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煤礦頂板預(yù)兆與預(yù)防措施
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時間：2018-10-23 07:13
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礦井開采過程中的采掘工作面或在已掘的巷道內(nèi)所發(fā)生的冒頂、片幫、掉矸等造成的人身傷亡和生產(chǎn)事故統(tǒng)稱為頂板事故。頂板事故是煤礦五大災(zāi)害之一，掌握冒頂事故的預(yù)兆及其預(yù)防措施是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證。頂板事故對礦井安全生產(chǎn)危害極大，據(jù)統(tǒng)計，冒頂事故所占的比例占其他事故的60%以上，傷亡人數(shù)占40%左右。因此，我們必須分析掌握煤礦發(fā)生冒頂事故的原因、預(yù)兆、研究有效預(yù)防措施，以降低煤礦頂板事故的發(fā)生，保證煤礦安全生產(chǎn)。
一、頂板事故的分類
賦存在煤層之上的鄰近巖層稱為頂板。煤層頂板自上而下分為老頂（基本頂）、直接頂和偽頂。偽頂是直接位于煤層之上較薄的軟巖層，通常是泥質(zhì)頁巖、泥巖，富含植物化石，在采煤時隨落煤而跨落，不易支護(hù)，容易影響煤質(zhì)。直接頂是位于偽頂或煤層（無偽頂時）之上的泥巖、頁巖、粉砂巖或細(xì)砂巖，具有一定的穩(wěn)定性，它隨回柱而跨落。老頂（基本頂）是位于直接頂或煤層（無直接頂時）之上較堅硬、較厚的巖層，多為砂巖、礫巖、石灰?guī)r，它能在采空區(qū)較長時間內(nèi)維持很大的面積而不跨落。按冒頂范圍，可將頂板事故分為局部冒頂和大型冒頂兩類；按發(fā)生冒頂事故的力學(xué)原因，可將頂板事故分為壓垮型冒頂、漏垮型冒頂和推垮型冒頂三類。
1、局部冒頂
局部冒頂是指冒頂范圍不大，有時僅在3-5支架范圍內(nèi)，傷亡人數(shù)不多（1-2人）的冒頂。實(shí)際生產(chǎn)中局部冒頂?shù)拇螖?shù)遠(yuǎn)大于大型冒頂事故，約占采場冒頂事故的70％，危害比較大。
2、大型冒頂
大型冒頂是指范圍較大，傷亡人數(shù)較多（每次死亡三人以上）的冒頂。
3、壓垮型冒頂
因支護(hù)強(qiáng)度不足，頂板來壓時壓垮支架而造成的冒頂事故。
4、漏垮型冒頂
由于頂板破碎。支護(hù)不嚴(yán)而引起破碎的頂板巖石冒落的冒頂事故。
5、推垮型冒頂
因復(fù)合型頂板水平推力作用使支架大量傾斜而造成的冒頂事故。 k1584.cn
二、冒頂事故原因
冒頂事故發(fā)生的原因很多，其根本原因在于開采過程中礦山壓力的活動所造成。頂板的礦山壓力活動過程中發(fā)生不同程度的變形，先是沿著頂板節(jié)理出現(xiàn)裂隙，產(chǎn)生離層現(xiàn)象。此時，如果頂板管理不當(dāng)，支護(hù)質(zhì)量不好，壓力繼續(xù)增大，巖石變形超過彈性變形極限，就會出現(xiàn)斷裂、垮落、片幫或局部冒頂。從發(fā)生冒頂事故的原因分析，有的屬于對客觀事物的認(rèn)識不足，而較多的則是現(xiàn)場管理不善所造成。
三、冒頂?shù)念A(yù)兆
冒頂?shù)念A(yù)兆是多方面的，有聲音方面、頂板上的、支架及棚子上的及煤幫上的預(yù)兆等。
1、聲音方面的預(yù)兆
采掘工作面冒頂前會發(fā)出多種聲音，如：采煤工作面老頂斷裂時發(fā)出的鳴炮聲、直接頂受壓時的破裂聲、掘進(jìn)工作面棚子及背頂材料受壓后的劈裂聲等，都是冒頂?shù)念A(yù)兆。
2、直接頂上的預(yù)兆
采煤工作面直接頂在受到老頂壓力后，會更加破碎，裂縫條數(shù)會增多、加寬，出現(xiàn)掉渣甚至下矸雨。同時，直接頂?shù)南鲁亮恳矔龃?，下沉速度加快。在掘進(jìn)工作面，頂板同樣會出現(xiàn)裂縫、掉渣、離層等，所有這些現(xiàn)象的出現(xiàn)都表明冒頂事故即將來臨。
3、支架及棚子上的預(yù)兆
