【摘 要】結合推跨型冒頂事故案例,對推跨型冒頂原因進行分析。提出破損頂板工作面管理的措施
【關鍵詞】復合頂板;頂板特性;冒頂原因;管理措施
近年來,煤礦企業(yè)發(fā)生的冒頂事故中,復合頂板事故占有相對較大比重。通過分析、探討復合頂板的控制對預防頂板事故發(fā)生,實現安全生產,具有重要意義
一、復合頂板特性
復合頂板亦稱為離層型頂板,從本質上講是一種在巖性和巖石的力學性等方面特殊組合的直接頂。
典型的復合頂板一般具有以下三個特征:
(一)頂板由下“軟”上“硬”不同巖性的巖層所組成。
(二)“軟”“硬”巖層間加存煤線與薄煤層軟巖層。
(三)下部“軟”巖層的厚度一般不小于0.5m,而且不大于3m。
二、復合頂板推跨型冒頂原因
(一)冒頂特點
1.冒頂前工作面頂板壓力不大,支架無變形損壞,支柱沒有明顯下縮。
2.多數情況下,冒頂前工作面?zhèn)雾?、直接頂已沿煤壁斷裂,冒頂前工作面有明顯征兆,推跨發(fā)生時速度快,靠近采空區(qū)的支柱向下傾斜,頂板掉渣等,若判斷正確人員能迅速撤離。
3.冒頂多發(fā)生在初采、初放階段及周期來壓階段。
4.冒頂在任何工序都可能發(fā)生,但多數是發(fā)生在移梁及移溜過程中。
5.冒頂后支柱沒有折損,只是傾斜。上部堅硬巖層大面積懸露不冒。
(二)冒頂的原因
1.復合頂板在推采過程中,當支架的初撐力和強度不夠時,軟巖層就離層。又由于原生及采用裂隙所切割,頂板軟巖層中形成一個六面體,當六面體傾斜下方冒空時,易向傾斜或老空有自由面,即有向傾斜方向或老空的推力,如果圍巖對六面體的摩擦阻力小于六面體的去路推力,就會發(fā)生推跨型冒頂。
2.復合頂板在推采過程中,有時因為維護不及時或背頂不嚴,支架不牢固出現漏頂現象,漏頂處理不及時,會使支架接頂不實,易造成支架松動,頂板巖石繼續(xù)冒落,就會造成沒有聲音的大型冒頂。
案例分析:
白水煤礦21523工作面冒頂事故
21523工作面走向長度466米,傾斜長度112米,煤層厚度3.2米,開采的5#煤層頂板為黑色炭質泥巖,厚度0.8米,直接偽頂為黑色砂質泥巖,局部頁巖黃鐵礦結核,厚度在5.0-8.0米之間為典型的復合頂板。在初采時,距機尾18米處,爆破后,未及時打貼幫柱,溜子上方有2米范圍出現漏頂,漏頂高度為0.9米左右,使支架接頂不實,煤層起伏不平,支柱初撐力不足,穩(wěn)定性差,引起偽頂及5#煤冒落,造成支架沿回采工作面傾斜方向傾倒的大范圍推跨型冒頂11米。
事故原因:
(1)支柱迎山角不合理,支柱初撐力不足。
(2)未及時維護,初采時特殊支護不到位,未及時打貼幫柱、戧柱或戧棚。
(3)局部漏頂支架托空造成大面積偽頂及直接頂垮落推倒基本支架。
三、破碎頂板工作面管理措施
(一)首先要加強礦井生產地質工作。掌握回采工作面復合頂板、底板及水文等情況。根據不同地點、不同情況采取針對性預防措施,把頂板事故消滅在萌芽狀態(tài)。
(二)對復合頂板進行礦壓規(guī)律觀測,推采時盡量選擇相對穩(wěn)定的層位。
(三)工作面初采,初放、周期來壓及過地質變化帶易發(fā)生冒頂事故,要認真編制切實可行的安全技術措施,工作面初采時不得推采開切眼的另一幫煤柱,以防切眼直接頂離層失穩(wěn)。對工作面抓重點(兩端頭,變化帶,戧柱、戧棚、貼幫柱),嚴格工程質量管理。
(四)炮采時工作面采取放小炮,機采時盡量采取前刀割底,后刀掃頂的采煤方法,及時跟炮或跟機維護,并及時打牢貼幫柱,縮短機道空頂時間和面積,控制機道冒頂。必要時,近頂板打眼,加長梁進行預先超前支護,作為臨時支護,對于局部漏頂,必須做到背嚴背實。
(五)適當加大支護密度,不但要滿足采場支護強度的要求,而且要有利于護頂,塘材背頂等措施。
(六)在炮采工作面,發(fā)現頂板沿煤壁有顯著的裂縫或下沉等現象時,工作面應停止爆破,在片幫嚴重的地方提前移梁或將長梁移近煤壁進行維護。
(七)嚴格正規(guī)循環(huán)作業(yè),加快工作面推進進度,改善頂板狀況,工作面做的“三直、一平、兩暢通”。
(八)加強職工安全教育培訓工作,使工人做到按規(guī)程規(guī)范操作,人人干標準活、放心活。同時,狠反“三違”,把人為因素降到最低點。