開(kāi)拓開(kāi)采、礦山壓力、頂板事故防治與搶險(xiǎn)救災(zāi)煤礦救護(hù)人員培訓(xùn)授課提綱段緒華教授

就以04年為例：全年煤礦發(fā)生事故3853起，平均每天發(fā)生10.5起，共死亡人數(shù)6029人，平均每天死亡17人左右，兩天死亡人數(shù)相當(dāng)于美國(guó)全年的死亡人數(shù)。

中國(guó)煤炭產(chǎn)量約占世界煤炭產(chǎn)量的35%，但因事故死亡的人數(shù)卻占到80%。

05年僅上半年煤礦重特大惡性事故仍沒(méi)有得到有效的遏制，不管其惡性程度、事故發(fā)生起數(shù)、死亡人數(shù)同比去年均有所上升，引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。這些事故中，因人為因素造成的事故死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的91.5%。開(kāi)拓開(kāi)采知識(shí)礦壓及沖擊地壓知識(shí)頂板事故機(jī)理及搶險(xiǎn)救災(zāi)知識(shí)第一局部

一、煤田、井田、階段、水平、采區(qū)、區(qū)段的劃分

<一>煤田劃分為井田；劃分的原那么：主要根據(jù)自然條件劃分井田境界：如斷層，向、背斜軸、煤層傾角的變化以及河流、鐵路、較大的建筑物等；另外井田范圍與礦井生產(chǎn)能力要相適應(yīng)，即儲(chǔ)量與礦井效勞年限要相適應(yīng)。圖1－1煤田劃分為井田

<二>井田劃分為階段

井田一般面積較大，從幾平方公里到十幾、幾十平方公里，為了有方案的按順序開(kāi)采，還需將井田劃分為階段。圖1-2分組與集中建井的井田劃分1、2－淺局部組建斜井；3－深部集中建立井圖1-3井田劃分階段1、階段圖1-4煤層群的階段劃分2、水平3、開(kāi)采水平4、單水平開(kāi)拓圖1-5單水平開(kāi)拓5、多水平開(kāi)拓：圖1-6多水平上山開(kāi)拓圖1-7多水平上、下山開(kāi)拓圖1-8多水平混合式開(kāi)拓<三>階段劃分為采區(qū)及區(qū)段

井田劃分為階段之后，階段的范圍仍然很大，還不能直接進(jìn)行開(kāi)采，必須根據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件進(jìn)行再劃分，即在階段范圍內(nèi)，把階段沿走向劃分為假設(shè)干局部，每一局部為一個(gè)采區(qū)。圖1-9階段劃分為采區(qū)圖1-10區(qū)段

圖1-11雙面采區(qū)圖1-12單面采區(qū)二、井田開(kāi)拓方式

礦井開(kāi)拓方式種類很多，一般可按以下特征分類：＜一＞．立井開(kāi)拓＜二＞．斜井開(kāi)拓＜三＞．平峒開(kāi)拓＜四＞綜合開(kāi)拓<一>立井開(kāi)拓方式