采煤工作面冒頂前反映在支架上的預(yù)兆有活柱下縮速度加快，下縮量加大，支柱被折斷、壓彎或整體向一方傾斜推到。在掘進(jìn)工作面，棚子及前探支架被壓彎、壓劈。 k1584.cn
4、煤壁上的預(yù)兆
頂板來壓時，工作面煤壁會因受壓而片幫，且片幫速度比平時快，片幫程度嚴(yán)重。同時，由于煤壁片幫，導(dǎo)致頂板裸露，破碎的直接頂失去支撐也會發(fā)生冒頂。
四、頂板事故的預(yù)防
頂板事故的發(fā)生會威脅礦工的生命安全，會造成人力、物力及財力的極大損失。防止冒頂事故的措施有：
充分掌握頂板壓力分布及來壓規(guī)律
采煤工作面冒頂事故大都發(fā)生在直接頂初次跨落、老頂初次來壓和周期來壓
過程中。掘進(jìn)巷道在布置及支架形式的選擇上也要充分考慮壓力的分布規(guī)律及頂板來壓的大小，把巷道布置在壓力降低區(qū)內(nèi)。根據(jù)掘進(jìn)工作面巖石的性質(zhì)，嚴(yán)格控制空頂距。
采取有效的支護(hù)措施
在采煤工作面，根據(jù)頂板特性及壓力的大小采取合理、有效的支護(hù)形式控制
頂板，防止冒頂。當(dāng)掘進(jìn)工作面遇到斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育的巖層時，支架應(yīng)緊靠掘進(jìn)工作面。在地質(zhì)破會帶或?qū)永砹严栋l(fā)育區(qū)掘進(jìn)巷道時，要縮小棚距；在掘進(jìn)工作面附近應(yīng)采用拉條等把支架連成一體防止支架被推跨，必要時還要打中柱以抗擊突然來壓。
嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度
在進(jìn)入采掘工作面裝煤、支護(hù)前，首先要敲幫問頂、處理活矸。具體方法是：
人員站在有支架掩護(hù)的安全處，用長把工具由輕到重敲擊頂板，根據(jù)聲音判別頂板是否離層。一般而言，實(shí)心聲，說明頂板沒有離層；空心聲，說明頂板已經(jīng)離層。危石必須挑下。危石無法挑下時應(yīng)采取臨時支撐措施，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。
及時處理局部漏頂
采掘工作面如果出現(xiàn)局部掉矸、漏頂時，必須及時處理。否則，會出現(xiàn)漏頂
處支架受力不均，受力大的支架被壓斷而引起大型冒頂。
五、頂板事故的處理
（1）首先要加固冒頂邊緣支架，防止冒頂范圍擴(kuò)大。其次，設(shè)法控制冒頂區(qū)上方頂板，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。只有在控制冒頂區(qū)頂板后，才能展開搶救工作。
（2）發(fā)生冒頂埋人事故時，要以最近的途徑、最快的速度搬運(yùn)矸石，接近被埋人員。搬矸中，只能用手扒，不許用鎬挖。人員救出后，先進(jìn)行現(xiàn)場急救后再升井救治。
（3）采煤工作面處理冒頂時，要用木垛剎實(shí)頂板，不能架空棚。
?。?）掘進(jìn)工作面的冒頂根據(jù)實(shí)際情況可采用木垛法或撞楔法處理。
?。?）在處理冒頂和搶救人員的整個過程中，應(yīng)設(shè)專人觀察頂板，發(fā)現(xiàn)有二次冒頂危險時必須立即撤人，防止事故范圍擴(kuò)大。
發(fā)生冒頂事故有些屬于對客觀事物認(rèn)識有限，而更多的則是工作中的缺點(diǎn)和錯誤造成的。其主要原因是思想不集中，麻痹大意，對地質(zhì)構(gòu)造不清、地壓規(guī)律不明，支護(hù)質(zhì)量不好、檢查不及時，因此，通過本文的論述，在做好以上各項工作的同時，要切實(shí)抓好容易冒頂?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)，堅持必要的敲幫問頂制度、驗收支架制度、崗位責(zé)任制度以及認(rèn)真做好回柱放頂制度等都是預(yù)防冒頂?shù)挠辛Υ胧?。另外，研究事故發(fā)生的原因及規(guī)律，有針對性地采取有效措施是預(yù)防事故發(fā)生的一項重要任務(wù)k1584.cn
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