回掉,直接顶就会自己垮落。假如直接顶比较厚,冒落的岩石可以填满采空区,老顶和老顶上面的岩层消失肯定的弯曲便沉落在压实的碎矸上,形成了工作面后方的支承压力区。根据前面说的拱形理论,由于压力向前工作面前后传递,所以工作面及靠近的一部分采空区就成了减压区,顶板的压力显得比较缓和、匀称。假如直接顶的厚度比较小,冒落的岩石就不能填满采空区,直接顶上面的老顶
4、就悬露在采空区上/随着工作面对前推动,老顶悬露面积不断扩大,到肯定距离,就断裂下沉而垮落,这时使工作面顶板压力突然增大,形成了老顶来压。 一个新工作面从开切眼向前推动,老顶第一次大面积垮落叫初次垮落,初次垮落造成的工作面压力突然增大,就是初次来压。工作面连续向前推动,经过肯定时间,达到肯定距离时,老顶来压又重复消失,就是工作面顶板的周期来压。周期来压时,工作面的顶板压力和顶板下沉量比平常要大30%到40%,假如不把握周期来压的规律,预先实行有效措施,加强工作面支护,就会发生大冒顶。 第三讲顶板 其次课顶板管理有方法木头顶子离不开 依据顶板的性质和煤层的厚度条件,处理采空区的方法(也就是顶板的管
5、理方法)基本上有以下四种: 垮落法也叫陷落法,就是随着工作面的向前推动,把工作面靠近采空区的支架撤出,让直接顶自行垮咯或者强制垮落,也就是我们常说的回柱放顶。垮落下来的岩块充填了采空区,减小了工作面顶板压力。工作面沿推动方向一次放顶的宽度叫放顶距;放顶前工作面沿推动的最大宽度叫最大控顶距;放顶后沿推动方向的宽度叫最小控顶距。我国大多数煤矿的回采工作面采纳了垮落法。 充填法由地面或井下把充填材料运输到工作面,充填采空区支撑顶板,不让它垮落。把采空区全米那填满的叫全部充填法,多用于2开采后2煤层或三下采煤,局部充填采空区叫局部充填法,一般是垒砌矸石带,支撑采空区顶板,适用于开采顶板坚硬的薄煤层。
6、煤柱支撑法工作面推动肯定距离后,在采空区内留下适当宽度的煤柱来支撑顶板。这种方法适用于顶板岩石特殊坚硬、人工强制放顶也很难垮落的顶板条件。不过这种方法很少用,由于一方面煤炭回收率低,另一方面卡才近距离煤层群时,当下部煤层的工作面通过上部煤层留下煤柱时会产生集中压力,给工作面顶板管理造成极大困难。 缓慢下沉法有一种顶板岩层韧性较大,回柱后顶板岩层不垮落,而能弯曲下沉,直到于底板自然合拢。这种方法适用于薄煤层工作面。 巷道里的支架不但受底板的作用,还受两帮岩石的作用。因此掘进巷道时就要依据不怜悯况合理选用合理的支架。木支架的形式多:有双腿棚子,如常用的梯形、矩形棚子;,完全棚子,多用于简单底鼓的巷
7、道;加强棚子,当顶底板或两帮压力增大和变化时采纳;异性棚子,依据不同的顶板或地质条件而采纳的不规章的结构形式。随着钢筋混凝土和金属支架的消失及支护技术的进展,现在掘进巷道很少使用木支架了。 采煤工作面木支架的形式有;顶板坚硬、完整时用点柱,为了增加托板面积有时戴上柱帽;顶板压力大、或有平行工作面的裂缝时用横板棚子;顶板压力较小,或有垂直于工作面的裂缝时用横板棚子;在压力特殊大的地方,一般用木垛或丛柱;在放顶线为了切顶和拦住垮落的矸石时,用密集支柱。 木支架有其优点,顶压大时它会折断和发出劈裂声,可以给工人一个警戒的信号。但它也有不少缺点,主要是靠煤壁刚架设时的初撑力较小,有的人说它在等劲,这时
