摘要:本文介紹了簡易支架放煤(Π型鋼梁和懸移支架等非綜采形式的放頂煤)工作面頂板事故易發地點(上下出口,煤壁線、放頂線、過斷層處)并對容易產生頂板事故的原因進行分析,同時提出針對性的預防和處理措施。
關鍵詞:放頂煤;頂板;原因分析;預防措施
1 工作面上下出口頂板事故原因分析及預防措施
1.1 工作面上下出口頂板事故原因分析
(1)上下出口位于工作面和上下順槽的交接處,控頂面積大,頂板壓力較大。
(2)上下順槽在掘進過程中已受過震動影響,且支護多為被動支護。因此,已產生了一定的松動破壞,并且頂板已形成了初期下沉及離層。
(3)工作面內運輸機頭、機尾正處于上下出口,頻繁地移動機頭、機尾,造成支柱的頻繁支回,導致頂板的整體性和穩定性受到影響。
(4)工作面上下順槽因掘進工期較長,暴露時間較長,加之回采超前支承壓力影響,上下順槽容易炸幫炸頂,需頻繁維護,造成支護棚“承壓—卸載—承壓”循環過程,頂板出現多次離層現象。
1.2 工作面上下出口頂板事故預防措施
(1)上下順槽掘進時,嚴格掌握爆破參數,保證成型較好,及時架設支架,并腰嚴背實接足勁,減少頂板離層,減少被動承壓,條件允許的巷道盡量采用錨桿錨網支護,主動承壓。
(2)上下順槽掘進時,應從設計源頭抓起,留有充分的巷道斷面和變形系數,避免受壓后出現頻繁維護帶來的頂板離層和淌漏冒頂現象。
(3)在工作面向前推進過程中,提前將上下出口順槽20 m 范圍內打齊雙排架梁,以提高初次來壓或周期來壓時基本支架的穩定性和承載性。
(4)保證上下出口有充足的斷面,上下出口超前用順山過河提前拔棚進行頂板管理。
(5)移動機頭、機尾時,應采用支架主副梁邁步前移的方法來保證頂板不離層。
(6)上下端頭部分沿放頂線要增設順山挑棚,以加強基本支架穩定性和牢固性。
2 工作面煤壁線頂板事故原因分析及預防措施
2.1 工作面煤壁線頂板事故原因分析
(1)炮采工作面由于炮眼位置、深度、角度及裝藥量等不符合《煤礦安全規程》和《作業規程》規定,造成崩倒支架或煤壁片幫,引起冒頂。
(2)工作面采成仰斜,煤壁整體失去平衡,受煤的自重力引起脫落,形成片幫,造成空頂和冒頂。
(3)遇斷層、褶皺、破碎帶,煤層松軟及頂底板起伏地段,支架難以及時架設,易造成抽冒和空頂現象。
(4)工作面底板松軟,支柱初撐力不夠,被動承載,煤頂與頂板離層。
2.2 工作面煤壁線的頂板事故預防措施
(1)選擇適合各煤層開采的爆破參數,且炮眼布置不能正對支架,以避免崩倒支柱,崩冒頂煤。
(2)放炮落煤后不能空頂作業,要及時支護,支架的初撐力要達到50 kN 以上。
(3)煤壁松軟時要及時掛網,超前打貼幫柱以控制煤壁片幫,并加大炮眼間距,減少裝藥量或采用手鎬找頂,提前掏窩掛梁,然后落煤。
(4)工作面所鋪頂網(金屬網或塑料網)必須嚴格按規程規定要求進行連接。網與支架之間必須用塘柴棍進行腰背以免頂網打兜撕網冒頂。
(5)支柱要迎山有勁,支柱要支在底板實底上,并帶有柱窩。底板松軟時,必須穿鞋,以免鉆底,初撐力達不到。
(6)煤層傾角大時,必須下底梁,護底板,防止底板滑坡,支柱失腳。
3 工作面放頂線頂板事故原因分析及預防措施
3.1 工作面放頂線頂板事故原因分析
(1)放頂線支柱大多受力不均勻,當受力較大的支柱回撤后,其支撐的煤頂和巖石會立即分離,煤巖石冒落。
(2)放煤時剪網過高,形成高位放煤,容易造成支架梁上空頂或懸頂面積加大,當大塊巖石冒落時,易推倒支架,造成冒頂。
(3)工作面采成仰斜,放頂線側放煤時容易把支架上方的煤頂放落,造成支架空頂,支柱失穩,產生推垮冒頂。
(4)采煤工作面過斷層,頂板被斷層割成不連續巖塊,當頂煤被放落后,巖塊失去支撐,將會向傾斜下方垮落,從而將支柱、支架推倒,造成冒頂。
(5)工作面背頂連網質量差,在移架過程中撕網,產生冒頂。
3.2 工作面放頂線頂板事故預防措施
(1)工作面放煤實行掛牌管理,低位剪網放煤,多輪次實施,以減少頂煤一次放完后,頂板大面積空頂,垮落時形成沖擊力。
(2)放煤前要將放煤附近支柱進行補液加壓,確保支柱有足夠的壓力,并在放煤處沿傾斜方向打齊挑棚,增強支架整體防倒能力。
(3)放煤必須按順序進行,工作面內同時放煤點不宜超過兩處,并留有一定的間距,放完煤后要及時將剪開的網連好,以防竄矸。
(4)在工作面過斷層期間,斷層帶及其下方附近嚴禁放煤。
(5)基本支架質量較差,管理較亂,沒有安全保障時嚴禁放煤。
(6)煤壁線處采煤時發生過抽冒,則對應放頂線處附近不宜放煤。
4 工作面過斷層頂板事故原因分析及預防措施
4.1 工作面過斷層頂板事故原因分析
(1)工作面過斷層處,頂底板發生變化,傾角沿斷層面方向增大,煤壁易片幫,產生冒頂。
(2)由于局部傾角偏大,與整個工作面傾角不協調,為兼顧工作面運輸,在斷層處往往留有底煤,因此支柱軟底初撐力達不到,煤頂和頂板易產生離層,形成游離頂板,在移架時出現冒頂現象。
(3)支柱在煤底下支護,沒有采取有效防護措施,常因人員上下,底煤脫落,造成支柱失腳、失效,垮落冒頂。
(4)由于傾角較大,操作人員在施工過程中管理難度加大,往往因不能及時鋪網、連網、支設支架,導致煤頂長時間空頂,無支護,而產生冒頂。
4.2 工作面過斷層頂板事故預防措施
(1)選擇合適的爆破參數進行落煤。煤體松軟時,用手鎬配合風鎬進行落煤。落煤時由上向下進行。
(2)每班固定專人對斷層帶進行采煤和移架。采煤時先用半圓木配合單體液壓支柱臨時支護,并保持斷層帶處超前工作面正常帶一峒。移架時,半圓木托在支架上方,增強支架整體摩擦力,增加穩定性。
(3)支柱必須緊跟底板帶有柱窩,若底板松軟時必須穿鐵鞋,保證支柱初撐力符合要求,并加強壓力觀測。
(4)在基本支架下方沿傾斜方向架設挑棚,增強整體抗推力。架與架之間的防倒繩要連接好,保持正常使用。
(5)工作面過斷層段及其下方5 m 范圍內禁止放頂煤,以防支架上方煤體抽冒,支架失穩。
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