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  • 1 # 使用者1430807591406

    應該是一般強度的頂板,隨採隨冒型,這樣壓力容易釋放,只要支護及時,不至於出事情。那種堅硬型別的頂板,大面積不垮落,壓力集中,來壓強烈,倒是很難管理,一般都是強制放頂。

    頂板型別劃分

    根據頂底板岩層相對煤層的位置和垮落效能,強度等特徵的不同,從上至下頂板劃分為基本頂(老頂)、直接頂、偽頂三個部分;底板分為偽底、直接底及老底三個部分。不過,對於某個特定的煤層來說,其頂底板的這六個組成部分不一定發育俱全。可能缺失某一個或幾個組成部分的岩層。

      1.1煤層的頂板

      1.1.1偽頂:是緊貼煤層之上的,極易隨煤炭的採出而同時垮落的較薄岩層,厚度一般為0.3~0.5m,多由頁岩、炭質頁岩等組成。

      1.1.2直接頂:是直接位於偽頂或煤層(如無偽頂)之上岩層,常隨著回撤支架而垮落,厚度一般在1~2m,多由泥岩、而巖、粉砂岩等較易垮落的岩石組成。

      1.1.3基本頂:又叫老頂,是位於直接頂之上或直接位於煤層之上(此時無直接頂和偽頂)的厚而堅硬的岩層。常在採空區上方懸露一段時間,直到達到相當面積之後才能垮落一次,通常由砂岩、礫岩、石灰岩等堅硬岩石的組成。

      1.2煤層底板

      1.2.1偽底:直接位於煤層之下的薄層軟弱岩層,多為炭質頁岩或泥岩,厚度一般為0.2~0.3m。

      1.2.2直接底:直接位於煤層之下硬度較低的岩層,厚度一般由幾十釐米到1米左右,通常由泥岩、頁岩或粘土巖。若直接底為粘土巖,則遇水後易膨脹,可能造成巷道底鼓與支架插底現象,輕者影響巷道運輸與工作面支護,重者可使巷道遭受嚴重破壞。

      1.2.3老底:指位於直接底之下,比較堅硬的岩層,多為砂層,石灰岩等。  

      2 採煤工作面頂板分類

      根據工作面頂板冒落的難易程度,將頂板分為五類。

      2.1易冒落的鬆軟頂板。該類頂板的特點是煤層頂板是易垮落的鬆軟岩層,回柱後頂板能立即冒落,且能填滿採空區。這類頂板由於冒落比較充分,使位於裂隙帶的老頂岩層,在回採過程中,很容易取得平衡,因而老頂的開裂,彎曲下沉,對工作面幾乎沒有什麼影響,工作面來壓比較緩和,無明顯的週期壓力,靠採空區一側的頂板下沉量較穩定,頂板容易管理。

      2.2中等冒落性的頂板。該類頂板的特點是直接頂,厚度一般小於煤層平等的6~8倍,其上部為比較堅硬的老頂,雖然回柱後直接頂隨之垮落,但因厚度不大,不能填滿採空區,老頂則置於懸露狀態,當工作面推進一段距離後老頂才開始垮落,此時因採空區落差較大,致使工作面呈現週期來壓狀態,嚴重時可使採場切頂垮面。對於這類頂板應注意老頂的活動規律。

      2.3難冒落的堅硬頂板。這類頂板的特點是老頂直接賦於煤層之上,或有一偽頂,無直接頂,由於老頂垮時採空區的落差太大,使工作面呈現明顯的週期來壓,工作面平時的下沉量及下沉速度較小,而當週期來壓時下沉速度急劇增加,工作面頂板情況迅速惡化,應當注意及時採取措施。

      2.4極難冒落的堅硬頂板。這類頂板的特點是煤層板為極其堅硬的整體性厚岩層,在採空區能懸露上萬平方米而不垮落,當垮落時則能形成暴風,致使工作面造成垮面和嚴重破壞。

      2.5可塑性彎曲的頂板。該類頂板的特點是直接頂,雖是具有一定厚度的堅硬岩層(如砂岩、石灰岩),但由於其中存在有平行於工作面的節理裂隙,採煤後頂板下沉,在移動過程中斷裂成塊,但仍互相擠在一起具有傳遞水平的能力,就像“砌體梁”一樣,各巖塊互相牽制而成平衡,隨工作面推進頂板彎曲下沉接觸底板

    採煤工作面頂板事故的分類及預防

    在地下煤層中採煤時,煤層上面的岩層稱為頂板,頂板分為偽頂、直接頂和基本頂。直接頂就是直接在煤層上面、有一定強度、並會隨回柱放頂而冒落的岩層,常見的有頁岩、砂頁岩等;直接在直接頂上面,強度比較大、厚度在1.5m以上,大面積暴露後才冒落的岩層叫基本頂,常見的有砂岩、砂礫岩、石灰岩等;有時在煤層和直接頂(或基本頂)之間,存在一層厚度小於0.5m、隨採隨冒的軟弱岩層,叫偽頂,常見的偽頂有炭質頁岩、泥質頁岩等。頂板管理主要是管好直接頂和基本頂。

      人們在地下煤層中採煤,如果對頂板管理不當,頂板就會冒落下來,輕則影響生產,重則造成人員傷亡,這就是頂板事故。頂板事故是煤礦不容忽視的重要災害事故之一,它不同於瓦斯煤塵爆炸,群死群傷的重特大惡性事故通常比較少見,而零散事故卻頻繁發生,凡是有人工作的地點,都有可能發生這類事故,分佈範圍也特別廣泛。也正因為一次死亡人數難以構成群死群傷的惡果,往往人們的重視程度不夠,管理不細,忽視其累計的惡果,這一點特別要引起煤礦廣大管理幹部和職工的警覺。