8、,支柱阻挡顶板下沉的作用不大,简单使顶板早期脱层、破坏;另外它是一种刚性支柱,可缩量仅为0.5%到1.0%,顶板下沉后往往由于它的可缩性不够而压劈压断,失去了支撑顶板的作用,简单造成冒顶事故。据统计,使用木支架比可缩性金属支架事故高10倍多,木材支护因有就地取材、便于运输和加工的特点,目前还在广泛使用。在采煤工作面处理冒顶,修理上下顺槽,以及顶板来压时打木垛、做信号柱子等特别状况仍在使用。 第三讲顶板 第三课把握单体金属柱用好单体液压柱 单体金属支架包括摩擦式支柱和铰接顶梁。金属支柱有两种型号:急增阻式支柱的可缩量小(50到120毫米),最小工作阻力为250到350千牛,适用于顶板平稳、下沉量
9、较小的薄煤层工作面;微增阻式支柱的最大工作阻力为350千牛,可缩量较大(400毫米)。可用在顶板下沉量较大的工作面,铰接顶梁对起伏不平的顶板和金属网假顶的适应性较差。 回采工作面的金属支架,大豆不是垂直顶底板架设的。在缓倾斜和倾斜煤层中的支架,不但要承受顶板岩层的垂直压力,还要承受岩层沿倾斜方向产生的下滑力,所以支架要有迎山角才能吃劲。在缓斜工作面,一般打成3到5度的迎山角。为了提高摩擦支柱的初撑力,达到有效支护的目的,架设支柱时,肯定要用液压升柱器。 金属支架主要有三种支护形式:戴帽点柱对支护不平整顶板的适应性强,适用于坚硬顶板,但不能在比较破裂的顶板下使用。摩擦支柱与铰接顶梁协作使用,形成
10、一梁二柱或一梁三柱的支架,适用于顶板比较破裂或有局部小地质构造的工作面。摩擦支柱与铰接顶梁也可组成悬臂支架,就是在放炮或割煤以后马上挂梁,梁下先不打支柱,形成肯定长度的正悬臂,支护新暴露出的顶板,这样可以削减顶板初期下沉,对破裂顶板的管理特别有利。工人在悬臂下采煤,不致被顶板掉下来的碎石砸伤;特殊是在回收支柱时,还可以利用顶梁做悬臂支护,使工人回柱更平安。 利用液体压力产生工作阻力的单根可缩性支柱,就是单体液压支柱。这种支柱是圆柱形柱体,由液压掌握升降。分内注液式和外注式两种。单体液压支柱的初撑力大,可达摩擦金属支柱的3到10倍,支柱承载力匀称。所以顶板下沉量仅是摩擦支柱的三分之一左右,顶板很
11、少发生台阶式下沉现象。由于靠液压系统掌握,支、回速度快,一般比摩擦支柱快一倍左右,保证了工人的平安。据统计,使用这种支柱冒顶事故少,伤亡事故削减一半以上,单体亿万压支柱适用于缓倾斜煤层、顶板中等稳定、采高3米以下的普、炮采工作面的顶板支护,工作面两巷的超前支护以及综采工作面的端头支护。 采纳单体液压支柱,必需有相应的平安技术措施。首先,要摸清工作面地质状况,搞好顶板压力观测;依据液压支柱性能,选择合理的支护密度,既要有效地掌握顶板,又要防止支柱受压超限而损坏。使用前,对每根支柱要进行质检、技术性能的检查,符合使用标准才能下井。为了爱护好支柱,不要用大锤等金属物敲打。为防止柱内工作液体流失,存放
12、时支柱要保持站立状态。工作面倾角大时,架设支柱要在底板挖好柱窝,支柱要迎山有劲,支柱顶3与顶梁接触要严密。在支护过程中,假如发觉自动卸载降柱、柱体有明显变形、活柱下缩究竟形成死柱等情形,必需马上升井修理。只有这样做,才能保证支柱有良好的工作性能,有效地支护顶板。 第三讲顶板 第四课切顶支柱是特种兵自移支架是大力士 液压切顶支柱是由大工作阻力的液压支柱与推移千斤顶组成,也有人把它叫做切顶墩柱的,是我国近年来使用的一种新型特种支柱。 液压切顶支柱可用于普才和炮采工作面,是放顶和推移输送机的专用支护设备。它布置在回采工作面切顶线单体支柱(液压支柱或摩擦支柱)之间,代替以往的戗棚、木垛、丛柱、密集支柱
