【正文】 于5～6m，初次來壓步距為20～30m，或更大一些。一1 76一一 近幾年來，在采煤工作面大面積冒頂事故中，“復(fù)合頂板”下推垮型事故比較多，傷亡也較大。這些地段由于重力作用而巖石傾斜下滑加大。在這些地點頂板下部直接頂巖層破斷后易形成大塊巖體并下滑。 單體支柱工作面如果遇到垂直于工作面或斜交于工作面的斷層時，在頂板活動過程中，斷層附近破斷巖塊可能順斷層面下滑，從而推倒工作面支架，造成局部冒頂。拆除老支柱支設(shè)新支柱時，碎頂可能進(jìn)一步松動冒落。 當(dāng)頂板中存在被斷層、裂隙、層理等切割而形成的大塊游離巖塊時，回柱后游離巖塊就會旋轉(zhuǎn)，可能推倒采場支架導(dǎo)致發(fā)生局部冒頂 在金屬網(wǎng)假頂下回柱放頂時，由于網(wǎng)上有大塊游離巖塊，也可能會發(fā)生上述+i0因游離巖塊旋轉(zhuǎn)而推倒支架的局部冒頂。煤層的直接頂中，存在多組相交裂隙時，這些相交的裂隙容易將直接頂分割成游離巖塊，極易發(fā)生脫落。一1 75—三、冒頂事故常發(fā)的地點及原因(一)采煤工作面局部冒頂事故常發(fā)的地點及原因 采掘工作面或井下其他工作地點的冒頂事故大多數(shù)屬于局部冒頂事故。當(dāng)頂板壓力繼續(xù)增加時，活柱迅速下縮，連續(xù)發(fā)出“咯咯”的聲音，或工作面支柱整體向一側(cè)傾斜。使用．電鉆打跟時，鉆眼省力。這種掉渣一般由少逐漸增多，由稀而變密。 (1)頂板的預(yù)兆。 (7)瓦斯涌出量突然增大。頂板快要冒落的時候，往往出現(xiàn)離層現(xiàn)象。一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于采空區(qū)頂板下沉引起的采動裂隙。 (3)片幫。 (2)掉渣。 (3)在有瓦斯涌出區(qū)附近發(fā)生頂板事故將伴有瓦斯的突出易造成瓦斯事故。采煤工作面大型冒頂包括基本頂來壓時的壓垮型冒頂、厚層難冒頂板大面積冒頂、直接頂導(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、采空區(qū)冒矸沖人采場的推垮型冒頂及沖擊推垮型冒頂。按發(fā)生冒頂事故的力學(xué)原因進(jìn)行分類，可將頂板事故分為壓垮型冒頂、推垮型冒頂和漏垮型冒頂三類。第八節(jié) 頂板事故防治 一、頂板事故的分類及危害 1．頂板事故的分類 頂板事故是指在地下采掘過程中，頂板意外冒頂、片幫、煤炮、沖擊地壓、頂板掉矸，造成的人員傷亡、設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止等事故。 (1)局部冒頂是指范圍不大，傷亡人數(shù)不多(1～2人)的冒頂。巷道大型頂板事故多發(fā)生在局部冒頂附近及地質(zhì)破壞帶附近。 (4)如果是采掘工作面發(fā)生頂板事故，一旦人員被堵或被埋，將造成人員傷亡。頂板嚴(yán)重破裂時，折梁斷柱就要增加，隨后就出現(xiàn)頂板掉渣現(xiàn)象。冒頂前煤壁所受壓力增加，變得松軟，片幫煤比平時多。老工人的經(jīng)驗是：流水的裂隙有危險，因為它深；縫里有煤泥、水銹的不危險，因為它是老縫；茬口新的有危險，因為它是新生的。 (6)漏頂。 (8)頂板的淋水明顯增加。頂板連續(xù)發(fā)出斷裂聲，這是由于直接頂和基本頂發(fā)生離層，或頂板切斷而發(fā)出的聲音。頂板的裂縫增加或裂隙張開，并產(chǎn)生大量的下沉。 (3)支架的預(yù)兆。工作面使用鉸接頂梁時，在頂板沖擊壓力的作用下，頂梁楔子有時彈出或擠出。工作面發(fā)生局部冒頂?shù)脑蛑饕袃蓚€：一是直接頂被破壞后，由于失去有效的支護(hù)而造成局部冒頂；二是基本頂下沉壓迫直接頂破壞工作面支架造成局部冒頂。在采煤機(jī)采煤或爆破落煤后，如果支護(hù)不及時，這類游離巖塊可能突然冒落砸人，造成局部冒頂事故 (2)放頂線附近的局部冒頂。 (3)采場兩端的局部冒頂對于單體支柱工作面，采場兩端包括工作面兩端的機(jī)頭機(jī)尾附近以及與工作面相連的巷道。隨著回采工作面的推進(jìn)，要拆掉原巷道支架的一個棚腿，換用抬棚支承棚梁，在這一拆一支之間，碎頂也可能冒落。 (二)采煤工作面大面積冒頂事故常發(fā)的地點及原因 1．大面積冒頂事故常發(fā)的地點 (1)開切眼附近。 (3)老巷附近。 (5)頂板巖層含水地段。所謂復(fù)合頂板總的概念是：煤層頂板由下軟上硬不同巖性的巖層所組成，軟硬巖層間夾有煤線或薄層軟弱巖層，下部軟巖層的厚度一般大于0．5m，而且不大于煤層采高。 ③采煤工作面中，當(dāng)支柱的初撐力較低時，基本頂斷裂在煤壁之內(nèi)。圖4—3垮落帶基本頂巖塊壓壞采煤工作面支架 ②垮落帶基本頂巖塊沖擊壓壞采煤工作面支架導(dǎo)致冒頂。 5．復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)奶卣髋c機(jī)理 推垮型冒頂是指因水平推力作用使工作面支架大量傾斜而造成的冒頂事故。 ①煤層頂板由下軟上硬不同巖性的巖層組成。 ①支柱的初撐力小，軟硬巖層下沉不同步，軟快而硬慢，從而導(dǎo)致軟巖層 與其上部硬巖層離層，如圖46所示 ②下位軟巖斷裂出六面體的原因：一是地質(zhì)構(gòu)造，即下位軟巖層中存在原生的斷層、裂隙或尖滅構(gòu)造；二是巷道布置原因，即在工作面開采范圍內(nèi)存在沿走向或沿傾斜的舊巷、下沉、斷裂； 三是由于支柱初撐力低，導(dǎo)致下位軟巖層斷裂。 金屬網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)娜^程分為以下兩個階段： (1)形成網(wǎng)兜階段。在開切眼附近，金屬網(wǎng)碎矸之上有空隙，或者由于支架初撐力小，而使網(wǎng)上碎矸石與上位斷裂的硬巖大塊離層，這就造成網(wǎng)下單體支柱不穩(wěn)定?？梢?，預(yù)防巷道頂板事故，關(guān)注事故多發(fā)地點是十分必要的。 1．掘進(jìn)工作面冒頂事故的原因 掘進(jìn)工作面冒頂?shù)脑蛴幸韵聝深悾? (1)掘進(jìn)破巖后，頂部存在將與巖體失去聯(lián)系的巖塊，如果支護(hù)不及時，該巖塊可能與巖體失去聯(lián)系而冒落。 此外，兩種類型的冒頂可能同時發(fā)生，如掘進(jìn)工作面無支護(hù)部分片幫冒頂推倒附近支架，導(dǎo)致更大范圍的冒頂。若圍巖受力后仍處于彈性狀態(tài)，本身承載能力大而且變形小，巷道支架感受不到多大的壓力，當(dāng)然也不會被損壞。巷道圍巖受力的大小，也有兩方面因素：一是由巷道所處位置決定的自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力；9+是由采掘引起的支撐壓力。在傾斜巷道中架設(shè)支架應(yīng)有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道軸線方向的分力。 (2)木楔探測法。這是最常用的方法，其中又分錘擊判斷聲法和振動探測法兩種。具體做法是：用一手手指扶在頂板下面，另一手用鎬、大錘或鐵棍敲打硬板。大面積冒頂可以用微振儀、地音儀和超聲波地層應(yīng)力儀等進(jìn)行預(yù)測。 ②炮采時，炮眼布置及裝藥量應(yīng)合理，盡量避免崩倒支架。②工藝操作上，采煤機(jī)過后，及時伸出伸縮梁，及時擦頂帶壓移架，頂梁的俯視角不超過7。 ③當(dāng)大巖塊沿工作面推進(jìn)方向的長度超過一次放頂步距時。 (4)預(yù)防采場兩端局部冒頂?shù)拇胧┤缦拢? 為預(yù)防采場兩端發(fā)生漏冒，可在機(jī)頭機(jī)尾處各應(yīng)用四對一梁三柱的鋼梁抬棚支護(hù)(即四對八梁支護(hù))，每對抬棚隨機(jī)頭機(jī)尾的推移邁步前移；或在機(jī)頭機(jī)尾處采用雙楔鉸接頂梁支護(hù)。 綜采時，如果工作面兩端沒有應(yīng)用端頭支架，則在工作面與巷道相連處，需用一對邁步抬棚。當(dāng)斷層處的頂板特別破碎、用錨桿錨固的效果不佳時，可采用注入法，將較多的樹脂注入大量的煤巖裂隙中。 (2)提高支架的穩(wěn)定性。開采厚煤層第一分層要控制采高，使直接頂冒落后破碎膨脹能充滿采空區(qū)。一1 8】一 (5)掘進(jìn)回風(fēng)、運輸巷時不得破壞復(fù)合頂板j挑頂掘進(jìn)回風(fēng)、運輸巷，就破壞了復(fù)合頂板的穿整性，易造成推垮冒頂事故。 (7)加強(qiáng)礦井生產(chǎn)地質(zhì)工作，加強(qiáng)礦壓的預(yù)測預(yù)報。 (3)普采工作面遇到平行工作面的斷層時，在斷層范圍內(nèi)要加強(qiáng)工作面支護(hù)(最