圖1-13立井開(kāi)拓方式

<二>平峒開(kāi)拓

這種開(kāi)拓方式一般用于山區(qū)，有適合布署平峒的地點(diǎn)。才可這種方式，指由平巷直接進(jìn)入煤層。圖1-14垂直走向平峒

<三>斜井開(kāi)拓

指利用的傾斜巷由地面進(jìn)入井下，通過(guò)一系列巷到達(dá)煤層的一種開(kāi)拓方式。片盤斜井

斜井單水平分區(qū)式開(kāi)拓

斜井多水平分區(qū)式開(kāi)拓

1、片盤斜井圖1-15片盤斜井

2、斜井單水平分區(qū)式開(kāi)拓

圖1-16斜井單水平開(kāi)拓方式

3、斜井多水平分區(qū)式開(kāi)拓圖1-17斜井多水平開(kāi)拓方式

<四>立井開(kāi)拓

立井開(kāi)拓是利用垂直巷道由地面進(jìn)入井下，并通過(guò)一系列巷道到達(dá)煤層的一種開(kāi)拓方式。進(jìn)一步劃分為：

立井單水平分帶式開(kāi)拓。立井多水平分區(qū)式開(kāi)拓：1立井單水平分帶式開(kāi)拓

圖1-18立井單水平分帶式開(kāi)拓示意圖

2立井多水平分區(qū)式開(kāi)拓

圖1-19立井多水平分區(qū)式開(kāi)拓

<五>綜合開(kāi)拓根據(jù)地形與地質(zhì)條件，為了充分發(fā)揮各開(kāi)拓方式的優(yōu)點(diǎn)，用兩種以上井峒形式開(kāi)拓井田，稱為綜合開(kāi)拓。平峒—斜井開(kāi)拓：斜井—立井開(kāi)拓：

平峒—立井開(kāi)拓：

平峒—斜井開(kāi)拓：圖1-20平峒—斜井開(kāi)拓斜井—立井開(kāi)拓：圖1-21斜井—立井開(kāi)拓平峒—立井開(kāi)拓：圖1-22.平峒—立井開(kāi)拓三、采區(qū)巷道布置

采區(qū)是生產(chǎn)煤炭的主要場(chǎng)所，也是作業(yè)人員最集中的地方，同時(shí)也是冒頂事故頻發(fā)的地方，必須加強(qiáng)對(duì)采區(qū)的了解，尤其要掌握采區(qū)的巷道布置系統(tǒng)及有關(guān)回采工藝，以便為處理事故創(chuàng)造條件。<一>單一煤層上山采區(qū)巷道布置：圖1-23單一煤層上山采區(qū)巷道布置

<二>傾斜分層下行垮落采煤法的采區(qū)巷道布置圖1-24傾斜分層下行垮落采煤法的采區(qū)巷道布置

<三>煤層群聯(lián)合布置：1、分組聯(lián)合根據(jù)煤層間及頂?shù)装鍡l件，可將近距離煤層聯(lián)合一起開(kāi)采，即分組共用一套上〔下〕山。2、大聯(lián)合看條件許可，可將本區(qū)內(nèi)所有煤層聯(lián)合起來(lái)共用一套上〔下〕山，用石門聯(lián)系。<四>回采工藝：對(duì)于炮采工作面：“破、裝、運(yùn)、支、控〔頂板管理〕〞五道工序?qū)τ跈C(jī)采、高檔普采工作面：“割、運(yùn)、支、控〞四道工序。對(duì)于綜采工作面：“割、移、推〞三道工序。思考題：1．何謂煤田、井田、階段、水平、采區(qū)和區(qū)段？2．井田開(kāi)拓方式有幾種？各適用什么條件？3．立井單水平與多水平開(kāi)拓有什么區(qū)別？4．試分析傾斜分層下行垮落采煤法的采區(qū)巷道布置及各生產(chǎn)系統(tǒng)。5．回采工藝主要包括哪些內(nèi)容？第二局部

采掘后礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)及規(guī)律圖2–1老頂斷裂成巖塊后的轉(zhuǎn)動(dòng)

一、直接頂和老頂?shù)目迓浜蛠?lái)壓

圖2–2初次來(lái)壓前四周圍巖的支承壓力分布狀態(tài)A–增壓區(qū)；B–減壓區(qū)；C–穩(wěn)壓區(qū)

圖2–3回采工作面推進(jìn)中巖體結(jié)構(gòu)的變化過(guò)程

二、回采工作面周圍應(yīng)力重新分布

圖2–4采空區(qū)周圍應(yīng)力重新分布的概貌

圖2–5煤層凸出角處的疊合支承壓力

圖2–6回采工作面周圍支承壓力在煤層平面內(nèi)分布示意圖

圖2–7支承壓力在被開(kāi)采煤層頂?shù)装逯蟹植际疽鈭D三、采區(qū)平巷沿走向礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

