煤礦安全生產(chǎn)培訓(xùn)_煤礦頂板事故防治(已修改)
2025-03-11 01:09 本頁(yè)面
【正文】 第一章 掘進(jìn)巷道支護(hù) 安全第一是煤礦生產(chǎn)的一項(xiàng)基本方針 ， 搞好頂板管理工作是貫徹執(zhí)行這一方針的重要環(huán)節(jié) 。 但是 ， 一些煤礦特別是煤礦仍然存在采掘機(jī)械化程度低 、 支護(hù)方式落后 、 支護(hù)設(shè)計(jì)不合理 、 違章空頂作業(yè)等突出問(wèn)題 ， 頂板事故多發(fā) 。 2023年 —— 2023年我市有證及無(wú)證煤礦共發(fā)生各類(lèi)事故 109起 ， 死亡人數(shù) 331人 ， 頂板事故 42起 ， 死亡 71人 ， 頂板事故占事故總數(shù)的 %， 死亡人數(shù)占死亡總?cè)藬?shù)的 %。 這充分說(shuō)明了在我市煤礦中 ， 頂板事故沒(méi)有得到有效的控制 ， 要確保煤礦生產(chǎn)安全 ， 加強(qiáng)頂板管理是杜絕安全生產(chǎn)事故發(fā)生的 關(guān)鍵 。 一 、 礦山壓力的概念 煤礦 在 開(kāi)采生產(chǎn) 中必然要開(kāi)挖一系列的井筒 、 巷道 、 硐室及采掘工作面等地下空間 ， 它們 的開(kāi)鑿破壞了原始巖體內(nèi)的應(yīng)力平衡狀態(tài) ， 引起巖體內(nèi)部應(yīng)力重新分布 ， 直至重新形成新的平衡狀態(tài)為止 。 礦山壓力正是由于地下采掘活動(dòng)的影響而引起的巖層作用在井巷 、 硐室和采掘工作面周?chē)簬r體中以及支護(hù)物上的各種力的總稱(chēng) ， 簡(jiǎn)稱(chēng)礦壓 ， 也稱(chēng)地壓 。 第一節(jié) 礦山壓力基礎(chǔ)知識(shí) 在礦山壓力作用下 ， 會(huì)引起許多外在的力學(xué)現(xiàn)象 ， 如頂板下沉 、 底板鼓起 、 巷道變形 、 巖體破壞甚至大面積冒落 、 煤壁片幫或突然拋出 、 支架變形或損壞 、 以及大量巖層移動(dòng) 、 地表塌陷等 。這些在礦山壓力作用下 ， 圍巖或各種人工支護(hù)物呈現(xiàn)的各種力學(xué)現(xiàn)象 ， 統(tǒng)稱(chēng)為礦山壓力顯現(xiàn) ， 簡(jiǎn)稱(chēng)礦壓顯現(xiàn) 。 二 、 礦山壓力分布規(guī)律 巖 煤體沒(méi)受到采動(dòng)影響以前 ， 巖 煤體內(nèi)的壓力處于平衡狀態(tài) ，巖 煤體上所受的是上覆巖層的重量 ， 也稱(chēng)為原巖應(yīng)力 。 當(dāng) 在巖 煤體內(nèi) 形成采掘空間 時(shí) ， 原巖應(yīng)力的平衡狀態(tài)被破壞 ， 引起了應(yīng)力的重新分布 ， 使采掘空間被原采 掘 物承受的載荷轉(zhuǎn)移到周?chē)误w上而形成的壓力稱(chēng)為支撐壓力 。 它是 工作面附近的 巖 煤體 、 煤柱 、 充填物或冒落的矸石上產(chǎn)生 的 應(yīng)力集中現(xiàn)象 。 （ 一 ） 掘進(jìn)工作面巷道圍巖應(yīng)力分布 巷道開(kāi)掘后 ， 頂板巖石就暴露出來(lái) ， 如不進(jìn)行支護(hù) ， 巷道頂板巖層便失去支撐 ， 開(kāi)始彎曲下沉 ， 出現(xiàn)一些逐漸擴(kuò)大 、 增多的縱橫交錯(cuò)的裂縫 ， 導(dǎo)致原來(lái)的整體頂板巖石破壞 、 冒落 。 