【正文】 面頂板的控制 （ 二 ） 支架與圍巖的關(guān)系 ? 二次支護(hù) ? 節(jié)式結(jié)構(gòu)的巷道支架 符合上述原理的支護(hù)方式及支架結(jié)構(gòu)與性能有： 第二部分：礦山壓力基本知識 思考題 1. 煤層被采后，煤層上方和工作面推進(jìn)方向的巖體移動有何 特點和規(guī)律？ 2. 試分析頂板事故的自然原因與事故的形成條件 。 3. 試分析采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的基本規(guī)律，如何預(yù)防頂板 事故的發(fā)生？ 4. 采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點對安全生產(chǎn)有何意義？ 5. 采掘支護(hù)工作對支架有何要求，如何實現(xiàn)？ 第三部分： 頂板事故的致因與防治 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 二 、 巷道頂板事故的致因及防治 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 一 ） 頂板事故的分類 采場頂板事故按力源可分為 ? 壓垮型 ? 漏冒型 ? 推垮型冒頂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 一 ） 頂板事故的分類 由垂直層面方向的頂板力壓壞采場支架而導(dǎo)致的冒頂，又分為： ①老頂來壓時壓垮型冒頂 ②厚層難冒頂板大面積冒頂 ③直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 一 ） 頂板事故的分類 因破碎頂板沒有得到有效的防護(hù)而冒落導(dǎo)致的冒頂，又分為： ?大面積漏垮型冒頂 ?局部漏冒型冒頂 ?工作面上下出口的局部冒頂 ?放頂線及其附近的局部冒頂 ?地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 一 ） 頂板事故的分類 由于平行于層面方向的頂板力推倒支架而導(dǎo)致的冒頂，又分為： ?復(fù)合頂板推垮型冒頂 ?金屬網(wǎng)下推垮型冒頂 ?大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂 ?采空區(qū)冒矸沖入采場的推垮型冒頂 ?此外，還可能出現(xiàn)綜合類型冒頂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 一 ） 頂板事故的分類 煤礦中習(xí)慣把采場冒頂分為兩大類 ： ? 局部冒頂 ? 大型冒頂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 一 ） 頂板事故的分類 范圍不大，傷亡人數(shù)不多（每次 1～ 2人）的冒頂，可分為： ?靠近煤壁附近的局部冒頂 ?放頂線附近的局部冒頂 ?上下出口的局部冒頂 ?地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 一 ） 頂板事故的分類 范圍較大，傷亡人數(shù)較多（每次 3人以上）的冒頂，可分為： ?兩端來壓時的壓垮型冒頂 ?厚層難冒落大面積冒頂 ?直接導(dǎo)致的壓垮型冒頂 ?大面積漏垮型冒頂 ?復(fù)合頂板推垮型冒頂 ?金屬網(wǎng)下推垮型冒頂 ?大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ①原因分析 1. 靠近煤壁附近的局部冒頂 ?節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖石強(qiáng)度低 ?支護(hù)質(zhì)量差，支撐力不足造成離層 ?炮采時，裝藥量過多，放頂崩倒支架，頂板失控 ?老頂來壓時，煤壁附近直接頂破碎 ?新暴露的頂板沒有及時支護(hù) ?綜采時，端面距過大 ②案例分析 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ③ 防治措施 1. 靠近煤壁附近的局部冒頂 ?對新暴露的頂板及時支護(hù)，如圖 3 3 33所示 ?炮采時，炮眼布署及裝藥量要合理 ?煤層的節(jié)理方向與工作的推進(jìn)方向垂直或斜交 ?來壓期間，若煤壁片幫，要進(jìn)行超前支護(hù)，減小端面距 ?綜采時，對破碎頂板要注入粘結(jié)劑進(jìn)行固化 ?加快工作面推進(jìn)速度 ?采高大，煤體松軟時，加設(shè)護(hù)幫裝置 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 1. 靠近煤壁附近的局部冒頂 圖 31 正懸臂交錯頂梁支護(hù) 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 1. 靠近煤壁附近的局部冒頂 圖 32 錯梁直線柱支架布置 1臨時柱； 2正式柱 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 1. 靠近煤壁附近的局部冒頂 圖 33 短頂梁與基本頂梁配合情況 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ①原因分析 ?此處為應(yīng)力疊加區(qū)域，頂板完整性可能遭到破壞 ?換棚時，破碎頂板冒落 ?移機(jī)頭機(jī)尾，交換抬棚，破碎頂板冒落 ?老頂來壓時，支柱側(cè)向力不足，推倒支架造成 局部冒落 ?老頂來壓時，壓壞部分支柱，導(dǎo)致的局部冒頂 ②案例分析 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ③ 防治措施 ?