圖2–8工作面下部順槽頂?shù)装逡苿?dòng)的全過(guò)程曲線1–移動(dòng)速度曲線；2–移近量曲線<一>．巷道掘進(jìn)階段(Ⅰ)<二>．無(wú)采掘影響階段(Ⅱ)<三>．采動(dòng)影響階段(Ⅲ)<四>．采動(dòng)影響穩(wěn)定階段(Ⅳ)<五>．二次采動(dòng)影響階段(Ⅴ)

根據(jù)采區(qū)平巷的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的研究可知，采區(qū)平巷從掘進(jìn)到報(bào)廢的整個(gè)效勞期內(nèi)頂?shù)装蹇傄平繛閁總為：U總=U0+v0t0+U1+v1t1+U2 式中：U0、U1和U2一由掘巷、一次采動(dòng)和二次采動(dòng)引起的頂?shù)装逡平?，mm； v0、v1—無(wú)采掘影響期和一次采動(dòng)后穩(wěn)定期內(nèi)頂?shù)装逡平俣龋琺m/d t0、t1—無(wú)采掘影響期和一次、二次采動(dòng)影響間隔期的時(shí)間，d。四、采區(qū)斜巷沿傾斜礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

圖2–9采區(qū)斜巷中沿傾斜不同礦壓顯現(xiàn)帶1–卸載帶；Ⅱ–支承壓力帶；Ⅲ–原巖應(yīng)力帶；lmax–峰值位置五、煤層底板巖巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律

圖2–10煤體與采空區(qū)交界處底板巖層中的不同礦壓顯現(xiàn)區(qū)A–應(yīng)力增高區(qū)；B–應(yīng)力降低區(qū)；C–影響微弱區(qū)；D–未受影響區(qū)<一>沖擊礦壓的分類：

根據(jù)原巖(煤)體應(yīng)力狀態(tài)、顯現(xiàn)強(qiáng)度和發(fā)生的地點(diǎn)和位置的不同，沖擊礦壓有如下幾種分類方法1、按原煤(巖)體應(yīng)力狀態(tài)不同，沖擊礦壓可分為三類：2、根據(jù)沖擊的顯現(xiàn)強(qiáng)度，可分為四類：3、根據(jù)震級(jí)強(qiáng)度和考慮拋出的煤量，可分為三級(jí)：4、根據(jù)發(fā)生的地點(diǎn)和位置沖擊礦壓可分為兩大類：六、沖擊礦壓

