急倾斜煤层顶板事故原因及防治措施研究

作者:梁玉春 刊名:企业导报 上传者:冯雯

【摘要】本文介绍急倾斜煤层顶板事故的主要类型:漏垮型事故、压垮型事故、推垮型事故和冲垮型事故,并分析引起顶板事故的原因,以此为依据针对性的提出顶板事故的防治措施,如加强施工管理、定期维护检测等,以减少顶板事故的发生,给我国煤矿开采过程中的顶板支护提供参考。

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引言:我国是产煤大国,急倾斜煤层储量十分丰富,分布在全国各大煤炭基地中。急倾斜煤层在形成过程中由于较多的地质变动,导致煤层条件十分复杂,大角度的煤层倾斜也给煤炭开采、顶板支护等方面带来了难题。急倾斜煤层的事故发生概率较大,给煤矿安全带来了很大的威胁。对急倾斜煤层可能出现的顶板事故进行研究并探讨合理的防治措施,有助于减小这一事故带来的危害。一、急倾斜煤层顶板事故类型一般来说,急倾斜煤层容易出现的顶板事故主要有以下几种:(1)漏垮型事故。这一事故的主要原因在于煤层的倾斜角多过大,顶板如果不能得到及时的支护处理,当顶板中的某个局部位置出现抽空后,就会逐渐由局部扩散到整体,进而引起整个顶板失稳。(2)压垮型事故。当顶板支护强度不足,或者由于顶板工作面上荷载施加频率较高,长期荷载作用下,顶板支护承载力不足,加上自然环境的影响,导致顶板压垮,这一事故的危害较为严重,但如果在支护过程中注意这些问题,事故则能得到有效的避免。(3)推垮型事故。当倾斜煤层采用复合顶板进行支护时,经常会出现推垮型事故,煤层开采过程中对顶板差生较大的推力,加上顶板内部存在的地质应力,很容易引起顶板逐渐倾斜,最终出现推垮型事故。(4)冲垮型事故。这一事故一般发生在顶板厚度较大的情况中,而且顶板的暴露面积也远远超过正常水平。采空区大面积的暴露使得放顶难度加大,顶板容易由于局部的倾斜逐渐向下运动,给周围的岩体带来较大的冲击,当冲击力超过岩体承载力和支护承载力时,就会引起冲垮型事故。二、顶板事故的原因分析对急倾斜煤层各种类型的顶板事故进行分析,得到以下几方面的事故原因:(1)顶板支柱初始支撑力过低。对历次顶板事故进行分析,发现支柱初始支撑力不足是主要原因之一,尽管支柱支撑力设计时能够满足施工条件要求和顶板承载力要求,但在实际施工过程中由于操作误差或者各种现场条件影响,导致支柱支撑力与设计值存在较大的偏差,导致顶板事故发生概率加大。(2)支柱工作阻力小于设计值。对现场的顶板支柱工作阻力进行测量,发现大部分支柱的工作阻力都不能满足设计值,而且工作阻力的变化曲线与设计曲线存在偏差,各个支柱不能均匀分担工作阻力,容易引起局部支护破坏导致顶板事故。(3)顶板支护不及时。这一点主要是施工工序的问题。煤层开采过程中随着工作面逐渐推进,顶板暴露的面积也在加大,如果顶板悬空面积过大而未得到及时的支护,就有可能导致顶板变形过大引起顶板事故。三、顶板事故的防治措施(1)漏垮型顶板事故。针对漏垮型顶板事故,应该选择合理的施工工序,确定最佳的开掘巷道,严格按照设计要求进行顶板支护和施工,减少工作面压力,在确保工程质量的前提下,尽量缩短顶板暴露的时间,支柱之间要保持一定的整体性,防止由于局部支柱承载力不足引起的顶板破坏,对于出现明显变形特征的支柱要及时进行加固或者更换,保证整个开采工作面承载力分布均匀。(2)压垮型事故。当工作而发现有大冒顶明显预兆时,必须采取措施,如加强支护、停产观察等;有条件的矿井应建立矿压观测和顶板动态监测系统,为工作而支护提供依据;当煤层上部为坚硬岩层且不易垮落时,要采用强制放顶或向顶板高压注水,使其强度降低而自然垮落;在基木顶初次来压期间,加大工作而控顶距;工作而来压明显、出现下沉台阶时,要采用特种支护形式加强支护;保证采场有足够的支护刚度,尽力提高切顶支护阻力。(3)推垮型事故防。对于复合顶板,要坚持“支、护”并重的方法,提高支柱的初撑力和增加支架的稳定性,保证支柱有足够的工作阻力,对机道进行加强支护,防}卜工作而沿煤壁切顶,顶板下沉、离层,避免离层而造成的推垮型冒顶事故。(4)冲垮型事故。工

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