综放工作面端面冒顶事故的防治
综放工作面冒顶的预兆和防范措施
浅析综放工作面冒顶的预兆和防范措施[摘要]本文主要从综放工作面冒顶的预兆与时间和区域进行分析，找出冒顶的规律以及防止冒顶的措施，对于防止综放工作面发生冒顶事故，确保生产的安全有积极意义。
[关键词]综放工作面冒顶预兆预防中图分类号：te25 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）12-0019-01一、冒顶的预兆（1）煤炮频繁（2）片帮（3）掉渣（4）顶板裂缝（5）顶板离层，敲击发出“空空”声（6）漏顶（7）有淋水二、最容易冒顶的时间段（1）周期来压期间（2）停产后复工期间（3）机电设备事故或其它原因造成的推进速度慢的期间（4）大角度仰采期间三、最容易冒顶的区域1、断层影响区域无论是两道掘进时已揭露的断层，还是工作面突然出现的断层，无论落差大小，也无论是拉伸形成的还是挤压形成的断层，都可能对断层附近的煤体和顶板造成破坏，尤其在7521工作面和下一步7011工作面要引起顶板管理的高度重视，原则上要尽量提前上网。
2、煤层酥松，层理紊乱，节理和裂隙发育的区域煤层酥松，前梁端和架缝掉落的煤呈碎末状，无大块，煤壁层理不清晰，节理和裂隙（俗称滑面）多或交叉出现，尤其是向煤壁侧斜上方发育的和竖立的滑面，极易造成大面积片帮，切断顶板造成冒顶。
3、淋水区域淋水大多为顶板砂岩裂隙水或断层导水，该区域顶板裂隙发育，煤层松软，易冒顶。
4、过老硐子的区域由于老硐子区域掘进影响造成围岩应力重新分布，虽然掘进支护后已稳定，但当回采应力叠加影响时，易冒顶。
5、两道掘进时打超前、架棚段和高冒点区域这些区域往往是地质构造复杂，压力显现明显，顶板完整性差才采取的护顶、加固支护措施，回采时要重点防范冒顶。
6、沿空送巷的出口肩窝区域此区域为回采顶板压力和采空区二次动压的叠加区域，易冒顶。
7、破7#煤底板超过1.0米的区域我矿7#煤底板上方有一层厚度为500mm～800mm左右的煤矸互层，俗称次煤，该层次煤松软，遇水后极易造成片帮、冒顶。
综采工作面冒顶事故的预防及处理解析
综采工作面冒顶事故的预防及处理解析摘要随着经济的快速发展，人民的生活也有了很大的改善，对于煤矿资源的需求也越来越大，但是由于我国采煤的技术还有待提高，所以在采煤工作中经常会出现一定的事故，其中最常见的就是综采工作面出现冒顶事故。
为了促进煤矿事业的健康发展，煤矿企业开始重视冒顶事故的预防和维护。
文中会介绍冒顶事故的分类及原因，最后重点分析综采工作面冒顶事故的预防及处理。
关键词综采工作面；冒顶事故；预防及处理1 综采工作面冒顶事故的分类及原因1.1 造成综采工作面局部冒顶的原因1）综采工作面的支撑力遭到破坏综采工作面的支撑力是保证采煤工作安全的关键，当综采工作面的支撑力受到外界的影响直接会造成冒顶事故的发生。
采煤工作面在开始采煤工作时，直接顶经常会受到外界事物的影响，在长期的工作中直接顶会受到严重的破坏，影响正常的开采工作，直接顶受到损害，综采工作面的地基支撑力会大大降低，综采工作面就会出现局部冒顶的情况。
2）基本顶出现塌陷，影响直接顶根据相关数据的统计，由于采煤技术的原因造成综采工作面局部出现冒顶事故的现象越来越频繁。
在实际的操作中没有正确地使用相关的技术设备，使得基本顶在挖掘的过程中出现塌陷的情况，导致直接顶的压力加大，最终加大综采工作面的压力，导致冒顶事故的发生。
1.2 造成综采工作面大面积冒顶事故的原因1）采煤地形带来的安全隐患一般含有煤矿资源的地方地形都比较复杂，给实际的开采工作带来很大的困难，特别是综采工作面开切眼区域。
我们的煤矿开采人员利用开切眼区域特有的优势给开采工作带来一定的便利，但正是这特有的优势地形给开采工作带来了巨大的安全隐患，区域下部的岩石经常会出现大面积的坍塌，造成大面积的冒顶事故。