及時架設(shè)有足夠支撐力和可縮性的支柱 ?支護(hù)糸統(tǒng)必須具有一定的側(cè)向力 ?換棚時，要模清頂板情況，采取必要的措施 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ①原因分析 ?回柱方式不合理，先回“吃勁”柱子，引起周圍破碎 頂板的冒落 ?頂板存在由斷層、裂隙、層理等切割而成的大塊游離 巖塊時，回柱后游 ?離巖塊推倒支架，導(dǎo)致冒頂。如圖 3－ 4所示 ?在金屬網(wǎng)假頂下回柱放頂時，如果網(wǎng)上有大塊游離巖， 也會發(fā)生因游巖塊旋轉(zhuǎn)而推倒支架的局部冒頂 ②案例分析 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 圖 34 頂板中游離巖塊旋轉(zhuǎn)推倒支架 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ③ 防治措施 ?采用正確的回柱方法，防止頂板壓力向局部支柱 集中而造成回柱的困難 ?若工作面使用木支柱，可直接用鉸車遠(yuǎn)距離回柱 ?加強(qiáng)地質(zhì)工作，記載大巖塊的位置與尺寸 ?在大巖塊下用木垛等加強(qiáng)支護(hù) ?當(dāng)大巖塊尺寸超過一次放頂步距時，在大巖塊下 延長控頂距 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ①原因分析 ?工作面與斷層垂直或斜交 ?在頂板活動過程中，斷層附近的破斷巖塊順斷面 下滑，推倒工作面支架局部冒頂 ②案例分析 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ③ 防治措施 ?斷層破壞帶在工作面出現(xiàn)后，加強(qiáng)支護(hù)，背好背板 ?在放頂線處，斷層兩側(cè)架好木垛，加強(qiáng)支護(hù) ?迎著巖塊可能滑下的方向支設(shè)戧棚或戧柱 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ①冒頂特點 ?頂板壓力不大，支架無變形，無折損 ?多數(shù)情況下，直接頂已沿煤壁斷裂 ?冒頂后，支柱多數(shù)沿煤層向下傾倒 ?多數(shù)情況下，發(fā)生在回柱放頂過程 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ② 冒頂機(jī)理 ?離層 圖 35 下位軟巖層離層斷裂 ?斷裂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ③ 冒頂?shù)攸c ?開切眼附近 ?地質(zhì)破壞帶附近 ?舊巷附近 ?掘進(jìn)破壞復(fù)合頂板的地點 ?傾角大的地段 ?頂板巖層含水的地段 ?局部冒頂區(qū)附近 ?尖滅構(gòu)造地段 ④ 案例分析 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ⑤ 防治措施 ?掘進(jìn)上下順槽時，不破壞復(fù)合頂板 ?應(yīng)用偽傾斜工作面，以增加阻力 ?控制采高，使軟巖冒落后超過采高，增加六面體 下推的阻力 ?采用整體支架，用拉鉤聯(lián)接器把每排支柱連起來， 與鉸接頂梁十字交叉，形成整體結(jié)構(gòu)，如圖 36所示。 ?利用戧棚、戧柱加強(qiáng)支護(hù) ?系統(tǒng)布置樹脂錨桿，將開切眼附近和控頂區(qū)內(nèi)的 軟硬巖層錨在一起，防止冒頂 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 圖 36 拉鉤式連接器 1金屬支柱； 2拉鉤式連接器 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ①冒頂特點 ?發(fā)生在初次放頂前后及回柱時 ?推垮前支柱受力一般不大 ?推垮時，支柱無折損 ?推垮速度快，人力無法抵抗 ?煤層傾角一般在 20176。 以上發(fā)生 ?支護(hù)方式一般為單體金屬磨擦支柱 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ② 冒頂機(jī)理 ?由于支護(hù)失效，首先形成網(wǎng)兜 ?由于支柱初撐力小，剛度小，在碎塊壓力下， 支架失穩(wěn)。如圖 37所示。 ③ 案例分析 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 圖 37 金屬網(wǎng)假頂下推垮型冒頂過程 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ④ 防治措施 ?提高初撐力及剛度，增加穩(wěn)定性 ?在二分層及以下分層開采時，用內(nèi)錯式布置開切眼， 避免網(wǎng)下碎矸之上存在空隙 ?用“整體支架”增加支架的穩(wěn)定性 ?初次放頂，要把金屬網(wǎng)下放到底板 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ①冒頂特點 ?發(fā)生在回柱時或放頂后 ?游離巖塊的重力與支反力不在同一條作用線上， 重力大于支反力，且重力靠老塘側(cè) ?一般將支柱推向煤壁 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ② 冒頂機(jī)理 ?頂板由斷層、裂隙、層理或薄弱巖層切割成 游離大巖塊 ?大巖塊形成旋轉(zhuǎn)力矩 ， 將支柱推倒 ③ 案例分析 一 、 采煤工作面頂板事故的防治 （ 二 ） 各種頂板事故的原因分析及勘察 ④ 防治措施 ?正確判斷游離巖塊的范圍 ?對游離巖塊加強(qiáng)支護(hù) ?待游離巖塊全部處于采空區(qū)時，再用回柱絞車 一 、 采煤工作面頂板事故的防