13、等各种特种支架,加强工作面放顶线的支撑力,切断采空区的悬顶,减轻工作面顶板压力;它的千斤顶可以代替液压移溜器,用于推移工作面输送机。液压切顶支柱的型号有单伸缩单柱式的QD型、单伸缩双柱式的SJ型和双伸缩单柱式的ZQS型等类型。 工作面装备液压切顶支柱好处许多:它的工作阻力是大体液压支柱的3倍,是摩擦式金属支柱的6倍以上,因而能有效的支护顶板,用了它工作面基本支护承受的顶板压力明显降低,可适当削减数量;它的底座大,对底板的比压小,不易压入底板,可在软底工作面使用;工作面放顶时,单体支柱的回收是在切顶支柱爱护下进行的叫少了顶板事故,保证了回柱的平安;特殊是它推移输送机力气大,工人可以不再进入机(炮
14、)道扫浮煤,也不必打临时支柱,削减了顶板和片帮片落伤人事故。此外,它与自移式液压支架比较,能更好地适应煤层地质条件变化,安装、拆卸也比较便利。 切顶主适用于缓倾斜煤层、顶板中等稳定、顶底板比较平整、采高2.5米以下的回采工作面。为了有效掌握顶板,应乐观采纳。 把支柱和顶梁连成整体,加上底座,以高压液体为动力来升降和推移,就形成了自移式掖压支架。它能完成支撑、放顶、移架、推移输送机等一整套工序。依据它对顶板的支护作用,可分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种类型。 支撑式支架又分为垛式和节式两种。支护的数目有两柱、三柱、四柱、五柱、六柱等,它依靠支柱较大的支撑力量,使采空区内的顶板岩石切断垮落,支护
15、工作空间。支撑式支架适用于顶板坚硬完整、周期压力明显或剧烈,底板也比较坚硬的采煤工作面。 支撑掩护式支架是以支撑为主但又有掩护作用的支架。它既能切断顶板,又能挡矸,兼有支撑式支架的优点。适用于顶板中等稳定或稳定、周期压力较明显,底板中等的工作面。 工人把液压支架叫做钢铁长廊,它具有结构强度高、支护性能好、移设速度快、平安牢靠等优点,在这种支架下采煤,顶板事故大大削减。自移式液压支架与采煤机、可弯曲刮板输送机配套使用,就叫做综合机械化采煤。 第三讲顶板 第五课石材、混凝土和支架锚杆和锚喷支护 井下巷道推广锚喷支护以前,在交叉点、硐室和主要巷道,广泛采纳石材砌券支护,砌券巷道的断面外形主要有半圆拱
16、形和三角拱形。拱的作用主要是承受顶压,并将它传给侧墙和两帮。假如用混凝土匀称密实地填满券板,使巷道成一个整体,能防火、阻水,抗压强度更高。使用寿命更长。 钢筋混凝土支架是在地面预制成梁、腿和背板。在巷道中架设的棚式支架。其中梯形混凝土支架适用于稳定的巷道,拱形梁适用于顶压较大的巷道。 金属支架是巷道支护的一种主要支架类型。它强度大、体积小、操作便利,有刚性和可缩性两种。刚性支架用钢轨、矿用工字钢制成,没有可缩性,适用于运输大巷和采区巷道,刚性支架又分为:1、无腿支架:适用于岩石坚硬、跨度不太大的巷道;2、带腿三心拱支架:适用于顶帮岩石破裂、压力大和较宽的巷道;3、带腿半圆拱支架;4、梯形支架:
17、适用于压力和宽度不大的巷道;5、拱形梁梯形支架:能提高支撑力量,适用于压力较大的梯形巷道。可缩性金属支架用U型钢制成,它的结构一般为拱形。由于拱梁和棚腿搭接肯定长度并用卡紧装置卡紧,顶帮岩石移动时,支架可以自顶板或两帮压缩,产生可缩性。所以它用在矿山压力明显、底板坚硬的巷道效果最好。有些矿在采区动压巷道里使用,很适应顶帮岩层移动变形的需要。但为适应拱梁的要求,有时必需挑顶,简单破坏顶板的完整性。锚杆支护同木支架、混凝土、金属支架都不一样,它不是利用自身直接支撑顶板,而是向巷道围岩打眼,眼孔内锚入锚杆,利用围岩自身的强度加固顶板。锚杆喷浆、喷混凝土的作用就更进了一步,它不是消极地承受巷道围岩产生