1、按原煤(巖)體應(yīng)力狀態(tài)不同，沖擊礦壓可分為三類： 1)重力型沖擊礦壓。主要受重力作用，沒(méi)有或只有極小構(gòu)造應(yīng)力引起的沖擊礦壓，如：棗莊，撫順、開(kāi)灤等。 2)構(gòu)造應(yīng)力型沖擊礦壓。構(gòu)造應(yīng)力引起的沖擊礦壓，如：北票天池煤礦。 3)中間型或重力——構(gòu)造型沖擊礦壓。主要受重力和構(gòu)造應(yīng)力的共同作用引起的沖擊礦壓。2、根據(jù)沖擊的顯現(xiàn)強(qiáng)度，可分為四類： 1)彈射。指一些碎塊在應(yīng)力的作用下射落。并伴有強(qiáng)烈的聲響。屬于微沖擊現(xiàn)象。 2)礦震。在應(yīng)力作用下，煤、巖體發(fā)生破壞，并不拋出，只有片幫和錯(cuò)落現(xiàn)象，但產(chǎn)生明顯震動(dòng)，伴有巨大聲響，有時(shí)產(chǎn)生煤塵。較弱的礦震，也稱為“煤炮〞。 3)弱沖擊。煤或巖石向已采空間拋出，但破壞性不大，可能有大量瓦斯涌出。 4)強(qiáng)沖擊。局部煤或巖層急劇破碎，且向采空區(qū)拋出，出現(xiàn)支架折損、設(shè)備移動(dòng)、圍巖震動(dòng)，伴有巨大聲響，形成大量煤塵與產(chǎn)生沖擊波。3、根據(jù)震級(jí)強(qiáng)度和考慮拋出的煤量，可分為三級(jí)： 1)輕微沖擊(Ⅰ級(jí))。拋出煤量在10ｔ以下，震級(jí)在1級(jí)以下的沖擊礦壓。 2)中等沖擊(Ⅱ級(jí))。拋出煤量在10～50ｔ，震級(jí)在1～2級(jí)的沖擊礦壓。3)強(qiáng)烈沖擊(Ⅲ級(jí))。拋出煤量在50ｔ以上，震級(jí)在2級(jí)以上的沖擊礦壓。4、根據(jù)發(fā)生的地點(diǎn)和位置沖擊礦壓可分為兩大類： 1)煤體沖擊。發(fā)生在煤體內(nèi)，根據(jù)沖擊深度和強(qiáng)度又分為外表、淺部和深部沖擊。 2)圍巖沖擊。發(fā)生在頂?shù)装鍘r層內(nèi)，根據(jù)位置有頂板沖擊和底板沖擊。<二>、沖擊礦壓的成因和機(jī)理

目前對(duì)沖擊礦壓機(jī)理的認(rèn)識(shí)可主要概括為：強(qiáng)度理論;能量理論;沖擊傾向理論<三>、沖擊礦壓的防治措施

根據(jù)發(fā)生沖擊礦壓的成因和機(jī)理，防治措施的根本原理有兩方面：一是降低應(yīng)力(能量)的集中程度；二是改變煤巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，以減弱積聚彈性能的能力和釋放速度。1．降低應(yīng)力的集中程度 <1>開(kāi)采具有沖擊傾向的煤層群時(shí)開(kāi)拓布置應(yīng)有利于開(kāi)采保護(hù)層。如下圖圖2－11超前開(kāi)采保護(hù)層1–危險(xiǎn)層；2–保護(hù)層；3–保護(hù)區(qū)(卸載區(qū))，4–載荷恢復(fù)區(qū)<2>劃分井田或采區(qū)時(shí)，應(yīng)保證合理地開(kāi)采，防止形成應(yīng)力集中的煤柱和不規(guī)那么的井巷幾何形狀。<3>應(yīng)盡量采用長(zhǎng)壁工作面開(kāi)采法。<4>防止在應(yīng)力集中區(qū)布置巷道。<5>防止相向開(kāi)采、形成應(yīng)力疊加。如下圖：圖2–12采掘順序?qū)袘?yīng)力分布的影響a–工作面相向推進(jìn)；b–巷道穿過(guò)煤柱<6>防止形成四面、三面、兩面采空的島形煤，盡量少留煤柱，以解決應(yīng)力疊加的問(wèn)題。如下圖：圖2–13煤柱上集中應(yīng)力分布及對(duì)下層的影響a–三面采空(半島)狀態(tài)；b–煤柱支承壓力對(duì)下層的影響<7>在開(kāi)采有傾向煤層時(shí)，應(yīng)盡量將根本巷道布置于巖層中。<8>煤層群開(kāi)采時(shí)，上、下煤層的工作面應(yīng)有合理的錯(cuò)距，防止形成應(yīng)力疊加。<9>應(yīng)優(yōu)先采用全部垮落法式的頂板管理方式。

