預防局部冒頂的安全技術管理
一)煤壁區(qū)的安全管理
煤壁區(qū)是指采煤工作面靠煤壁的第一排支柱到煤壁之間的范圍煤壁區(qū)經常因鑲嵌型或破碎頂板面發(fā)生局部冒頂。尤其當煤壁留有傘檐發(fā)生片幫加大空頂后,更容易引起局部冒頂。
煤層的直接頂中,常常存在多組相交裂隙,這很容易將直接頂分割成游離巖塊,極易發(fā)生脫落。在采煤機采煤或爆破落煤后,如果支護不及時,這類游離巖塊容易突然冒落,造成局部冒頂事故。預防煤壁區(qū)局部冒頂應采取的措施主要包括:
(1)嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度。在開工前,(組)長必須對工作面安全情況進行一次全面檢查,確認無危險時,才準工人進人工作面。每個工作人員必須經常認真地檢查工作地點的頂板、煤壁、支架等情況,必須按照作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時支架,所有支架都必須架設牢固,嚴禁在浮煤成浮上架設支架。
(2)嚴禁空頂作業(yè)。炮采工作面要及時掛梁,不得在懸壁上再掛懸臂梁,破碎頂板要掏梁窩超前掛梁或支設超前托梁;機采工作面掛梁不得落后機組10m,停機后要及時緊跟掛梁,要求端面距≤300mm,機道梁端至煤壁間冒頂高度不超過200mm;綜采面采煤機過后應及時伸出伸縮梁,及時擦頂帶壓移架,頂梁的俯視角不得超過7°,端面距≤340mm,機道梁端至煤壁頂板冒落高度不大于300mm,上述冒頂要插嚴背實和接頂。當冒落高度較大,有漏頂空洞時,應及時用舊木料填嚴、架設小木垛接頂或采取化學泡沫材料如注人樹脂類粘結劑使其固化,以防止冒頂。
(3)炮采工作面應采用對頂板震動較小的毫秒雷管爆破,同時合理布置炮眼,適當控制裝藥量,縮小分段爆破距離,牢固架設支架嚴防崩倒支柱,崩倒支柱要立即重新架設好。在正常情況下,貼幫柱的柱距不得大于基本柱柱距的1倍,頂板破碎時要加密貼幫柱。翻打貼幫柱時,要嚴格按照先打后翻的原則進行,確保煤人員在支柱保護下進行作業(yè)。初次放頂及周期來壓期間等情況下,貼幫柱應比正常情況加密。
(4)機采工作面支護形式宜采用交錯梁直線柱布置,提高端面支護阻力,縮小梁端距寬度,必要時支設貼幫柱。在破碎頂板條件下,可采用窄短機身采煤機。采煤機設擋煤板,攉煤人員不準到機道攉煤。綜采工作面應用長側護板、整體頂梁、內伸縮式頂梁、內伸縮式前梁,增大支架向煤壁方向的水平推力,提高支架的初撐力。
(二)上、下出口及端頭的安全管理
由于上、下順槽在回采前已提前掘出,其頂板在掘進過程中已經歷了初次松動因此開始回采后,上、下出口及端頭受采動影響,板進一步受到松動破壞。尤其在上出口附近由
于受到超前支承壓力及上方采空區(qū)殘余支承壓力疊加作用的影響,頂板松動破壞更為嚴重,因此容易造成局部冒頂。
上、下出口及端頭局部冒頂的主要預防措施包括:
(1)工作面上下出口都要至少超前一刀(斜長不小于2m),要堅持正確使用好4對8根長鋼梁支護,單體液壓支柱初撐力要求:10mm的支柱初撐力大于114kn,80mm的支柱初撐力大于78kn(綜采工作面無端頭支架或端頭處使用單體液壓支柱的也要執(zhí)行此規(guī)定),并保持一梁三柱,交替邁步前移。工字鋼長鋼梁要制成花邊,以便與支柱頂蓋配合,嚴禁工字鋼長鋼梁側向使用或不成對使用。