18、的地压,而是与巷道围岩结合成一个整体,使岩石本身成为一种具有承载力量的结构。有的人形象地把锚喷支湖比方为穿糖葫芦、纳鞋底和门窗刷油。第一,打锚杆就像穿糖葫芦,把顶板岩石用锚杆串起来,挂在坚硬岩石上,起悬吊作用;其次,打锚杆又像纳鞋底,鞋底纳了以后耐穿耐磨,打锚杆后围岩被锚成一个整体,打多深锚杆就等于砌了多厚的券拱,起了组合梁、压缩拱和挤压体的作用;第三,喷沙浆和混凝土,就像门窗刷油,防止腐蚀。巷道围岩表面有了喷层以后,隔绝了与空气的接触,防止风化,并把围岩凹凸处和岩石裂缝充填起来,与围岩紧密结成一体,缓和应力集中,达到共同作用的目的。 我国煤矿从1955年开头试用一般木锚杆以来,锚杆的种类已进
19、展许多,有压缩木锚杆、金属锚杆有楔缝式、倒楔式、管缝式;沙浆锚杆有钢丝绳和钢筋的;以及树脂锚杆等。1964年开头试验喷浆、喷射混凝土支护,后来把锚杆、挂金属网、喷射混凝土结合起来,形成一种独立的支护形式。目前,从小断面到大断面,从坚硬稳定岩层到松软破裂不稳定岩层,从平巷到竖井、斜井、大硐室、交叉点,从新掘巷道的支护到旧巷的修复,都可以用锚喷支护。与其他支护形式比较,显示了它的优越性。 第三讲顶板 第六课顶板事故的缘由冒顶前的预兆 井下工作面发生冒顶事故的缘由许多,比较常见的有: 地质构造简单松软破裂的顶板常有小的局部冒顶,坚硬难冒的顶板会发生大冒顶,少数矿井还有冲击压。假如采掘过程中遇到了断层
20、、褶曲等地质构造,更简单发生冒顶。 顶板压力的变化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,支架受力猛增,顶板破裂,还会消失平行煤壁的裂缝,甚至顶板消失台阶状下沉,这时冒顶的可能性最大。 回采工序的影响采煤机割煤壁或工作面放炮时,改柱、回柱和放顶时,对顶板的震惊破坏较大,比其他工序时简单冒顶。 工作面部位不同输送机头和机尾处;不按规格要求支护的地方;工作面与回风巷和运输巷连接的上、下出口;工作面煤壁线、放顶线与顶板交接处,都是简单冒顶的地方。 顶板管理方式托伪顶、留煤顶开采。厚煤层用塑料网、金属网做假顶开采,工艺简单,管理不好就要冒顶。 人的因素干部违章指挥、工人违章作业是造成顶板
21、事故最根本、最直接的缘由,从全国历年的统计分析看,有80%以上的事故是由于各种违章和工程质量低劣造成的。 技术装备落后目前多数煤矿回采工作面还在使用摩擦金属支柱和木支柱,回柱基本上是人工作业,埋下事故隐患。 我们的责任就是依据不同时间、不同地点的不怜悯况,分别实行相应的平安措施,把顶板事故毁灭在发生之前。 在正常状况下,顶板冒落事先都有预兆。预兆有下面几种: 响声岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时,木支架就会发生劈裂声,紧接着消失折梁断柱现象;金属支柱的活柱急速下缩,也发出很大的声响。有时也能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。 掉渣顶板严峻裂开时,折梁断柱就要增加。随着就消失顶板掉渣现象,掉渣越