煤矿开采工作给原本的地形造成了一定的破坏，出现岩石断裂的情况，在下次的开采工作中很可能会出现岩石断裂的情况，开采区的岩石一旦发生断裂吗，就会给整个综采工作面的直接顶造成严重的影响，阻碍开采工作的进度。
防止工作面冒顶措施正式版
防止工作面冒顶措施正式版为了防止工作面冒顶事故的发生，需要采取一系列的预防措施。
以下是一个正式版的方案，共计1200字以上。
一、安全生产培训1.组织开展安全生产培训，确保每位工人都具备相关安全操作知识和技能。
培训内容包括：工作面冒顶事故的危害性、防控措施及应急预案、个人防护用品的使用方法等。
2.对新员工进行专门的入职培训，让其了解工作面冒顶事故的原因和常见迹象，以及如何做好安全防范。
二、工作面监测与预警1.配备先进的监测设备，对工作面的地质情况进行实时监测。
包括地质雷达、应力监测仪等，提前发现异常迹象。
2.设立预警系统，当监测仪器检测到地质异常时，自动发出警报，并及时通知相关人员，采取相应的应急措施。
三、加强管理措施1.制定详细的工作面管理制度，明确各个岗位的职责和权限。
要求每个工人都要遵守规章制度，不得违法操作。
2.加强对上岗人员的监管，进行定期考核。
对不合格或违规操作的人员，要及时进行整改和处罚。
3.建立工作面冒顶事故的隐患排查制度，每天进行巡检，及时发现并消除隐患。
四、提高员工自救能力1.组织培训，提高员工的自救意识和自救能力。
培训内容包括逃离火灾、避免中毒、正确使用救生设备等方面的知识。
2.建立应急预案和演练机制，定期组织演练，让员工熟悉应急流程和操作方法。
五、强化安全设施建设1.安装瓦斯抽放系统，保证巷道内瓦斯浓度的有效控制。
2.安装通风设备，保证工作面空气流通畅通，避免积压瓦斯和粉尘引起爆炸。
3.加强巷道支护工程，采用钢筋混凝土支护方式，确保工作面的稳定性。
六、加强监督检查1.建立监督检查机制，定期对工作面进行专项检查，确保各项安全措施的落实情况。
2.对不合格的工作面进行整改，限期完成，并进行跟踪督办，确保问题彻底解决。
七、提高工作人员的安全意识1.定期开展安全教育活动，引导工人树立安全生产的意识，并组织安全知识竞赛，提高员工的安全知识水平。
2.建立激励机制，对安全生产表现突出的员工进行表彰奖励，增强员工的安全责任感和荣誉感。
综采工作面冒顶事故预防和处理预案
综采工作面冒顶事故预防和处理预案吕家坨矿业分公司煤层赋存条件复杂，顶底板稳定性较差，顶板问题一直是矿井主要灾害威胁之一，同时还严重影响着回采效率的提升。
为进一步提高防范和应对回采过程中顶板事故风险和灾害的能力，并且在一旦发生事故的情况下能有效地防止事故的扩大，最大限度地降低损失，特编制如下事故预防和处理预案。
第一章综采工作面冒顶情况一．综采工作面冒顶预兆1、支护状态变化，单体柱歪扭顺风、上顶大板折断、支架回转前梁“低头”等；2、顶板下沉加快；3、支架安全阀卸载，活柱下缩明显；4、煤壁片帮现象严重，顶板掉渣；5、顶板有断裂响声，俗称“板炮”；6、顶板裂隙不断加大，顶空明显。
二．综采工作面易发冒顶地点和时期1、断层等构造地点及附近；2、顶板破碎、裂隙发育地点；3、集中应力区；4、顶板离层、台阶下沉、煤壁松软和片帮地点；5、工作面初采、初次放顶、顶板周期来压期间；6、移架不及时，长时间空顶的区域；7、支架超高地点；8、支架托煤顶地点；9、支架完好差，初撑力、工作阻力不足地点；10、支架支护质量差，支架顶梁或前梁没有平面接触顶板，顶板不平地点；11、工作面上下出口：1）空顶面积大，支护不及时；2）单体柱初撑力不足；3）原有掘进巷道顶沉以后板碎；4）出口错茬；12、轨道巷过组装硐室以及两巷过车窝和钻窝地点；13、过老硐地点。
第二章综采工作面预防冒顶预案顶板管理必须树立“冒顶可控，重在预防”的理念。