2．改變煤層的物理力學(xué)性能及頂板預(yù)處理 <1>頂板注水。有些巖層遇水易軟化，如：粘土頁(yè)巖，長(zhǎng)石，礫巖。注水后，巖石由脆性向塑性轉(zhuǎn)化，從而促其早變形或垮落，集中應(yīng)力就會(huì)得到釋放，這就是頂板注水治理沖擊地壓的根本原理。<2>頂板松動(dòng)爆破。這種方法適用于堅(jiān)硬厚層整體性頂板。松動(dòng)爆破后，頂板內(nèi)形成不同程度的破裂，失去完整性。消除應(yīng)力集中，減弱或消除了沖擊傾向。<3>煤體預(yù)處理：即是煤體注水。根據(jù)沖擊地壓機(jī)理的沖擊傾向和能力準(zhǔn)那么，煤層注水使采掘工作前，向有潛在沖擊危險(xiǎn)的煤體進(jìn)行較低壓力和較長(zhǎng)時(shí)間的注水，改變煤體的物理、力學(xué)性質(zhì)，減弱或消除沖擊能力。

思考題：1．什么是初次垮落、初次來(lái)壓與周期來(lái)壓？要注意哪些問(wèn)題？2．試述回采工作面周圍應(yīng)力分布特點(diǎn)及規(guī)律。3．試分析支承壓力在煤層底板中的分布特點(diǎn)。4．采區(qū)平巷與斜巷的礦壓顯現(xiàn)有什么規(guī)律？5．什么是沖擊礦壓？如何分類？6．試述沖擊礦壓的機(jī)理。7．沖擊礦壓的防治措施有哪些？

第三局部

頂板事故的防治與搶險(xiǎn)救災(zāi)

一、采場(chǎng)頂板事故的致因及防治〔一〕頂板事故的分類采場(chǎng)頂板事故按力源可分為壓垮型、漏冒型、推垮型冒頂三大類。1.壓垮型冒頂是由垂直層面方向的頂板力壓壞采場(chǎng)支架而導(dǎo)致的冒頂，又分為：①老頂來(lái)壓時(shí)壓垮型冒頂②厚層難冒頂板大面積冒頂③直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂2.漏垮型冒頂

是因破碎頂板沒(méi)有得到有效的防護(hù)而冒落導(dǎo)致的冒頂，又分為：①大面積漏垮型冒頂②局部漏冒型冒頂③工作面上下出口的局部冒頂④放頂線及其附近的局部冒頂⑤地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂3.推垮型冒頂

是由于平行于層面方向的頂板力推倒支架而導(dǎo)致的冒頂，又分為：①?gòu)?fù)合頂板推垮型冒頂②金屬網(wǎng)下推垮型冒頂③大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂④采空區(qū)冒矸沖入采場(chǎng)的推垮型冒頂⑤此外，還可能出現(xiàn)綜合類型冒頂。煤礦中習(xí)慣把采場(chǎng)冒頂分為兩大類：1.局部冒頂指范圍不大，傷亡人數(shù)不多〔每次1～2人〕的冒頂，可分為：①靠近煤壁附近的局部冒頂②放頂線附近的局部冒頂③上下出口的局部冒頂④地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂2.大型冒頂指范圍較大，傷亡人數(shù)較多〔每次3人以上〕的冒頂，可分為：①兩端來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂②厚層難冒落大面積冒頂③直接導(dǎo)致的壓垮型冒頂④大面積漏垮型冒頂⑤復(fù)合頂板推垮型冒頂⑥金屬網(wǎng)下推垮型冒頂⑦大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂〔二〕各種頂板事故的原因分析及勘察1.靠近煤壁附近的局部冒頂①原因分析節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖石強(qiáng)度低支護(hù)質(zhì)量差，支撐力缺乏造成離層炮采時(shí)，裝藥量過(guò)多，放頂崩倒支架，頂板失控老頂來(lái)壓時(shí)，煤壁附近直接頂破碎新暴露的頂板沒(méi)有及時(shí)支護(hù)綜采時(shí)，端面距過(guò)大圖3-3短頂梁與根本頂梁配合情況圖3-1正懸臂交錯(cuò)頂梁支護(hù)圖3-2錯(cuò)梁直線柱支架布置1-臨時(shí)柱；2-正式柱②案例分析1③防治與勘察2.上下出口局部冒頂①原因分析此處為應(yīng)力疊加區(qū)域，頂板完整性可能遭到破壞換棚時(shí)，破碎頂板冒落移機(jī)頭機(jī)尾，交換抬棚，破碎頂板冒落老頂來(lái)壓時(shí)，支柱側(cè)向力缺乏，推倒支架造成的局部冒落老頂來(lái)壓時(shí)，壓壞局部支柱，導(dǎo)致的局部冒頂