      實現煤礦的安全開採,根據不同的地質條件和生產技術條件,不僅要有針對性的安全措施和制度,而且要有較強的工作責任心和科學態度。科學而嚴格的管理是安全生產的關鍵,馬虎僥倖的行為即人為因素是事故多發的重要原因,從大量的事故統計中可知,由於管理不善而造成的頂板事故所佔比例相當大。據1950-2003年煤礦各類事故發生次數及傷亡人數的統計結果,瓦斯煤塵爆炸事故次數佔事故總數的29.5%,傷亡人數佔總傷亡人數的52.31%,居各類事故之首;其次是頂板事故,發生次數佔事故總數的23.5%,傷亡人數佔總傷亡人數的8.81%;水害事故佔事故總數的12.72%,傷亡人數佔總傷亡人數的11.28%。由此可見,頂板事故的防治和瓦斯煤塵爆炸、水災事故的防治一樣,均是降低煤礦百萬噸死亡率的重點。

      需要指出的是,如果把死亡1-2人的頂板事故統計在內,不論是事故發生的起數,還是死亡人數,頂板均居各類事故之首。根據對2001-2003年煤礦事故的統計,頂板事故佔煤礦總起數的49.86%,死亡人數佔總死亡人數的35.67%,可見煤礦頂板事故對煤礦安全的影響之大。加強頂板管理、減少或杜絕頂板事故的發生仍然是降低百萬噸死亡率,扭轉煤礦安全生產形勢的重點工作之一。

      煤礦頂板事故按地點可以分為採煤工作面(採場)頂板事故和巷道頂板事故兩類。1954-1985年期間,頂板事故的死亡人數佔事故死亡人數的45%,其中採煤工作面頂板事故佔75%,巷道頂板事故佔25%。1986-1992年期間頂板事故死亡人數佔總死亡人數的40%,相比較1954-1985年期間的頂板事故死亡人數有所下降,不過按事故發生地點,其比例有較大變化。其中,採煤工作面頂板事故佔頂板事故總數的比例有所下降,但依然達到了66%,巷道頂板事故則上升到34%。採煤工作面頂板事故發生比例的下降,得益於煤礦科技的進步和作業規程的不斷完善,得益於煤礦企業幹部職工的安全意識、管理水平的逐漸提高,得益於支護裝置、支護形式的改進,尤其是綜合機械化開採的逐步推廣應用。但由於為了滿足大型礦井的生產系統,要求巷道的斷面變大,服務年限變長,而且隨著開採深度的增加和巖性的改變,礦山壓力的顯現也越來越明顯,巷道支護的方式以及支護材料的剛度、柔度、結構、質量難以滿足上訴因素的要求,巷道頂板事故比例有所上升。

      採煤工作面頂板事故從力源上看有壓垮、漏冒、推垮三種基本型別。回採工作面採煤後,不同物理性質的頂板岩層都要對回採工作面支架有垂直於層面方向的或大或小的頂板力,如果支架支不起這個頂板力,就會發生壓垮型冒頂。依據岩層的強度、分層厚度和岩層內裂隙情況宏觀上可以把直接在煤層上面的頂板分為鬆軟的、中等穩定的和堅硬的三類。對中等穩定以下,尤其是鬆軟的直接頂板,採煤後如果支架護不住碎頂,就會發生漏冒型冒頂。此外,直接頂板岩層還可能施加給支架以沿層面方向的推力,支架的穩定性不好,受推力時穩不住,就會發生推垮型冒頂。

      採煤工作面頂板事故按照冒頂範圍和嚴重程度還可分為區域性冒頂和大型冒頂兩大類。區域性冒頂是指範圍不大、傷亡人數不多(每次死亡1-2人)的冒頂。常發生在靠煤壁附近、採煤工作面兩端以及放頂線附近。大型冒頂是指冒頂範圍較大、傷亡人數較多(每次死亡3人及3人以上)的冒頂。它包括兩端來壓時的壓垮型冒頂、厚層難冒落的大面積冒頂、直接頂導致的壓垮型冒頂、複合頂板推垮型冒頂、金屬網下推垮型冒頂、大塊遊離頂板旋轉推垮型冒頂和採空區冒矸衝入採煤工作面的推垮型冒頂等。

      據有關煤礦頂板事故的統計資料顯示,人為因素導致事故發生的比例約佔91.57%,這足以說明加強頂板管理的重要性。特別是中小型煤礦,由於井型小,勘探資料不詳,地質條件複雜,規劃、設計及施工措施簡陋,技術力量薄弱,機械化程度低,安全投入不足,有的甚至管理不規範等原因,頂板事故屢有發生。要想降低煤礦百萬噸死亡率,必須提高認識,加強頂板管理,這是安全生產的最基本要求。煤炭開採需要有工作面,煤炭運輸需要透過巷道,完好的頂板支護應是系統暢通,安全生產的前提。為此,支護形式和材料,支架的剛度、強度、柔度和密度,採掘裝置和工藝,採高、控頂距、煤柱尺寸,釋放壓力的方法和手段,採掘工程設計的合理性和科學性,作業規程的編制和審批的嚴密性等,應是搞好頂板管理需注意的問題。

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