综采工作面预防冒顶的方法、措施有很多，主要是制定有针对性的具体措施，规范生产技术管理，落实支护质量要求，保证正规循环作业，尽可能地提高推进速度。
一．管理上的具体措施有：1、工作面顶板的日常技术管理工作要做到超前、方案合理、严格落实，其中最重要的是超前性。
根据工作面地质说明书、素描图、地质预报，在工作面初采、初次放顶、过断层构造、过老巷、遇地质条件变化等必须提前制定方案和安全技术措施，并贯彻实施。
对于掘进期间两巷素描和顶板情况，要移交资料，具体分析。
综放工作面架前冒顶的预防措施及处理方法
综放工作面架前冒顶的预防措施及处理方法
司蒋家河矿 。陕西 咸 阳 ７ １ ３ ５ ０ ０）
为 了防止综放工作面出现架前 冒顶问题 ，需要通过采取一 定措 施提前进行预防 ，将架前 冒顶 问题消灭在萌芽之中 矿 的 安 全 、 稳 定 生 产 产 生 了严 重 的 阻碍 影 响 ，不 能将 综放 技 术 具备 ２ ． １准确掌握地质构造 首先相关 的工作人员要对回采工作面中的地质构造情况信息进 的优势充分的发挥 出来 ，进而影响 了煤矿的经济效益。因此 ，本文 针对某煤矿综放工作面架前 冒项的原 因进行详细的分析，并提 出相 行及时、准确的掌握，并根据地质的实际情 况对综放工作面的推 进 应 的预防措施和处理方法 ，旨在能够有效的促进煤矿又好又快的发 方向进行适 当的调整 ，保证综放工作面与断层面之 间存在特定的夹 展。 角 ，确保综放工作面与断层相接触 。经过断层时，为了将 顶板进行 【 关键词 】 综放 工作 面；架前 冒顶 ；预 防；处理 ；措施 控制，需 要运用采煤机对顶煤进行切割 ，切掉之后 ，将伸缩梁伸 出 来，并在压力作用下移动支架 ，保证顶板能够及时 的得到支护。如 随着我 国经济水平 的不断提高 ，促进 了我 国煤矿行业的迅速发 果有必要 ，临时对 空顶 顶板进行支护 ，避免 出现架前 冒顶 问题 。 展 ，煤矿建设水平 的高低对于我 国国 民经济的不断提高具有十分重 ２ ． ２加强采高的控制 要 的作用 。在煤矿生产过程 中出现的综放工作面架前 冒顶 问题，给 加强对采高的控 制， 能够有效的使支架 处于 良好 的支护环境下 ， 煤矿 的安全 、稳定生产带来十分重要 的影响 。在煤矿 的综放工作面 进而有效的减 少出现 的片帮和架前 冒顶现象 。 管理过程 中，综放工作面架前 冒顶 问题作为其 中的重要管理 内容 ， ２ ． ３ 调整泵站压力值 对于提高综放工作面 的稳定生产 、 高效率生产具有十分重要 的作用 。 对泵站压力值进 行适当的调整 ，确保其能够达到额定值 。另外 ， 因此，对 综放工 作面架 前冒顶 的原因进行分析 ，并采取相应 的预 防 在选择高压管时 ，尽量选择管径比较大的高压管，以便 能够增强 支 措施和处 理方法 是十分有 必要 的。 架 的初撑力，更好的对液压支架进行 维护工 作 １综放工作面架前 冒顶的 主要原 因分析 ２ ． ４ 保证推进速度 的均匀性 某煤矿属于中型矿井，主要运用轻型支架 综采放顶煤 回采工 艺 保证推进速度的均匀性，能够有效地防止 综放 工作面在长期 、 和十分丰富的顶板管理经验，有效的提高了该煤矿 的年产 量。其 开 不间断 的停产运行下 ，增加煤壁承载 的时间 。 采面的煤层倾斜 角度约为 １ ８ 。， 煤层平均厚度 为 ８ ｍ 。 综放 工作面所 ２ ． ５选择准确 的放煤方式 储存 的煤层稳定性较高 ， 揭 露约 １ Ｏ层 的断层 ，主要运用高档的煤层 进 行放煤 时，要选择恰 当的、准确的放煤方式 ，有效 的防止支 回采工艺 ，减少 了在进行煤层开采时 ，瓦斯的涌出量。通 过对其 综 架的上部 处于放 空状态 ，进而在提高 回收率 的前提情况下 ，有效 的 放工作面 出现的架前 冒项原因进行详细 的分析 ，其主要受到两个 主 保证煤 的质量 。 要原 因的影响 ，分别是 自然原 因和人为原因 。 ２ ． ６增强支架支护 效果 １ ． １ 自然原因 导致综放 工作面出现架 前冒顶 的最主要 原因是受到空顶的原 （ Ｉ ）地质构造 因，如果支架存 在空顶现象 ，需要及 时的进行背牢升紧工作 ，最终 如果综放 工作面 的过 断层 出现破碎带现象 ，由于断层 因素 的影 有效的增强支架 自身的支护 效果。 响，给工作面煤体 的完整性和顶板 的完整性产生 了很大的破坏，进 ２ ． ７ 确 保 工 作 面 底 板 的 平 整 而导致出现煤壁 片帮现象和架 前冒顶现象 。 在进行割煤的过程中，首先要保证综放工作 面底板 的平整 ，并 （ ２ ）顶煤 厚度 在支架间对煤进行清理，保证清理干 净，然 后一 次性的移动支架 ， 由于某煤矿的综放工作面是菱形，运用金属网做假顶 ，完整性 保证一次到位 。另外 ，在保证工作面底板的平整时，还 要防止支 架 不够好，进而导致煤壁 应力不 够集中，工作面顶煤 自身需要具备承 出现反复性的升降现象。 载力，起到承载作用，所以导致顶煤 较为破 碎，极大程度 的出现 冒 ３综 放工作面架前冒顶的处理方 法 顶情况。 ３ ． １ “ 撞 楔法 ” （ ３ ）二 次 采 动 如果综放 工作面出现架前 冒顶情况，那么可 以通过运用 “ 撞楔 由于某煤矿的综放工作面沿着顶板，约 剥离了 ２ ｍ 。另外 ，由于 法”来很好 的解决这个 问题 。 其主要运用破碎带和撞楔将漏洞堵住 ， 之前受到过一次采动的影响，给煤体 的完整性和整体性产生破坏， 然后加 强支 护，更好的控 制 冒顶。该种方法适宜运用在 比较破碎的 大大的减弱了煤体 自身 的强度 ， 进而导致在进行二次采动的过程中， 煤岩体 中 ，并且 煤岩体 的片面 性不高 、且有 大块 的煤 岩体 的条件 下。 容 易发生煤壁片帮与架前 冒顶 的问题 。 １ ． ２ 人为原因 ３ ． ２ “ 顶 网法 ” （ １ ）采 高 “ 顶 网法 ”主要是 由煤矿开采 的施工人员与技术人 员在煤矿现 从整体来说 ，综采工作面 的采 高比较大 ，顶煤 比较薄 ，受到支 场进行总结的 ，单独运用这种方法或者和其他 的方法互相配合 ，会 架和顶煤之 间相 互作用 的影 响，导致顶煤受 到破坏 ，出现架前 冒落 产生 比较 良好 的效果 。出现 冒顶现象后 ，松散 的煤体主要堆放 在支 的情况 。如果采 高比较大 ，那 么十分容易导致 出现煤壁片帮 的问 架下面的区域，当片帮 冒顶不够深、顶煤容易破碎 、颗粒 比较小时， 题。 首先将金属 网悬挂到前梁 ，运用金 属钢梁 与木梁 互相 配合的单体。 （ ２ ）端面距 离 如果 阻力 比较大 ，那 么可 以运用铁锹将梁前面煤 的边 顶进行掏 空。 综放工作面进行 过割煤 工作后 ，如果不及时进行移 架、不 正确 此外 ，如果金属 网较 短，那 么就增加一层金属网。找到煤帮之后， 利用伸缩 梁， 那么将会加大端面 的距离 ， 进而 出现架前 冒落情况 。 要在顶梁 的下方设置 单体支撑 ：如果其 中部分的顶梁 比较深，那么 （ ３ ）放煤 可以在 钢梁 的上面进 行撞 楔。在保证煤帮不漏的前提下，使用输送 某煤矿的顶煤比较松软 ，所以增加了放煤量 ，进而导致放 空了 机运走 冒顶 煤。遵循 自上 而下的原则，加强钢梁的支护工作 ，达到 支架上部 ，导致 出现架前 冒顶情况 。 维护煤帮的 目的。该种方法 适宜运用在 ５ ＃ 煤层地质构造带 的软煤 区 ２综放 工作面架前冒顶 的预 防措施 域，能够 发挥 出 良好 的效果 。 （ 下转第 ３ ４ ３页）
常见冒顶事故的主要预防措施
常见冒顶事故的主要预防措施姓名：XXX部门：XXX日期：XXX常见冒顶事故的主要预防措施1严格执行工作制度掘进施工前，必须指派有经验的工人按操作规程严格执行敲帮问顶制度，敲击时，要有专人监护，人要站在安全的地方，用手镐或钢钎由轻而重地敲击顶板和两帮，如果有空声或嗡嗡声，要马上用长柄工具把悬空的石块、煤块撬下来。