②案例分析2

③防治與勘察及時(shí)架設(shè)有足夠支撐力和可縮性的支柱支護(hù)糸統(tǒng)必須具有一定的側(cè)向力換棚時(shí)，要模清頂板情況，采取必要的措施3.放頂線附近的局部冒頂①原因分析回柱方式不合理，先回“吃勁〞柱子，引起周圍破碎頂板的冒落頂板存在由斷層、裂隙、層理等切割而成的大塊游離巖塊時(shí)，回柱后游離巖塊推倒支架，導(dǎo)致冒頂。如圖3－4所示在金屬網(wǎng)假頂下回柱放頂時(shí)，如果網(wǎng)上有大塊游離巖，也會(huì)發(fā)生因游巖塊旋轉(zhuǎn)而推倒支架的局部冒頂圖3-4頂板中游離巖塊旋轉(zhuǎn)推倒支架②防治與勘察采用正確的回柱方法，防止頂板壓力向局部支柱集中而造成回柱的困難假設(shè)工作面使用木支柱，可直接用鉸車遠(yuǎn)距離回柱加強(qiáng)地質(zhì)工作，記載大巖塊的位置與尺寸在大巖塊下用木垛等加強(qiáng)支護(hù)當(dāng)大巖塊尺寸超過(guò)一次放頂步距時(shí)，在大巖塊下延長(zhǎng)控頂距③案例分析34.地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂

①原因分析工作面與斷層垂直或斜交在頂板活動(dòng)過(guò)程中，斷層附近的破斷巖塊順斷面下滑，推倒工作面支架局部冒頂②防治與勘察斷層破壞帶在工作面出現(xiàn)后，加強(qiáng)支護(hù)，背好背板在放頂線處，斷層兩側(cè)架好木垛，加強(qiáng)支護(hù)迎著巖塊可能滑下的方向支設(shè)戧棚或戧柱③案例分析45.復(fù)合頂板推垮型冒頂復(fù)合頂板是指離層性頂板，由下軟上硬的巖層構(gòu)成。這類事故在開(kāi)灤、淮北、淮南、徐州、銅川、鶴崗、舒蘭、石咀山及貴州等。①冒頂特點(diǎn)頂板壓力不大，支架無(wú)變形，無(wú)折損多數(shù)情況下，直接頂已沿煤壁斷裂冒頂后，支柱多數(shù)沿煤層向下傾倒多數(shù)情況下，發(fā)生在回柱放頂過(guò)程②冒頂機(jī)理離層巖層下沉?xí)r，軟快硬慢，兩層別離斷裂形成六面體，假設(shè)周圍失去約束，連同單體支柱形成不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如圖3-5所示冒落借助煤層傾角，六面體靠自重，巖塊的下推力大于阻力，導(dǎo)致推垮型冒落圖3-5下位軟巖層離層斷裂③冒頂?shù)攸c(diǎn)開(kāi)切眼附近地質(zhì)破壞帶附近舊巷附近掘進(jìn)破壞復(fù)合頂板的地點(diǎn)傾角大的地段頂板巖層含水的地段局部冒頂區(qū)附近尖滅構(gòu)造地段④案例分析5⑤防治與勘察掘進(jìn)上下順槽時(shí)，不破壞復(fù)合頂板應(yīng)用偽傾斜工作面，以增加阻力控制采高，使軟巖冒落后超過(guò)采高，增加六面體下推的阻力采用整體支架，用拉鉤聯(lián)接器把每排支柱連起來(lái)，與鉸接頂梁十字交叉，形成整體結(jié)構(gòu)，如圖3-6所示。圖3-6拉鉤式連接器金屬支柱；2-拉鉤式連接器利用戧棚、戧柱加強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)布置樹(shù)脂錨桿，將開(kāi)切眼附近和控頂區(qū)內(nèi)的軟硬巖層錨在一起，防止冒頂6.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂

①冒頂特點(diǎn)發(fā)生在初次放頂前后及回柱時(shí)推垮前支柱受力一般不大推垮時(shí)，支柱無(wú)折損推垮速度快，人力無(wú)法抵抗煤層傾角一般在20°以上發(fā)生支護(hù)方式一般為單體金屬磨擦支柱②冒頂機(jī)理由于支護(hù)失效，首先形成網(wǎng)兜由于支柱初撐力小，剛度小，在碎塊壓力下，支架失穩(wěn)。如圖3-7所示。圖3-7金屬網(wǎng)假頂下推垮型冒頂過(guò)程③案例分析6④防治與勘察提高初撐力及剛度，增加穩(wěn)定性在二分層及以下分層開(kāi)采時(shí)，用內(nèi)錯(cuò)式布置開(kāi)切眼，防止網(wǎng)下碎矸之上存在空隙用“整體支架〞增加支架的穩(wěn)定性初次放頂，要把金屬網(wǎng)下放到底板7.大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂

①冒頂特點(diǎn)發(fā)生在回柱時(shí)或放頂后游離巖塊的重力與支反力不在同一條作用線上，重力大于支反力，且重力靠老塘側(cè)一般將支柱推向煤壁②冒頂機(jī)理頂板由斷層、裂隙、層理或薄弱巖層切割成游離大巖塊大巖塊形成旋轉(zhuǎn)力矩，將支柱推倒③案例分析7④防治與勘察正確判斷游離巖塊的范圍對(duì)游離巖塊加強(qiáng)支護(hù)待游離巖塊全部處于采空區(qū)時(shí)，再用回柱絞車8.壓垮型冒頂①頂板條件直接頂較薄，厚度小于采高2～3倍直接之上的老頂分層厚度小于5～6米②冒頂前兆壓垮型冒頂事故是在老頂來(lái)壓時(shí)發(fā)生，因此壓垮型冒頂是老頂來(lái)壓時(shí)的征兆，順序?yàn)椋好罕谄瑤晚敯逑鲁了俣燃眲≡黾又еd荷急劇增大靠煤幫頂板掉喳靠煤幫頂板斷裂摩擦柱放炮③冒頂類型老頂斷裂下沉,圖3-8壓垮型冒頂類型之一、之二老頂臺(tái)階下沉,如圖3-8所示圖3-8壓垮型冒頂類型之一、之二④案例分析8⑤防治與勘察加強(qiáng)地質(zhì)工作，摸清直接頂與老頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和力學(xué)特性進(jìn)行常規(guī)礦壓觀測(cè)，準(zhǔn)確掌握來(lái)壓步距，加強(qiáng)來(lái)壓預(yù)報(bào)合理選擇支護(hù)方式，合理設(shè)計(jì)工作面支護(hù)強(qiáng)度，特別對(duì)末排支柱要加大支護(hù)強(qiáng)度遇到平行于工作面的斷層，要加強(qiáng)維護(hù)，不得正常回柱，待斷層進(jìn)入采空區(qū)后再回柱9.大面積冒頂①冒頂原因煤層之上是厚而堅(jiān)硬的砂巖，常常大面積懸而不冒，老頂來(lái)壓步距達(dá)50～70ｍ，甚至更大。當(dāng)自身強(qiáng)度承受不了自重和上位巖層重量時(shí)，即彎曲應(yīng)力超過(guò)了極限強(qiáng)度時(shí)，出現(xiàn)斷裂及垮落?