22、多,说明顶板压力越大,在人工顶板下,掉下的碎矸石和煤渣更多,工人叫煤雨,这就是发生冒顶的危急信号。 片帮冒顶前煤壁所受压力增加,变得松软,片帮煤比平常多。 裂缝顶板的裂缝,一种是地质构造产生的自然断裂,一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂缝。老工人说,流水的裂缝最危急,由于它深,缝里有煤泥、水锈的不危急,由于它是老缝;茬口新的有危急,由于它是新生的。假如这种裂缝加深加宽,说明顶板连续恶化。人们经常在裂缝中插上木楔子,看它是不是松动或掉下来,观看裂缝扩大了没有,作出预报。 脱层顶板快要冒落的时候,往往消失脱层现象。检查脱层要用问顶的方法,假如声音悦耳,表明顶板完好;顶板发出空空的响声,说明上下岩
23、层之间已经脱落。 漏顶破裂的伪顶或直接顶,在大面积冒落以前,有时由于背顶不严或支架不牢消失漏顶现象。漏顶如不准时处理,会使棚顶托空、支架松动。顶板岩石连续冒落,就会造成有声响的大冒顶。 第三讲顶板 第七课两巷支护要超前煤壁片帮需防止 普采、炮采工作面上、下端头(出口)及与之连接的回风巷、运输巷是事故多发地点。这是由于,工作面的上下巷一般都在采煤前掘出,巷道顶板暴露时间长,在回采时又受到采动和超前支撑压力的作用,还有做上下缺口要放炮,因此顶板下沉量较大,破裂比较严峻。另一方面,上下出口处在采空区和巷到交叉处,控顶范围大;在上下出口要安装机头、机尾等体积较大的设备,随着工作面的推动,移输送机时这里
24、的支架需要反复支、撤,使顶板更加破裂。 工作面上、下端头是指沿工作面方向,上巷下帮向工作面方向10米,下巷上帮向工作面方向10米的范围内。规定要求,使用摩擦金属支柱的回采工作面上、下端头部位,应使用单体液压支柱支护;工作面输送机头部位要使用四对八根11号工字钢长梁支护,保持一梁三柱,交替迈步前移。工字钢梁要制成花边,以便与支柱顶盖协作,绝不能把工字钢侧向使用和不对称使用,以保证支护强度。 回采工作面上、下巷道距煤壁线20米范围内需要超前支护;假如两巷原来擦用的是梯形木棚支护,靠近煤壁线的10米内,要在原棚梁下架设双排金属铰接顶梁和单体液压支柱支护。往外10米到20米范围,可采纳单排支护;假如两
25、巷原来采纳的是金属可缩性支架或金属棚梁支护,替棚时都要采纳十字铰接顶梁与单体液压支柱配套支护。替棚工序应超前工作面进行。超前距离应依据顶板条件在作业规程中规定。 1、在采高较大、煤质较软、顶板破裂的回采工作面,冒顶事故多数是由煤壁片帮引起的。由于靠煤壁这一侧的顶板是由煤壁支撑,在支撑压力的作用下,煤壁很简单被压酥,再加上煤层本身松软,煤帮就简单片落。这样,破裂顶板在煤壁侧失去支撑,便简单冒落了。 在普采、炮采工作面防止煤壁片帮,可以采纳下面几种方法: 落煤后,工作面煤壁应当采直采齐,准时打上贴煤壁支柱,使新暴露出的顶板得到支护,从而削减对煤壁的压力; 2、假如采高大于两米,煤壁松软,有片帮现象
26、时,打完贴帮支柱后,还要加打横撑将煤壁撑住。打横撑的方法是,先把半圆木或板皮立着贴在煤壁上,用横撑一头顶住,另一头撑在贴帮柱上。假如煤壁很破裂,可以在煤壁和贴帮柱之间横向塞半圆木或板皮加以维护。 3、在片帮严峻的地方,假如截煤或放炮后煤壁上方已经脱落,应在贴帮柱上加托梁或者超前挂金属铰接顶梁,使托梁或顶梁伸入煤壁片落处,超前支护顶板。 4、打眼时要合理布置炮眼,把握好角度,顶眼距顶板不要太近。每个炮眼的装药量要适当掌握。 5、落煤后准时挑顶刷帮,使煤壁不要向采空区方向倾斜,最好使煤壁向工作面前进方向仰斜一点。 防止煤壁片帮不仅可以预防冒顶,还可以削减砸人事故。在截煤或放炮后要准时清除伞檐和底根
