復(fù)合頂板推垮型事故原因分析與對(duì)策

【中圖分類號(hào)】R142.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1673-8209(2009)9-0250-01

【摘要】本文介紹了復(fù)合頂板的主要特點(diǎn)，詳細(xì)分析造成復(fù)合頂板下推垮型事故的原因及預(yù)防對(duì)策，為頂板安全管理提供了可靠依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】復(fù)合頂板;推垮型;原因分析;對(duì)策

1 復(fù)合頂板的主要特點(diǎn)

復(fù)合頂板是一種組合特殊的直接頂，其下位巖石厚度在0.2m-1.1m左右，多數(shù)有泥巖、頁(yè)巖及松散的砂質(zhì)巖單獨(dú)或互層組成。

復(fù)合頂板在受力過(guò)程中，下位巖石首先破裂，當(dāng)其出露到采場(chǎng)時(shí)，這部分已破裂的下位巖石將以假塑性 巖石的特性沿某一弱面滑動(dòng)，從而造成大面積推垮支柱的推垮型事故。

典型的復(fù)合頂板的下位巖層往往由厚0.2m-0.5m的變形模量較小、內(nèi)摩擦角較小的單層或互層組成，甚至還有的還以極薄的煤線、泥夾層與上位巖層相連接，只要有下沉空間，極易與上覆巖層相離層，極易被剪斷破裂，沿弱面滑移，推倒支柱形成推垮型事故。

2 復(fù)合頂板工作面推垮型事故的條件

①支護(hù)質(zhì)量差。支柱初撐力低，支柱的工作阻力小于初撐力，支護(hù)剛度不強(qiáng)，穩(wěn)定性差，切頂支柱切頂能力差，穩(wěn)定性不強(qiáng)。

②回柱放頂時(shí)。

③炮采工作面放炮崩倒支柱未能及時(shí)扶好。

④工作面發(fā)生局部冒頂，沒(méi)能及時(shí)處理。

⑤工作面過(guò)斷層、過(guò)老峒。

⑥開(kāi)采尺寸較小的孤島煤柱。

⑦大傾角工作面在拆除兩巷支架及挪移上下出口抬棚時(shí)。

⑧工作面全長(zhǎng)范圍內(nèi)，大面積采高由大變小，或工作面俯采、仰采推進(jìn)時(shí)，也容易發(fā)生此類事故。

3 復(fù)合頂板條件下推垮型事故的防治措施

3.1 做好事故預(yù)測(cè)工作

(1)首先判斷直接頂是否是復(fù)合頂。

(2)在復(fù)合頂板條件下，要在工作面全長(zhǎng)范圍內(nèi)判斷其下位軟弱薄層易于產(chǎn)生滑移的區(qū)域。比如在斷層切割面內(nèi);工作面角度及煤層厚度急劇變化的褶皺段;工作面煤壁端頂板臺(tái)階下沉裂口處;局部冒頂?shù)纳舷路健?/p>

(3)生產(chǎn)前，要對(duì)這些區(qū)域全面檢查，在可能產(chǎn)生滑移的結(jié)構(gòu)面附近設(shè)置儀器(如動(dòng)態(tài)儀)、或塞上木條、劃上記號(hào)，并派專人觀察。

(4)對(duì)老頂來(lái)壓預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

3.2 做好工作面布局

(1)復(fù)合頂板條件下，盡量不采孤島煤柱，如果必須采，則應(yīng)采用條帶式開(kāi)采，而且工作面長(zhǎng)度不應(yīng)小于80m。

(2)工作面傾角大于8°，不采上山煤，也不采偽上山煤。

(3)對(duì)兩巷布置，因受斷層影響，必須開(kāi)出斜交順槽時(shí)，要特別注意其所帶來(lái)的影響。因?yàn)檫@種布置工作面上下拐角將長(zhǎng)期處于有初次放頂?shù)膯?wèn)題，極易造成頂板事故。

