【正文】 1．頂板事故的分類(lèi) 頂板事故是指在地下采掘過(guò)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。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。頂板嚴(yán)重破裂時(shí)，折梁斷柱就要增加，隨后就出現(xiàn)頂板掉渣現(xiàn)象。老工人的經(jīng)驗(yàn)是：流水的裂隙有危險(xiǎn)，因?yàn)樗?；縫里有煤泥、水銹的不危險(xiǎn)，因?yàn)樗抢峡p；茬口新的有危險(xiǎn)，因?yàn)樗切律摹? (8)頂板的淋水明顯增加。頂板的裂縫增加或裂隙張開(kāi)，并產(chǎn)生大量的下沉。工作面使用鉸接頂梁時(shí)，在頂板沖擊壓力的作用下，頂梁楔子有時(shí)彈出或擠出。在采煤機(jī)采煤或爆破落煤后，如果支護(hù)不及時(shí)，這類(lèi)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。隨著回采工作面的推進(jìn)，要拆掉原巷道支架的一個(gè)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。 (3)老巷附近。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。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?jī)A斜而造成的冒頂事故。 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(kāi)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。在開(kāi)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。 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?lèi)： (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(shí)，該巖塊可能與巖體失去聯(lián)系而冒落。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(huì)被損壞。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。這是最常用的方法，其中又分錘擊判斷聲法和振動(dòng)探測(cè)法兩種。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(cè)。②工藝操作上，采煤機(jī)過(guò)后，及時(shí)伸出伸縮梁，及時(shí)擦頂帶壓移架，頂梁的俯視角不超過(guò)7。 (4)預(yù)防采場(chǎng)兩端局部冒頂?shù)拇胧┤缦拢? 為預(yù)防采場(chǎng)兩端發(fā)生漏冒，可在機(jī)頭機(jī)尾處各應(yīng)用四對(duì)一梁三柱的鋼梁抬棚支護(hù)(即四對(duì)八梁支護(hù))，每對(duì)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)。當(dāng)斷層處的頂板特別破碎、用錨桿錨固的效果不佳時(shí)，可采用注入法，將較多的樹(shù)脂注入大量的煤巖裂隙中。開(kāi)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(mǎn)采空區(qū)。 (7)加強(qiáng)礦井生產(chǎn)地質(zhì)工作，加強(qiáng)礦壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。則應(yīng)考慮使工作面與斷層斜交或在采空區(qū)挑頂?shù)拇胧┻^(guò)斷層。切斷頂板可以控制冒落面積，減弱頂板冒落時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，形成矸石墊層則可以緩和頂板冒落時(shí)產(chǎn)生的沖擊波及暴風(fēng)。 (3)工作面初采時(shí)不要反推。必須提高單體支柱的初撐力，使初撐力不僅能支承住頂板下位軟巖層，而且能把軟巖層貼緊硬巖層，讓其間的摩擦力足夠阻止軟巖層下滑，從而支架本身也能穩(wěn)定。一183—(三)巷道頂板事故的預(yù)防措施 1．預(yù)防掘進(jìn)工作面冒頂事故的措施 (1)掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)，嚴(yán)格控制空頂距。 (2)交叉點(diǎn)抬棚的架設(shè)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，并與鄰近支架連接成一個(gè)整體。 (2)漏垮型冒頂是因無(wú)支護(hù)巷道或支護(hù)失效(非壓壞)巷道頂部存在游離巖塊，這些巖塊在重力作用下冒落。