(2)工作面輸送機機頭(包括機尾)與下順槽包括上順槽)輸送機樓接處,下順槽上幫或上順槽下幫)要設一對長鋼梁抬住下順槽上幫(或上順槽下幫)支架的梁頭,隨工作面推進前移,該對梁與工作面第一架棚梁距不超過0.7m。
(3)上、下順槽至煤壁線20m范圍內支架完整無缺,并進行超前加強支護。距煤壁10m范圍內打雙排柱,10~20m范圍內打單排柱。換子可用“十字頂梁超前替換(工作面輸送機機頭上方十字頂梁要用長鋼梁抬住),高度不低于1.6m,綜面不低于1.8m,并有0.7m寬的人行道。
(4)工作面上、下端頭輸送機采空區(qū)側或煤壁側,要留有大于0.6m的人行通道,高度不小于工作面高的90%。要及時縮短下順槽輸送機機尾及時移動上端頭柱絞車,使上、下端頭保持規(guī)定的控頂距。在復合頂板條件下,上下端頭可增設錨桿錨固頂板。
(5)綜采工作面推廣使用液壓自移端頭支架,如果工作面端頭沒有應用端頭支架,則在工作面與巷道相連處,需用一對邁步抬棚。此外,超前工作面20m內的巷道支架也應用中心柱加強。
(三)放頂區(qū)的安全管理
從原切頂線到新切頂線之間的范圍稱為放頂區(qū)。放頂區(qū)發(fā)生冒頂事故的原因主要有:
(1)回柱放頂不符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定。如支柱質量差,特種支架不齊全,回柱放頂不及時,控頂距超過規(guī)定,回柱方法不符合操作規(guī)程,柱與放炮、割煤等工序平行作業(yè)時的安全距離不夠,放頂區(qū)內的支架未回清等,容易造成頂板局部來壓冒落。
(2)回撤承壓支柱時由于放頂線不整齊,末排支柱受力不均勻,尤其在分段回柱回撤最后一棵或幾棵支柱時,由于頂板壓力集中,因此支柱一旦卸載,局部頂板緊跟冒落容易砸住來不及躲的回柱工人。
(3)回撤局部懸頂區(qū)支柱時,當采空區(qū)局部懸頂超過規(guī)定臂落高度小于1.5倍采高時,既未進行強制放頂,又未采取加強支護等措施回柱后大塊懸頂旋轉冒落,推倒末排支架導致局部冒頂。
(4)頂板上方空洞進入放頂區(qū)時,由于煤壁區(qū)頂板上方空洞未及時填嚴,隨著工作面推
進,頂板上方空洞進入放頂區(qū)后,在回柱放頂時,空洞被波及突然再次冒落,沖擊砸放頂區(qū)附近支架,因此造成局部冒頂。
(5)擋矸不嚴。當工作面采高或傾角較大時放頂線未設擋簾;分段回柱時分段處擋閘不牢不嚴,采空區(qū)冒落矸石竄人工作面或滾落到下部控頂區(qū),推垮工作面支架導致局部冒頂。
放頂區(qū)局部冒頂的主要預防措施包括:
(1)采煤工作面必須及時面柱放頂或充填,頂距超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時禁止采煤,回風、運輸順槽末端與工作面放頂線對齊(機頭處可根據作業(yè)規(guī)程規(guī)定放寬1排)
(2)用全部陷落法管理頂板的工作面,要求采空區(qū)落高度普造不小于1.5倍采高,局部懸頂和冒落高度不充分處(<(2×5)m2)的用叢柱加強支護,超過的要進行強制放頂。特殊條件下不能強制放頂時,要有強化支護可靠措施和礦壓觀測資料及監(jiān)測手段
(3)工作面無空載支柱,回撤的支柱要及時打在新放頂線內側的梁下,隨用隨取。特殊支架(如戧柱、戧棚及木垛等)應按作業(yè)規(guī)程規(guī)定及時支設齊全。