敲的时候，如果发出清脆的声音，还要继续用手指紧贴顶板或两帮再用镐轻轻敲，如果手指感到有震动，说明顶板或两帮石块已经脱离了整体或破裂，有冒落的危险，就应立即将其撬下来，如撬不下来，必须采取临时支撑措施。
如果声音清脆又没有震动，说明顶板坚实。
2必须按作业规程规定进行巷道支护采用架棚支护方式的巷道，必须使用拉杆或撑木，把棚子连成一个整体，防止棚子被推垮。
当掘进工作面遇到断层、褶曲等地质构造或层理裂隙发育的岩石时，应缩小棚距。
拱形棚子卡缆必须使用设计规定的配套卡缆，其扭紧力矩不少于作业规程的规定，施工地点要配备有扭矩指示器的扳手，班长要做到每班检查一次。
支架与顶帮之间空隙要按作业规程要求背实、刹紧，不得空帮、空顶、空肩窝。
锚杆、锚喷巷道，要严格按照设计要求进行施工，失效锚杆要及时补打，锚杆的初锚力和锚固力必须达到设计要求，每班都必须现场检测，并做好记录。
有关职能部门要做好这方面的监测抽查工作，以便对支护设计和工程质量作出评价，及时发现巷道支护的不安全隐患，做到及时改进和加强锚杆支护，确保安全生产。
单孔长距离掘进，要经常检查工作面后方巷道支护情况，发现隐患应撤出人员，及时加固修复后再掘进。
3严禁空顶作业凡没有使用金属前探梁等临时支护的工作面应一律第 2 页共 4 页停止作业。
临时支护必须紧跟迎头，放炮后前探梁必须及时移到迎头，然后将前探梁背实，使工人在前探梁等临时支护的掩护下进行作业。
4遇地质条件变化时的安全技术措施当地质条件及围岩发生变化，需要改变支护形式时，必须先补报安全技术措施，按规定审批后执行，任何人不得随意改变支护方式。
综采(放)工作面预防冒顶技术探索与实践
３ 煤 壁 片 帮机 漏 顶 理 分 析
煤 壁 在 自重 和 顶 板 压 力 作 用 下 ， 要 表 现 出 ２种 破 坏 形式 ： 裂 主 拉 ７号 煤 层 伪 顶 不 发 育 ， 部 地 段 发 育 一 层 厚 ０１ 局 ． ０米 的泥 岩 ， 着 随 回采 垮 落 。 组 成 直 接顶 或 老 顶 的岩 层 岩 性 为 泥 岩 、 质 泥岩 、 砂 岩～ 破 坏 与 剪 切 破 坏 。 砂 粉 粗 砂 岩 。 性 和 层 厚 无 明 显规 律 ， 化较 大 ， 极 厚 度 为 ０ ２ ．３ 岩 变 两 ～ ７８ ｍ。 ８ ３１ 煤 壁 拉 裂 破坏 ． 号 煤 层 直 接 顶 板 即 ７号 煤 层 底 板 岩 性 一 般 为 泥 岩 、 质 泥 岩 ． 数 为 砂 少 煤 壁 拉 裂 破 坏 常 发 生在 脆 性 硬 煤 中 ，该 类 煤 壁 的容 许 变 形 量 小 ， 炭质泥岩 ， 厚度 变化 大 ， 大 厚 度 约 ３ ． 属 中等 稳 定 型 ～ 最 ４０ ｍ， 稳定 型 。 ８ 其 片 帮 破 坏 主 要 原 因 是 由 于在 顶 板 压 力 作 用 下 ， 壁 内产 生 了横 向 拉 煤 而 因 号煤 层 底 板 岩性 以 灰 黑 色 泥 岩 、 质 泥 岩 为 主 （ 别 点 为 细 砂 岩 ）底 应 力 ． 横 向拉 应 力 不 能 通 过 煤 体 的 变 形 释 放 或 者 缓 解 ， 此 当其 大 砂 个 ， 板 属 中等 稳 定 型～ 定 型 ．但 局 部 区域 巷 道 揭 露 的 ８号 煤 层 顶 板 较 破 于煤 体 的抗 拉 强 度 时 ， 壁 拉裂 破 坏 ， 常 伴 有 破 裂 声 响 。 稳 煤 并 其破 坏 准 则 为 Ｒ ≤２ ｐ１ 其 中 ， ｔ 煤 体 抗 拉 强 度 ； ｔ Ｋ ， Ｈ， Ｔ Ｒ为 Ｋ为 应 力 修 正 系数 ； 煤 Ｐ为 碎。
煤矿处理综采、综放、掘进工作面冒顶事故的措施