一1 84— (6)巷道替換支架時(shí)，必須先支新支架，再拆老支架。 (2)巷道支架應(yīng)有足夠的支撐強(qiáng)度，以抵抗圍巖壓力。 (4)錨桿支護(hù)巷道應(yīng)及時(shí)施工，施工前應(yīng)先清除危石，成巷后要定期檢查危石，并及時(shí)處理。 (4)在片幫嚴(yán)重的地點(diǎn)，煤壁上方垮落，應(yīng)在貼幫支柱上加托梁或超前掛金屬鉸接頂梁。 (2)撞楔法。當(dāng)冒頂范圍較大j頂板冒嚴(yán)、工作面堵死，用以上三種方法處理均有困難時(shí)，可沿煤壁重新開(kāi)切眼或部分開(kāi)切眼，繞過(guò)冒頂區(qū)?！? 】86 一～ ②邊清理冒落矸石邊架設(shè)工作面支架，把冒落的矸石清理倒入采空區(qū)，每清理一架棚的距離工作面架一棚。沿工作面煤壁從回風(fēng)巷重開(kāi)一條巷繞過(guò)冒頂區(qū)，將輸送機(jī)機(jī)尾縮至工作面內(nèi)支架完整處，工作面繼續(xù)掘進(jìn)。平行工作面煤壁留3～5m煤柱重新掘開(kāi)切眼，新開(kāi)切眼的支架，一般采用一梁兩柱棚。復(fù)習(xí)思考題1．煤礦安全生產(chǎn)的基本條件是什么?2．機(jī)掘工作面安全管理內(nèi)容有哪些?3．綜采工作面安全管理內(nèi)容有哪些?4．簡(jiǎn)述通風(fēng)系統(tǒng)安全管理方法。6．簡(jiǎn)述煤礦火災(zāi)防治措施。 (3)掘進(jìn)新的開(kāi)切眼時(shí)的注意事項(xiàng)。當(dāng)工作兩與新掘巷采成直線時(shí)，再將刮板輸送機(jī)機(jī)尾延長(zhǎng)至回風(fēng)巷，恢復(fù)正?；夭?。 ③清理過(guò)程中遇到大塊矸石不易破碎時(shí)，可用電鉆(如有壓風(fēng)，最好用風(fēng)鉆)打眼放小炮的辦法進(jìn)行破碎。冒頂影響的范圍不大，冒落下來(lái)的矸石塊度不大，用人工或采取一定措施后能夠搬得動(dòng)時(shí)，一般采取恢復(fù)工作面的方法處理冒頂。具體操作是：處理冒頂時(shí)先在冒頂區(qū)選擇或架設(shè)撞楔棚子，棚子方向應(yīng)與撞楔方向垂直；把撞楔放在棚架上，尖端指向頂板冒落處，末端墊一方木塊；然后用大錘擊打撞楔末端，使它逐漸深入冒頂區(qū)將碎矸石托住，使頂板碎矸不再下落；之后，立即在接楔保護(hù)下架設(shè)支架。 ’ (6)綜采工作面頂板破碎或支架梁端距較大時(shí)，可采取及時(shí)支護(hù)的方法。片幫發(fā)生的條件主要有：工作面采高越大越發(fā)育就越容易片幫，工作面來(lái)壓越嚴(yán)重、頂板越破碎、片幫越嚴(yán)重，因此，在采高大、煤質(zhì)松軟、頂板破碎、礦山壓力大的工作面容易發(fā)生片幫，薄煤層和煤質(zhì)堅(jiān)硬的工作面一般不容易發(fā)生片幫現(xiàn)象。 (4)盡可能做到支架與圍巖共同承載。 (8)在易發(fā)生推垮型冒頂?shù)南锏乐幸岣呦锏乐Ъ艿姆€(wěn)定性，可以在巷道的架棚之間嚴(yán)格地用拉撐件連接固定，增加架棚的穩(wěn)定性，以防推倒。 根據(jù)冒頂?shù)脑?，有如下幾條預(yù)防措施： (1)巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體中，盡量避免采動(dòng)的不利影響。 (4)注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強(qiáng)度。 (2)嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂翻度，危石必須挑下，無(wú)法挑下時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支撐措施，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。防止這類(lèi)冒頂事故的主要措施是提高支柱初撐力及增加支架的穩(wěn)定性，也可附加其他一些措施： (1)回采下分層時(shí)用內(nèi)錯(cuò)式布置切眼，避免金屬網(wǎng)上碎矸之上存在空隙。 (5)盡量避免上下順槽與工作面斜交。據(jù)大同礦區(qū)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采空區(qū)中矸石充滿(mǎn)程度達(dá)到采高和挑頂厚度之和的z／3，就可以避免過(guò)大的沖擊載荷和防止形成暴風(fēng)。如圖4—7所示，從工作面平巷向頂板打深孔，進(jìn)行高壓注水，注水泵最大壓力l5MPa。 2．預(yù)防基本頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂事故的措施 (1)采場(chǎng)支架的初撐力應(yīng)能保證直接頂與基本頂之間不離層。 (4)采煤工作面初采時(shí)不要反向開(kāi)采。(二)采煤工作面大面積