這樣 由 下往上 、 由低到高 ， 不斷地破壞與冒落 ， 直到巷道形成類(lèi)似拱的形狀以后 ， 頂板巖石才處于穩(wěn)定狀態(tài) 。這樣形成的拱叫做自然平衡拱 ， 如圖： 11自然平衡拱 。 自然平衡拱形成以后 ， 支架上只承受拱內(nèi)巖石的重力 ， 并達(dá)到穩(wěn)定 ， 其大小隨拱的形狀和大小而變 ， 稱(chēng)為拱形壓力 。 拱外巖石重量由拱承擔(dān) ， 拱內(nèi)形成壓力降低區(qū) ， 這時(shí)拱上部的壓力由巷道兩側(cè)的巖石來(lái)支承 ， 因而在巷道兩側(cè)形成了壓力升高區(qū) 。 這時(shí)把巷道兩側(cè)所承擔(dān)的壓力叫支承壓力 。 經(jīng)采動(dòng)影響使應(yīng)力 重新分布 后 ， 作用在井巷周?chē)鷰r體中及支護(hù)物上的力叫 做 巷道礦山壓力 ， 簡(jiǎn)稱(chēng)巷道礦壓 。 巷道礦壓的大小主要受巷道所處深度 、 巷道斷面大小 、 地質(zhì)構(gòu)造 、 圍巖性質(zhì)等因素的影響： （ 1） 深度的影響 。 一般 巷道圍巖中原巖應(yīng)力 的大小與 上覆巖層重量 成正比 ， 造成 淺部巷道的壓力 較小 主要表現(xiàn)在頂板 ， 深部巷道的壓力 較大 ， 并作用于巷道四周 ， 容易出現(xiàn)底臌現(xiàn)象 。 （ 2） 巷道斷面大小的影響 。 巷道越寬 ， 所形成的自然越大， 產(chǎn) 生 的巷道礦壓也越大 。 （ 3） 地質(zhì)構(gòu)造的影響 。 在向斜軸 、 背斜軸 、 斷層附近等構(gòu)造應(yīng)力集中處 ， 礦壓也越大 。 （ 4） 圍巖性質(zhì)的影響 。 圍巖強(qiáng)度的大小及穩(wěn)定程度是影響巷道礦壓的主要因素：巖石堅(jiān)硬 、 穩(wěn)定 ， 則產(chǎn)生的礦壓?。粠r石松軟破碎 、 不穩(wěn)定 ， 則產(chǎn)生的礦壓大 。 （ 二 ） 巷道礦壓 1． 頂 壓 掘進(jìn)巷道后 ， 暴露出來(lái)的頂板必然 向下 彎曲 ， 并 在巷道中間彎曲 較大 ， 在巷道兩幫 彎曲 較??；頂板以及距頂板較近的上部巖層彎曲大 ， 距頂板較遠(yuǎn)的上部巖層彎曲小 。 在彎曲大的部分上下巖層之間就會(huì)出現(xiàn)裂隙 ， 叫做離層 。 此時(shí) ， 如巷道無(wú)支架支撐 ，裂隙和離層繼續(xù)發(fā)展 ， 最后頂板就會(huì)冒落 ， 最后形成自然平衡拱。 如果巷道開(kāi)掘后立即支護(hù) ， 支架就 能 阻止或減小巖石 彎曲變形和移動(dòng) 。 頂板彎曲變形和移動(dòng)的 巖石壓在支架上的力叫頂壓 。 頂壓的大小決定于冒落拱的形狀和大小 ， 而拱的大小同頂板巖石性質(zhì)和巷道寬度有關(guān) 。 在松軟巖層中 ， 平衡拱一般為拋物線形；在堅(jiān)硬有層理巖石中 ， 平衡拱一般近似三角形；在中硬巖石中 ， 平衡拱介于上述二者之間 。 2． 側(cè) 壓 側(cè)壓是指巷道兩幫 巖體 對(duì)支架的壓力 。 巷道側(cè)壓是由于兩幫巖石或煤向巷道內(nèi)擠壓而形成的 ， 其 大小與兩幫巖石性質(zhì)及所承受的支承壓力的大小有關(guān) 。 巷道所處深度越大 ， 在巷道兩幫所產(chǎn)生的支承壓力就越大 ， 兩幫巖石破壞就越嚴(yán)重 ， 作用在支架上的
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