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炮采工作面復合頂板推垮型事故的防治措施

文檔作者：萬百超文檔來源：淮北雙龍礦業(yè)有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月28日
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忌第143期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2011．07．030
炮采工作面復合頂板推垮型事故的防治措施
萬百超
(淮北雙龍礦業(yè)有限責任公司，安徽淮北235047)
摘要：分析了復合頂板的特點和炮采工作面推垮型冒頂事故的原因及特點，提出了推垮型冒頂事故的防
范措施，在現(xiàn)場管理中取得了較好的效果。
關鍵詞：炮采工作面；復合頂板；推垮型冒頂事故；防治措施
中圖分類號：TD327．2 文獻標識碼：B 文章編號：1005·2798(2011)07-0069—02
1 復合頂板的主要特點
1) 復合頂是一種組合特殊的直接頂。其下
位巖層厚度在0．2—1．1 m左右，多數(shù)由泥巖、頁巖
及松散的砂質(zhì)頁巖單獨或互層組成。
2) 復合頂在受力過程中，下位巖層首先破
裂。在其出露到采場時，這部分已破裂的下位巖層
將以假塑性巖層的特性，沿某一弱面滑動。從而造
成大面積推倒支柱的推垮型事故。
3) 典型的復合頂其下位巖層往往是由厚度
0．2～0．5 m左右，變形模量小，內(nèi)摩擦角較小的單
層或互層組成。有的甚至還以極薄的煤線夾層與上
位巖層相連接。因此，只要有下沉空間，極易與上覆
巖層離層，極易被剪切破裂。沿弱面滑移，推倒支柱
形成推垮型事故。
2 推垮型事故的特點(相對其它冒頂事故)
1) 冒落巖層的冒落高度并不大，多數(shù)只是直
接頂下位0．5～1．0 m左右的松軟巖層。冒空之上
多是平整光滑的巖層。既使是垮面之后，也無明顯
的沖擊顯現(xiàn)。
2) 冒落范圍大，面積少則幾平方米，多則幾
十平方米。造成事故的滑移斷裂面并不在冒落地
點，而往往遠離出事地點幾米甚至十幾米以外。
3) 事故往往具突發(fā)性、連續(xù)性與重復性。
3 推垮型事故的原因
1) 此類事故發(fā)生在老頂初次來壓之前為多。
事故發(fā)生的位置多在切眼剛推不久，以及上下出口，
煤壁附近。這些常是支架支護密度大，平時不易引
起人們重視的時間和地點。
2) 產(chǎn)生事故的巖層薄，運動特點不是垂直下壓，
而是沿層面滑動。所以原先所熟悉的如支架變形、損
壞、頂板明顯下沉、掉渣、響聲大等顯現(xiàn)不明顯了。
3) 復合頂形成的推垮型事故是多因素共同
促成。在某一誘發(fā)條件下(并不要多大的推動力)
會突然顯現(xiàn)，有些事故僅在數(shù)十秒鐘至數(shù)分鐘內(nèi)就
完成，使人們來不及準備和撤離。
4) 小的局部冒頂往往是大事故的前因。人
們對此往往注意不夠，并有僥幸心里。所以類似的
事故可能在原垮落區(qū)繼續(xù)發(fā)生、重復發(fā)生。
5) 推垮型事故是復合頂中某一解除了約束
的滑移體沿某一節(jié)理面再滑移的結果。因此，產(chǎn)生
推垮型事故時所需要的推力是不大的。因此，在較
大角度的工作面一些工序與工藝就成為造成頂板事
故的誘發(fā)條件。
6) 推垮型事故以推倒采場支護使支架“打
旋”失去穩(wěn)定、喪失支護能力，而造成頂板事故。
4 推垮型事故的誘發(fā)條件
據(jù)實踐所得，復合頂條件下的推垮型事故，往往
發(fā)生在以下的一些工序、時間、地段內(nèi)。①回柱放頂
時；②炮采工作面，放炮打倒支柱，沒及時扶好倒棚；
③工作面發(fā)生局部冒頂，沒認真及時處理；④工作面
老頂來壓時；⑤工作面在掘出時間較長的切眼附近
推進時，以及在有構造、有老巷的區(qū)域推進時；⑥ 工
作面過斷層，過老巷時；⑦ 開采尺寸較小的煤柱時；
③大傾角工作面在撤除兩巷支架及挪移上下出口抬
棚時；⑨工作面全長范圍內(nèi)，大面積采高由大變小，或
工作面剎下山、爬上山推進時，也容易發(fā)生此類事故。
5 推垮型事故的防治措施
5．1 做好推垮型事故的預測工作
1) 首先判斷直接頂是否是復合頂。
收稿日期：2011-03—16
作者簡介：萬百超(1963一)，男，安徽碭山人，工程師，從事生產(chǎn)技術工作。
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2011年7月 萬百超：炮采工作面復合頂板推垮型事故的防治措施 第20卷第7期
2) 在復合頂?shù)臈l件下，要判斷出工作面全長
范圍內(nèi)，其下位軟弱薄層易于滑移的區(qū)域在何處。
比如：斷層切割面內(nèi)、工作面角度及煤層厚度急劇變
化的折皺段、工作面煤壁端頂板臺階下沉裂口處、局
部冒頂?shù)纳舷路降取?