(4)采煤工作面采用密集支柱切頂時,兩段密集支柱之間必須留有寬0.5m以上的出口,出口間的距離和新密集支柱超前距離,都必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。工作面采用無密集支柱切頂,采高大于1.6m時,放頂線應設擋簾防止矸石竄入工作面。
(5)用陷落法管理頂板時,回柱放頂的方法及安全措施必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。支柱和放頂平行作業(yè)時,兩者相距不得小于15m。人工分段放頂,段距不小于15m。分段接茬處應在采空區(qū)已冒落的頂板完整處,并打好牢固的擋閘在斷層、破碎帶地段,應劃分在同一分段內回收支柱?；爻烦袎褐е鶗r,回柱工人要及時后撤到安全地點。在急傾斜倒臺階或直線長壁工作面內,嚴禁上部回柱時下部有人同時作業(yè)。要求放頂區(qū)內的支架及特種支架都必須回清,木柱必須用機械回撤,嚴禁放頂人員進入冒頂區(qū)取柱,必須用柱器、回柱絞車或長把鐵鉤拉出。
(6)為預防放頂區(qū)頂板上方空洞冒落,在空洞上下側各5m范圍內不回撤支柱,哲
時適當加大控頂區(qū),直到工作面推進到空洞的煤壁一側有足夠的安全工作空間后,再開始回撒空洞以外的支柱?；爻房斩匆酝庵е鶗r,可先用木柱替換出單體液壓支柱,人員必須撤離到安全工作空間內。
(7)采煤工作面的初次放頂、最后收尾、托偽頂開采,以及過老空、過局部破碎帶、過斷層等區(qū)域內放頂時,都必須制定安全措施。
四破壞帶及其附近的安全管理
地質破壞帶及其附近的頂板裂隙發(fā)育、破碎區(qū),以及斷層面間多充以粉狀或泥狀物;
層面都比較尖滑,使上、下盤之間的巖石無粘結力,尤其是斷層面成為導水裂隙時,更是彼此分離。
(1)單體支柱工作面如果遇到垂直于工作面或斜交于工作面的斷層時,在頂板活動過程中,斷附近破斷巖塊可能順斷層下滑,從面推倒工作面支架,造成局部冒頂。
為防止這類事放,應在斷層兩側加設木垛,加強維護并迎著巖塊可能滑下的方向支設戧棚或戧柱。對于有些綜采工作面、高檔普采和普采工作面,回采過程中,煤壁的前方頂板和煤層特別破碎,為保證正常割煤,不漏矸子,可采用全楔式木錨桿錨固煤層當斷層處的頂板特別破碎,用錨桿錨固效果不佳時,可采用注入法,將較多的樹脂注入大量的煤巖裂隙中,進行預加固。
(2)工作面遇到走向斷層時,通常是在斷層面的下方為冒頂危險區(qū)。這是由于頂板沿斷層面向下方滑移,一般在支護強度不足和巖層穩(wěn)定性較差的情況下,尤其當回柱放頂距斷層面約5~8m時,極易發(fā)生局部冒頂。因此應加強斷層面下方支護及回柱放頂時的安全措施。
(3)過斷層前后應增加支護密度,提高支架總的支撐能力和穩(wěn)定性。當斷層面暴露后,及時用戧棚撐緊,用板材背嚴,用木垛支承上下盤頂板當挑頂過斷層留底煤時支柱要穿大“鐵鞋”,底煤側面用擋板擋嚴防止塌落當臥底過斷層留頂煤時,要插嚴背實頂煤。根據《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,回采工作面過斷層時必須極據具體情況,改變支架方式,并制定安全措施。
(4)當由下往上回柱放頂,距斷層面約5~8m時,入員必須撤到斷層固以上。在工作面過斷層時,至少過到上盤有兩個支柱空間后才能回柱放頂?；叵卤P工作固支柱時,要合理確定放頂步距,并一次回完斷層外側支架。此時人員必須離到上盤工作面有支護的空間內,并距離回柱地點至少15m以外。其他回柱放頂的安全措施同前面所述。