27、,保持煤壁齐整,也有利于移设输送机和打支柱。 第三讲顶板 第八课回柱放顶要当心初次放顶莫大意 我国采煤工作面主要使用全部垮落法管理顶板。据统计,回采工序中回柱放顶时发生的冒顶事故占30%到50%,因此,必需留意防止回柱放顶时发生冒顶。 对回柱的要求是:平安、快速,支架回收洁净,使顶板充分垮落。支架回收复用率高。木柱一般用回柱绞车回撤。回收金属支柱时,如顶板比较稳定,支柱受力不大,可以人工回撤;如顶板比较破裂。支柱插如底板或被垮落的岩石埋住,应当用回柱绞车回柱。单体液压支柱不允许用机械设备强行回撤。 回柱放顶前要做好预备工作:检查顶板压力是否稳定,工作面支柱有五短缺、折断和歪扭,检查回柱绞车是否
28、完好,戗柱是否打牢,回柱绞车断丝、断股是否超过规定,回柱钩头是否坚固,绞车操作信号是否灵敏等。作好了预备工作再进行会柱。 回柱放顶时必需指定有阅历的人员观看顶板。放顶工必需站在支架完整和不会发生崩绳 崩柱、甩钩、断绳抽人等事故地点,并事先清理好退路。回柱绞车司机要严格按操作信号操作,避开该停车时不停车,刮倒支柱造成事故。在顶压集中区,应先打替柱,一面把金属支柱拉弯。假如工作面设有密集支柱和木垛,应当先超前支设,然后回收,防止支护密度不够,支撑力量不够而造成冒顶。采纳无密集切顶时,应在放顶线戗戗棚并档挂矸帘,防止推倒支柱和矸石窜入。放顶区域内的支架,5信号外必需全部回清。假如回柱后顶板不冒落且超
29、过规定的悬顶面积时,必需草区人工强制放顶或其他措施进行处理。 单体支柱工作面由开切眼向前采煤,叫初采。采到肯定距离后,除工作面的回采空间外,支柱要挨次回撤,采空区顶板处于无支撑状态。随着悬顶面积增加,开头大面积垮落,叫初次放顶。初次放顶时工作面压力很大,很简单发生冒顶事故。 初采时,往往由于开切眼施工质量差,掘出时间长,工作面第一次开帮后会发生大小不同的漏顶现象,支架上部形成空顶区,支架失去坚固性,放顶时就简单推垮工作面。因此,掘进开切眼时要做到不空顶,两帮要背满背实。假如是分层开采的第一分层则顶帮要铺好金属网。第一次开帮,要在原由梯形支架棚梁下加打柱;假如棚顶已空,就要用一梁三柱大梁,两端插
30、入煤壁,并在棚梁架木垛接顶。初采时开帮进度不宜过大,新支架一侧顶紧煤壁,另一侧与开切眼原有支架连锁,以提高工作面支架的稳定性。 一般推动10米左右即可初次放顶。放顶前要加固工作面支架,适当增加密度。为防止煤壁处顶板消失采动裂隙和台阶式下沉,要增设贴帮支柱。沿工作面每6米到10米增加一个木垛,木垛四角可加戕柱固定。工作面放顶线上应打单排密集支柱。为防止顶板岩石垮落的侧向推力,在密集支柱工作面一侧,支上向老塘倾斜的戗柱。第一次放顶以放顶以后放两排柱比较合适,即放够开切眼宽度;沿工作面倾斜方向自下而上挨次回柱,也可分几段同时回柱。初次放顶时,要紧密。 第三讲顶板 第九课初次来压要管好收尾要用单体柱