3) 生產(chǎn)前，對這些區(qū)域全面檢查，在可能產(chǎn)
生滑移的結構面附近設上儀器(如動態(tài)儀)或塞上
木條，畫上粉筆記號，甚至派專人觀察。
4) 老頂來壓預測預報。
5．2 搞好工作面布置
1) 復合頂條件下盡量不采孤島煤柱工作面，
工作面的長度應不小于80～100 In，以保證工作面
煤體有穩(wěn)定的核區(qū)，也不至于產(chǎn)生因煤柱尺寸太小，
工作面復合頂下位煤層被多方迭加的支承壓力壓碎
而出現(xiàn)頂板事故。
2) 在工作面傾角大于l0。后，工作面不進行
上山布置，也不進行偽上山布置。
3) 兩巷布置時，要注意與工作面斜交的巷道
所帶來的影響。因為這種布置，工作面的上下拐角
長期處于有初次放頂?shù)膯栴}，極易造成頂板事故。
4) 工作面最好不要在斷層構造處收作。以
免收作時壓力過分集中，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，斜交時角度不小于15。。
6) 分層開采時切眼與上下巷盡量與上下分
層工作面切眼垂直重迭布置，以使能順利地把上分
層鋪設的網(wǎng)放下到底板。而且注意下分層工作面在
切眼處不要采回頭煤(即不在下分層扒切眼另側的
煤柱)，以免造成懸跨在切眼一側煤柱上的老頂砌
塊、因“失腳”而傾出沖落下來的頂板事故。
5．3 注意采、掘的相互影響
1) 當煤層傾角大于15。以上，兩巷的掘進一
定注意不要破壞復合頂下的松軟巖層。
2) 開切眼等巷道開出后，要認真支護，背幫
背頂。不要開得過早又閑而不修，空幫空頂，致使回
采時于切眼處就具備出現(xiàn)推垮型事故的條件。
3) 在高角度的工作面，當使用順山棚(傾斜
支架)時，要注意讓工作面支架與巷道支架緊緊相
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連，使上下出口處支架形成一個整體。
5．4 合理有效地對工作面進行支護
1) 復合頂板的管理在支架使用上，既要有足
夠的支撐力，更要保護好下位巖層，盡量保持下位巖
層的完整，所以要用棚子支護。采用金屬鉸接頂梁
配合單體液壓支柱，并適當采用背頂措施。據(jù)從多
個工作面的調(diào)查來看，在復合頂條件下，為護好直接
頂下位巖層，支架的排距在1 m的前提下，支柱柱距
以0．5～0．6 m之間為好，單體支柱的初撐力以不低
于50 kN為佳。
2) 第一排控頂支柱支設要及時，無立柱空間
超前掛梁要及時。加強基本支柱的工程質(zhì)量，支設
支柱要成直線，就是指支柱的頂點在一直線上，這
樣，支柱才能既垂直頂?shù)装?，又保持對頂板的支撐?
齊有力。
3) 要保持支護系統(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。要使用金屬頂梁，不要用木頂梁與單體液
壓支柱配套。不要亂穿木鞋，不要重楔重帽、重鞋。
4) 要正確使用特種支架。戧棚(柱)的支設
要注意方向與角度，不能干篇一律；戧棚(柱)的支
設方向一定要迎向復合頂下位巖層最可能滑移的方
向。當老頂來壓時，戧棚(柱)的支設方向同時要考
慮“壓力”是否迫使頂板撲向煤壁的問題。木垛是
一種大縮量晚支撐的特種支架，當需要時，木垛可提
前打在工作面一側的空擋內(nèi)，擺成三角形。讓其提
前“吃”上勁，以便提高木垛以及支架的抗推能力。
5) 在工作面的傾角大于25。的復合頂工作
面，要采用全工作面整體支護的支架形式。比如
“拉鉤式”連續(xù)支架就能確保全工作面支架的整體
性、穩(wěn)定性。
6) 當工作面出現(xiàn)局部冒頂，必須認真對待并
及時將冒頂空間的兩端(特別是冒頂空間的上方一
端)支護好，并打一戧棚(柱)撐起來。以防擴大冒
頂。
7) 復合頂工作面要嚴格控制采高。在初次
來壓之前，工作面采高不宜大于1．8 m。
[責任編輯：李月成]

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