(4)工作面最好不要在斷層構(gòu)造處收作，以免收作時(shí)壓力過(guò)分集中，壓碎松散巖層，造成頂板事故。

(5)工作面方向要與主斷層、主節(jié)理方向正交或斜交，斜交時(shí)角度不小于15～20°。

3.3 注意采掘相互影響

(1)煤層傾角大于15°以上，兩巷的掘進(jìn)一定不要破壞復(fù)合頂板下的松軟巖層。

(2)切眼巷道開(kāi)出后，要認(rèn)真支護(hù)，背幫背頂，幫頂嚴(yán)實(shí)。巷道不要做的過(guò)早，以免不修，空幫空頂，致使回采時(shí)在切眼處就具備推垮型事故的條件。

3.4 合理有效地對(duì)工作面進(jìn)行支護(hù)

(1)支護(hù)參數(shù)與支護(hù)形式應(yīng)滿足“護(hù)、穩(wěn)、控”三個(gè)方面的要求。護(hù):頂板管理上采用“支、護(hù)”相結(jié)合，采取以護(hù)為主的措施，最大限度的消除煤壁片幫，預(yù)防頂板抽、冒、漏等事故。穩(wěn):使支柱有足夠的穩(wěn)定性，支護(hù)系統(tǒng)保持必要的剛度，杜絕退垮冒頂事故的發(fā)生?？?控制支柱的鉆底量，必須嚴(yán)格控制頂板離層和支柱的迎山角，使工作面頂?shù)装逄幱诹己玫谋恢螤顟B(tài)，支柱鉆底量大于100mm的支柱必須穿鞋。

(2)對(duì)復(fù)合頂板的管理，要求支架既要有足夠的支撐力，更要護(hù)好下位巖層，盡量保持下位巖層的完整，一般采用金屬鉸接頂梁與單體液壓支柱進(jìn)行支護(hù)，過(guò)嚴(yán)頂。支柱排距在1.2m的前提下，支柱柱距在0.4-0.5m之間為好，單體支柱初撐力以不低于90KN為佳。

(3)第一控頂排支柱支設(shè)要及時(shí)。要保證基本支柱的工程質(zhì)量，支設(shè)支柱時(shí)要打直，就是支柱的頂點(diǎn)要在一條直線上，這樣，支柱才能既垂直頂?shù)装?，又保持?duì)頂板的支撐整齊有力。

(4)要保持支護(hù)系統(tǒng)的剛度，杜絕支柱(包括特種支架)打在浮煤浮矸上。要杜絕不同特性的支柱混用。不要亂穿木鞋，不要重楔、重帽、重鞋。

(5)要正確使用特種支架。戧棚(柱)的支設(shè)要注意方向與角度，不能千篇一律，戧棚(柱)支設(shè)方向一定要迎向復(fù)合頂板下位巖層最可能滑移的方向。但老頂來(lái)壓時(shí)，戧棚(柱)支設(shè)方向同時(shí)考慮“壓力”是否迫使頂板撲向煤壁的問(wèn)題。木垛是一種大縮量、晚支撐的特種支架，當(dāng)需要時(shí)，木垛可提前打在工作面一側(cè)的空檔內(nèi)，擺成三角形，讓其提前吃上“勁”，以便提高木垛及支架的抗推能力。

(6)工作面傾角大于25°的復(fù)合頂工作面，要采用全工作面整體支護(hù)的支架形式。比如“拉鉤式”連續(xù)支架就能確保全工作面支架的完整性、穩(wěn)定性。

(7)工作面出現(xiàn)局部冒頂，必須認(rèn)真對(duì)待，并及時(shí)將空頂?shù)目臻g的兩端(特別是冒頂空間上方一端)支護(hù)好，并打一戧棚(柱)撐起來(lái)。

(8)復(fù)合頂板工作面要嚴(yán)格控制采高。在初次來(lái)壓之前，工作面采高不宜大于1.8m。