31、回采工作面初次来压时,一般表现的特点是:顶板下沉量和下沉速度急剧增加;支架受力猛增;顶板破裂,消失平行煤壁的裂缝,甚至消失顶板台阶式下沉;工作面前方煤壁内的压力过度集中,致使煤壁破坏范围扩大,形成严峻片帮;老顶由折断而垮落时,在采空区深处产生闷雷声和猛烈的响动,顶板掉渣严峻。这些现象往往要持续2到3天。初次来压时会使工作面支架突然大量折损或插入底板,如支架支撑力不够,便会引起大冒顶;采空区垮落的大块岩石也会冲向工作面,撞倒支架,引起冒顶。 初次来压时,单体支护工作面一般实行下列措施:加强支护,沿放顶线增设1到2排密集支柱;为提高支架的稳定性,沿放顶线每隔5到8米增设一个木垛,增设一梁三柱的戗棚
32、或一梁三柱的抬棚;可适当加大工作面控顶距,以便于增加特种支架,有利于顶板垮落;实行小进度多循环作业方式,加快工作面推动速度,以保持煤壁的完整性,使之具有良好的支撑作用;落煤后准时支架,并增大支护密度,提高支护质量;指派专人严密观看顶板变化,同时在工作面和采空区内设木信号点柱,假如劈断折断,便是报警信号。 老顶周期垮落同样会给工作面的平安生产带来不利影响,可以实行同初次来压时一样的平安技术措施。不同的是周期来压时要尽量缩小工作面的控顶距,以削减老顶对工作面的影响。此外,采空区里的支护肯定要回收洁净,使直接顶充分垮落,以缓冲老顶垮落时对工作面支架的冲击。 回采工作面推动到规定的停采线,就该搬家倒面
33、了。这时要进行收尾工作:撤出全部支架和机电设备,并使顶板垮落,这是一项难度较大的工作,弄不好就会消失顶板事故。 为防止回收时丢失单体液压摩擦支柱,一般在收尾的前两三天,工作面每推动一排就新打一排木柱,把替换下来的单体支柱和顶梁由下顺槽外运;等全部替换完毕,便可以拆除机电设备外运,然后由下向上用回柱绞车回收木柱。这种回收方法适用于工作面顶板稳定的条件,由于在替换过程中工作面铁、木混用,而两种支柱的可缩性和支撑力不同,使顶板下沉不均,往往形成台阶式沉裂,顶板破裂,甚至冒顶。为了避开这种现象,有的只在回收时超前一段支零星木柱。 工作面收尾时要留意实行以下平安措施:回采到停采线时要留出支护良好的最小控
34、顶距空间,作为行人和运料用;用大梁套棚和木垛维护好上出口,保证后路畅通;回柱的次序是由采空区向煤壁,有下向上;对拉工作面及有中巷的工作面,如倾角不大可由两头向中间回收;回柱工作必需由熟识顶板性质、责任心强的工人担当,一人回柱操作,还必需有专人观看顶板,采空区内的支柱要回收洁净;随着下部顶板的垮落堵塞,假如工作面温度上升,有害气体聚集,回风巷要安设局部通风机加强通风,等等。 假如倾角不大,也可以由上而下进行工作面收尾的回撤工艺,但这种方法要特殊留意顶板垮落岩块向下滚动,需要制订响应的平安技术措施才行。 观看顶板活动和冒落状况,必需有初次放顶平安管理小组人员亲拘束场指挥。 第三讲顶板 第十课坚硬顶
35、板要处理综采也要防顶板 坚硬难冒顶板是指直接顶很薄或基本上没有,煤层上直接掩盖的是坚硬的砂岩、砾岩等,而且厚度很大。在这类坚硬顶板下采煤回柱后,可以形成几千平方米、甚至几万、几十万平方米的悬顶而不冒落。但是到了肯定时候,顶板大面积来压并突然冒落,产生剧烈的暴风冲击,引起地层剧烈震惊,可将巷道和工作面摧毁,造成伤亡事故。 为了预防大面积顶板垮落,有的矿采纳煤柱支撑法管理顶板,即沿走向每采30到50米留一宽5米的煤柱,用煤柱支撑顶板,把采空区与工作面隔开,并在与生产工作面相邻的采空区进行强制放顶。放顶良好的采空区,一般不再消失大面积来压。假如采空区已经封闭,可以由地面打钻到采空区进行深孔爆破,强制