煤矿处理综采、综放、掘进工作面冒顶事故的措施安全事关每个家庭的幸福，熟悉安全操作规程，掌握安全技术措施，制定安全计划方案，做好单位安全培训，加强安全知识学习及考试更是预防和杜绝安全事故的重要方式和手段。
您浏览的《煤矿处理综采、综放、掘进工作面冒顶事故的措施》正文如下：一、处理掘进工作面冒顶事故的措施1、当掘进工作面发生冒顶事故时，首先应将人员撤至安全地点，清点人数，及时向调度中心汇报冒顶地点、性质、有无人员被埋等情况，然后在指定地点待命。
调度中心接到报告后，应立即通知矿领导、值班人员、宁东分局调度中心、救护大队及其它有关单位人员，到调度中心集合待命。
2、出现小型冒顶事故时，由跟班工长现场指挥进行处理，较大的冒顶事故（高度超过800mm，长度超过1000mm的冒顶）必须制定专项措施进行处理。
3、抢救冒顶区埋人时，现场必须有专人指挥，救护人员必须熟悉掌握冒顶前的征兆，并遵守秩序，动作迅速。
现场必须指派有经验的人员观察顶板，发现有再冒顶的危险时，应先撤出救护人员，等冒顶稳定后再进行抢救，避免扩大事故伤亡。
4、处理冒顶事故应在冒顶区顶板基本稳定后进行。
先由外向里逐段（架）检查顶板的完好情况，边维护顶板边清除堵塞物，在确保退路畅通和顶帮安全的前提下，尽快接近堵人部位进行抢救。
如冒顶区太大或顶板无法控制时，可在附近安全处开掘通向埋人地点的专用巷道，抢救人员。
5、如果冒顶后，堵人处风量不足，应利用局扇、钻孔或通风管向事故区供风，并指派专人负责检查灾区的有害气体浓度，防止事故区内有害气体超限或氧气浓度降低，致使人员中毒或窒息死亡。
6、顶板沿煤壁冒落，矸石块度比较破碎，遇险人员靠近煤壁位置时，可采用沿煤壁由冒顶区从外向里掏小洞，边支护边掏洞，可架设梯形棚维护顶板，直到把遇险人员救出。
7、工作面冒落范围比较小，矸石块度小，比较破碎，并且继续下落，矸石扒一点，漏一点时，救护人员可采用撞楔法处理，控制好顶板。
8、如果工作面两头冒落，把人堵在中间，采用掏小洞和撞楔法穿不过，可采用另开巷道的方法，绕过冒顶区或危险区将人员救出。
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综放工作面端面冒顶事故的防治徐金海 张顶立(中国矿业大学)【摘 要】 通过对综放工作面煤壁片帮和端面冒顶机理的分析,提出了控制端面冒顶的主要技术措施,并在兖州兴隆庄矿破碎顶板综放工作面得到了应用,取得了显著的效果,有效地保证了安全生产。
【关键词】 综放开采 破碎顶板 端面冒顶 控制1 引 言顶板事故是煤矿的五大灾害之一,曾一度占到煤矿死亡事故的(40～50)%。
近十多年来,随着采掘机械化程度的提高,尤其是采用综放技术后,煤矿顶板事故有了大幅度的降低。
然而,在顶板(煤)较为破碎的综放工作面,也发生过大范围的端面冒顶,我国西北地区滑移支架放顶煤工作面已发生了多起恶性顶板事故,而兖州兴隆庄矿综放面因出现频繁的端面冒顶严重影响了生产,恶化了生产环境,同时也制约了综放开采技术优势的发挥。
为此,需对综放工作面的冒顶机理进行分析,从而提出相应的治理措施,实现对端面冒顶的有效控制。
2 综放面端面冒顶的规律和特点2.1 工作面煤壁片帮的统计与分析根据兴隆庄矿4318综放面的观测结果,工作面发生片帮的长度占工作面长度的59.8%,其中片帮深度大于300mm 的占64%,片帮深度大于900mm 的达15.5%。
大深度的片帮对生产影响较大,多数情况下会诱发端面冒顶。
观测表明,工作面煤壁片帮,主要有以下两种形态:1) 倒墙式片帮 煤壁上、下部片帮深度相等且多发生在采煤机滚筒前方(0～10)m 的范围内,片帮深度一般为0.5m 左右,主要是平行于煤壁的节理、煤机采动影响和支承压力共同作用的结果。
这种形式的片帮约占70%。
2) 滑落式片帮 煤壁上部沿斜面滑下,在端面处形成较大的空顶面积,主要是因降压移架时煤壁承受的压力增大而引发。
这种形式的片帮约占30%。
