頂板事故是指在地下打掘過程中,采場、巷道頂幫煤巖片(冒)落造成人員傷亡、設(shè)備損壞(被埋),生產(chǎn)中止等事故。據(jù)統(tǒng)計,頂板事故造成人員傷亡占各類事故傷亡總?cè)藬?shù)的33%以上,由此可見,作為五大自然災(zāi)害之一的頂板事故的預(yù)防,顯得十分重要。?
頂板事故按其發(fā)生場所不同,大致可分為采煤工作面頂板事故,掘進巷道頂板事故,在用巷道頂板事故。不同地點發(fā)生的頂板事故各有其特點,本文結(jié)合生產(chǎn)實際對采場頂板事故的預(yù)防及處理予以簡介。?
采場頂板事故通常按其規(guī)模大小分為大型垮頂和局部冒頂兩類。局部冒頂事故是采場頂板事故的主要類型,其所占的比率約占全部采場頂板事故的70%、垮面事故約占30%。近年來采場推廣金屬化支護,垮面事故大為減小,特別是壓垮型垮面事故已降低于10%以下,但大型垮頂事故范圍大、災(zāi)害嚴(yán)重仍應(yīng)引起高度重視。?
1、采煤工作面大型垮(冒)頂?shù)念A(yù)防。?
就我礦而言,采煤工作面大型垮(冒)頂,基本上包括老頂來壓垮冒頂、厚層難冒頂板大面積冒頂,大面積漏垮型冒頂。?
老頂來壓時的壓垮型冒頂,其發(fā)生原因是:1)垮頂帶老頂巖塊壓壞(倒)采面支架導(dǎo)致冒頂。2)垮落帶老頂巖塊沖擊壓壞(倒)采面支架導(dǎo)致冒頂。由于采煤工作面支架初撐力不足(或支架不穩(wěn)),在老頂巖塊未明顯運動之前,直接頂與老頂已發(fā)生離層。當(dāng)老頂巖塊向下滾動時,采場支架要承受沖擊載荷,支架容易被推倒,從而導(dǎo)致垮冒頂事故,目前煤礦普遍推廣應(yīng)有兀型鋼梁配單體液壓支柱支護,提高了支護強度,該類冒頂發(fā)生幾率和嚴(yán)重程度大為降低。為預(yù)防此類事故,常采用下列措施:采場支架的支撐力應(yīng)能平衡垮落帶直接頂及老頂巖層重量;采場支架的支撐力應(yīng)能保證直接頂與老頂之間不離層;采場支架的可縮量應(yīng)能滿足裂隙帶老頂下沉的要求;遇到平行工作面斷層時,斷層剛出露煤壁,就要及時加強支護(最好用木垛);可擴大控頂距,并用木支護柱替換金屬支柱,待斷層進到采空區(qū)后再回柱。?
大面積漏垮頂,其發(fā)生原因是頂板出現(xiàn)局部松軟、破碎時,采煤工作面支護系統(tǒng)出現(xiàn)背頂不嚴(yán)時發(fā)生局部漏頂,破碎頂板就有可能從此處開始沿工作面往上全部漏空,造成支架失穩(wěn),導(dǎo)致漏垮型工作面冒頂。大慶礦井4171工作面就曾在上隅角處發(fā)生這種情況。此類冒頂事故的處理措施可歸結(jié)為:選用合適支柱,使工作面支護系統(tǒng)有足夠的支撐力與可縮量,頂板必須背嚴(yán)實;嚴(yán)禁放炮、移溜等工序弄倒支架,防止出現(xiàn)局部冒頂。?
難冒(垮落)頂板大面積冒頂,當(dāng)煤層頂板是整體堅硬巖層時,往往懸頂數(shù)百平方米甚至千平方米才垮冒。這樣大面積頂板在極短時間內(nèi)冒落下來,不僅由于重量的作用會產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊破壞力,而且更嚴(yán)重的是會把已采空間的空氣瞬間擠出,形成巨大的風(fēng)暴,破壞力極強。對此類頂板的處理方法采用強制放頂,也可采用頂板高壓注水。所謂強制放頂,就是用爆破的方法人為的將頂板切割,使頂板冒落一定厚度形成矸石墊層。切斷頂板,可以控制頂板冒落面積,減弱頂板冒落時產(chǎn)生的沖擊力;形成矸石層墊則可以緩和頂板冒落時產(chǎn)生的沖擊波及風(fēng)暴。強制放頂措施,大慶礦井曾在G7、C1煤層使用過。強制放頂?shù)牟僮鞣椒ǎ涸诨刂恢贸敯宕蜓圻M行強制性爆破放頂,使頂板每次小范圍的垮落。爆破的方法,一般根據(jù)頂板的堅硬程度,沿切頂線打一排1.5m以上的鉆孔,孔距一般0.5m,裝煤礦安全藥卷3個作龜裂爆破,切斷頂板。在工作面有偽頂時,不管問頂時有無空響,偽頂與直接頂有無脫層都應(yīng)自切頂線打超過偽頂厚度的炮眼,裝藥放炮切開直接頂,確??迓淇煽?。從大慶C1、C7煤層的強制人工放頂實踐來看,打眼工作難度大,用電煤鉆很難鉆進,深度達不到要求,因此,應(yīng)創(chuàng)造條件用風(fēng)鉆打眼。?