36、放顶。这样,在有压力不明显区域可以促使顶板早期分次冒落,减轻顶板压力;在压力不明显区域,可以崩落部分顶板,造成顶板裂缝,形成人为的顶板薄弱带,以利来压后分次冒落。 消退坚硬顶板冒顶事故的根本方法,是采纳长壁全部垮落采煤法。即当工作面推动20倒30米时,由工作面对顶板钻孔,一次装药爆破,进行初次放顶。以后随着工作面的推动,当悬顶过大时,连续进行深孔爆破强制放顶,这样就极大消退了大面积来压及冒落对矿井和人身的危害。此外,采纳顶板预注水软化、破坏坚硬岩层的整体性,使其强度降低,也是处理坚硬难冒顶板的一种好方法。 使用自移式液压支架的综采工作面,并不能完全消退顶板事故。与炮采、普采不同的是,自移式液压
37、支架工作面的冒顶事故大都发生在顶梁前端的空顶区内。依据我国综采工作面的实践,冒顶主要在下面几种状况下发生; 架型与围岩条件不适应有的矿在破裂顶板下没有采纳掩护式支架,而用了垛式支架,引起冒顶和漏矸事故。 支架工作阻力确定不合理有的工作面顶板压力大,而支架阻力选得偏低,结果或柱下缩量过大。引起冒顶,甚至把支架压死,处理特别困难。解决上面两个问题的关键是要对顶板进行合理的分类,依据顶板压力及岩性特点正确选择液压支架的架型和工作阻力。 煤壁片帮采高大、煤质软、顶板破裂的工作面,冒顶大多数是由片帮引起的。防止的方法除在以前介绍过的之外,片帮严峻时,液压支架必需有爱护帮板。 超高采煤采煤机割煤高度必需保
38、持在支架最大支撑高度的范围内,假如超过支架最大高度,支架失去支护的作用,致使顶板大量下沉,引起冒顶。所以要严格把握采高,不能超过支架允许的高度。 端面距大支架顶梁前端到煤壁这一段顶板没有支护,是引起冒顶事故的重要缘由。端面距一般应保持不大于300毫米。 第三讲顶板 第十一课过断层平安在先遇裂隙需加当心 在采煤过程中常会遇到一些地质构造,如断层、褶曲等。这些地区往往消失顶板破裂、倾角变化、煤层变软、淋水增大等现象,最简单冒顶。 断层破坏了煤层的完整性,造成裂隙和破裂带。过断层时,先要把工作面与断层走向的交角(交角越小,工作面消失的破裂带宽度大,冒顶的可能性越大)弄清晰。断层落差小于0.8米时,可
39、以直接采过去;落差较大、范围较小时,可采纳挑顶、卧底或两者相结合将工作面推过断层。这时,必需加强工作面支架。为防止横一直压推倒支架,应当采纳连锁棚子;在断层破裂地点,要垂直断层打戴帽戗柱,柱根要支在硬底上,在断层两侧都要加打木垛。挑顶过断层时要丢底煤,所以支柱应穿鞋,防止下沉;卧底过断层时要丢煤,为防止顶煤片落,造成空顶引起冒落,留顶煤处要刹严背紧。假如断层落差很大,顶底板岩层坚硬,或断层平行工作面、挑顶卧底很困难时,就只有重开开切眼绕过断层,不然硬过顶板不简单管理,就可能发生大冒顶。 褶曲就是工作面的煤层和岩层起伏弯曲。折实顶板经受过挤压变得破裂,底板倾角变化较大,煤岩层变得松软,踯户比较困难。假如褶曲变化平缓,工作面可以直接采过去;假如褶曲变化较大,就要依据状况采纳挑顶或卧底的方法了。工作面通过褶曲带,可能要留下顶、底煤,假如顶煤留不住,要准时挑落,并在支架上用小木垛接顶,留底煤时柱子不要穿鞋。在挑顶、卧底处四周,要架设木垛,加强支护。 煤层和岩层中的自然列席,如层理面、节理面等,会降低岩体的强度,破坏顶板的完整性,是工作面发生冒顶的一个重要缘由。 层理就是岩层的分界面。分界面之间的粘结力小,受采动影响简单相互脱离而产生离层裂隙。稍有疏忽
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