在工作面某些地段发生倒墙式片帮后又发生滑落式片帮,从而诱发较大范围的端面冒顶。
2.2 工作面冒顶状况的统计与分析观测工作面端面冒顶高度的分布如表1所示。
可见冒顶高度在(1.0～1.5)m 之间的频度第8卷第5期1998年10月 中国安全科学学报China Safety Science Journal V ol.8No.5O ct .1998本文作者:徐金海讲师;张顶立副教授较小,说明该层位存在较为稳定的分层,其自稳时间较长,但如不及时处理,小冒顶会导致该稳定层的破坏,将会诱发大冒顶,冒至直接顶的频度较大即说明了这一点。
表1 工作面端面冒顶高度分布冒高范围0～500mm 500～1000mm 1000～1500mm 大于1500mm 冒至直接顶比 率27.6%18.9%11.7%15.2%26.6% 工作面空顶距与顶煤冒落高度的关系如图1所示。
可见,冒高随空顶距的增大而急剧增加。
观测还发现,顶煤发生冒顶的概率也随空顶距增大而急剧增加,当空顶距a在0.6m 以下时的概率为6.5%,a 值在(0.6～1.4)m 时为31.2%,a 值在1.4m 以上时为79.0%。
图1 第一接顶点位置对端面冒顶的影响图2 顶梁俯仰角对冒顶高度的影响2.3 工作面支架工作状况的专项观测支架顶梁俯仰角( )与端面顶板(煤)冒落高度(h)的关系如图2所示。
该图表明,当支架顶梁低头工作时,随俯角的增大冒顶高度迅速增大,即端面状况迅速恶化,当俯角大于5°后,均a -实测结果;b -理论分析结果图3 顶煤破坏过程及分区冒至顶板岩层;而仰角大于6°后,随仰角值的增大冒高值增加逐渐变快,工作面状况开始恶化;当顶梁的仰角在(0～5)°之间时,工作面的冒顶高度较小。
因此,保持微仰角较为合理。
3 综放面端面冒顶机理分析3.1 顶煤破碎机理和过程综放开采时,顶煤破碎是超前支承压力、顶板回转和支架反复支撑共同作用的结果,且由于工作面的移动特性,顶煤将依次经过完整区、破坏发展区、裂隙发育区和垮落破碎区等4个区域(见图3)[1],破碎逐渐发展直至成为散体而放出,其中垮落破碎区的存在是综放开采成功的前提,而垮落破碎区的范围提前至煤壁前方则会造成端面冒顶。
由此可见,综放支架的合理选型和工作状态的确定,对顶煤的控制是尤为重要的。
・29・第五期 徐金海等:综放工作面端面冒顶事故的防治3.2 支架阻力对顶煤破碎的影响理论分析和实测结果均表明,支架阻力对顶煤,尤其是下位(2～3)m 的顶煤,作用较为明显。
图4为不同支架阻力下顶煤中的破碎系数分布[2]。
由图可见,当支架阻力较小(或全卸载)时,支架前端和煤壁上方的顶煤破碎程度较高,破碎的范围也较大,这也是诱发综放面端面冒顶的重要原因;而支架阻力的增大则可显著提高端面顶煤的稳定性,同时也加强了对支架后部顶煤的破碎作用,显然这对实现顶煤由架前完整向架后破碎的转化是非常有利的。
图4 支架阻力对顶煤破碎的影响根据大量现场实测,在破碎顶板(煤)条件下,综放工作面支架顶梁上方普遍存在的(0.3～0.5)m 厚度的松软顶煤,是造成“支架-围岩”关系恶化和端面冒顶的重要原因。
它的存在使支架顶梁难以有效地接顶,初撑力和工作阻力达不到额定值,支架的阻力分布不合理,使顶板离层得不到有效支护。
3.3 综放面端面冒顶原因分析造成综放工作面端面冒顶的原因主要有以下几个方面:1) 顶煤破碎,层、节理极为发育,顶煤在煤壁上方就已进入垮落破碎区,即已具备放出的条件,这是引起端面冒顶的内在因素。
2) 支架工作状况不佳。
由于煤壁片帮及顶梁上方浮煤的存在,支架顶梁前端难以有效地接顶,实际空顶距较大,使端面顶煤易受拉断裂而破坏;支架降载前移和支架初撑力较小造成顶煤离层,使冒顶向更高更大范围扩展。
3) 由于支承压力和顶板回转的作用使上位顶煤中周期性地出现拉破坏区,此破坏区与端面上方顶煤中的剪切滑移区相沟通是大范围冒顶的主要原因,而两破坏区是否沟通则与支架工作状况及支护质量密切相关。
端面冒顶的发生与煤壁片帮和支架工况是密不可分的,三者之间相互影响,减少煤壁片帮及支架工况的好转可有效地控制端面冒顶。
4 综放面破碎顶板控制措施及其应用效果为有效地控制端面冒顶,必须从提高端面顶煤的稳定性和改善支架工况两方面入手,即对综放工作面破碎顶板的控制应采取综合治理的方式。
1) 控制机采高度,将机采高度由原来的3.0m 减少到(2.6～2.8)m ,使支架直接支护住较稳定的煤层。
2) 对综放面顶板(煤)的活动规律进行监测,并对可能存在的冒顶隐患进行预报,进而采取相应的控制措施。
3) 严格工程质量,煤机必须割平顶板,并及时清理支架顶梁上的浮煤。
4) 保持支架良好的工作状态,支架的初撑力不低于3000kN 以上,顶梁不得低头工作,・30・中国安全科学学报China Safety Science Journal 第八卷1998年仰角不得超过5°,并采用带压移架方式。
5) 在工作面顶板破碎较严重的地段,采用聚氨脂及锚杆固化端面上方的顶煤,以提高顶煤的完整性。
在兴隆庄煤矿4318综放面应用上述各项措施后已取得了显著的效果,使工作面“支架-围岩”系统进入良性循环,没有发生影响生产的冒顶事故,支架上方的顶煤也基本消除。
工作面产量较治理前的平均月产提高6万t ,取得了明显的技术经济效果。
5 结 论1) 综放工作面煤壁片帮、端面冒顶和支架工作状况恶化三者之间形成恶性循环是造成综放面生产状况恶化和端面冒顶频繁的主要原因,而控制端面冒顶则是破碎顶板治理的核心。
2) 在破碎顶板条件下,工作面管理的重点是维护端面顶煤的完整。
支架的工作状态应为顶梁呈微仰角,前柱应达到额定初撑力,后柱以不出现低头工作为准。
3) 支架顶梁上方松软顶煤的存在是造成“支架-围岩”关系恶化和端面冒顶的重要原因,而减少和消除该部分松软顶煤则是综放面形成良性循环的前提。
4) 综放工作面端面冒顶的控制是一项复杂的技术工作,相应的治理措施有待于在实践中进一步完善,并逐步形成系统的关键技术。
(收稿日期:1998年2月;作者地址:江苏徐州市;中国矿业大学采矿工程系;邮编:221008)参考文献1 张顶立.放顶煤采煤法顶煤破碎机理及其使用条件探讨.山东矿业学院硕士学位论文,1988.2 张顶立.综合机械化放顶煤开采采场矿山压力控制.北京:煤炭工业出版社,1998Prevention and Control of End-Face Fallin Fully -M echanized Sub -Level Caving M ining FaceXu Jinhai Zhang Dingli(China U niv ersity of M ining and T echnolog y )AbstractThrough analyzing the mechanism of the coal rib and the end -face fall in fully -mecha-nized sub-level caving mining face,technical measures for controlling the roof fall are suggested,w hich have been applied in Xinglong zhuang M ine,Yanzhou,w ith sig nificant results.So the safety production is effectively assured .Key words : Sub-level caving mining Fractured roof End-face fall Control ・31・第五期 徐金海等:综放工作面端面冒顶事故的防治 Assoc.Prof.Lecturer。