；夭蛇^(guò)程中遇到較發(fā)育的原生裂隙或斷層，也會(huì)導(dǎo)致冒落②預(yù)兆頂板斷裂聲響的頻率和音響增大有明顯片幫現(xiàn)象底板有可能出現(xiàn)底鼓巷道超前壓力明顯支柱載荷和頂板下沉速度明顯增大有時(shí)采空區(qū)頂板發(fā)生裂縫和淋水加大③案例分析9④防治與勘察頂板高壓注水，周期來(lái)壓步距減少60～70％，如圖3-9所示圖3-9頂板注水鉆孔布置方式及其參數(shù)a-四老溝礦8205工作面頂板注水鉆孔的布置方式b-云崗礦8305工作面頂板注水鉆孔的布置方式強(qiáng)制放頂循環(huán)式淺孔放頂〔每1-2個(gè)循環(huán)，打一排鉆孔〕步距式深孔放頂〔周期來(lái)壓前，沿工作面向頂板打鉆孔〕，如圖3-10所示圖3-10“步距式〞深孔放頂超前深孔松動(dòng)爆破〔在上下順槽，向頂板打深孔〕如圖3-11所示圖3-11超前深孔松動(dòng)爆破地面深孔放頂〔地面打鉆到放頂位置而后爆破〕二、巷道頂板事故的致因及防治〔一〕巷道頂板事故的分類1.掘進(jìn)工作面冒頂事故2.巷道交岔處的冒頂事故〔二〕掘進(jìn)工作面的冒頂事故的原因及防治①冒頂原因掘進(jìn)破巖后，頂部巖石與巖體失去聯(lián)系，假設(shè)支護(hù)不及時(shí)，隨時(shí)可能冒落；已支護(hù)的頂部巖石，假設(shè)支護(hù)失敗，可能造成冒落。②案例分析11③防治與勘察根椐巖性，控制空頂距，當(dāng)遇到破碎帶或?qū)永?、裂隙發(fā)育時(shí)，應(yīng)緊跟掘進(jìn)支護(hù)；嚴(yán)格敲幫問(wèn)頂制度，危石必須挑下，無(wú)法挑下時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支撐措施，嚴(yán)禁空頂作業(yè)；在破碎帶掘進(jìn)巷道，要縮小支護(hù)棚距，用拉條將棚子連成一體，防止推跨；對(duì)破碎帶有時(shí)可超前注速凝劑，固化巖體；掘進(jìn)頭有空頂區(qū)和破碎帶必須背嚴(yán)結(jié)實(shí)，必要時(shí)要掛網(wǎng)防止漏空；炮眼布置及裝藥量必須與巖石性質(zhì)、支架和掘進(jìn)頭距離相適應(yīng)，防止放炮崩倒棚子；錨桿支護(hù)注意眼深和錨桿密度，必要時(shí)錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)〔三〕巷道交岔處頂板事故的原因與防治①冒頂原因交岔處斷面大，巖層松動(dòng)范圍大，巷道壓力大，可發(fā)生冒頂；交岔處支護(hù)復(fù)雜，有兩巷支架，有抬棚，支架穩(wěn)定性要求高，強(qiáng)度大，支護(hù)質(zhì)量不好可發(fā)生冒頂。②案例分析12③防治與勘察開(kāi)岔口應(yīng)選擇巖性較好的位置嚴(yán)格操作規(guī)程，先支抬棚，后撤除原棚注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強(qiáng)度當(dāng)開(kāi)口處圍巖夾角被壓壞，應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)和穩(wěn)定措施三、頂板事故的搶險(xiǎn)救災(zāi)〔一〕頂板事故的特點(diǎn)1．突發(fā)性2．災(zāi)難性3．破壞性4．繼發(fā)性〔二〕頂板事故的處理原那么〔1〕工作面冒落范圍較小，矸石塊度小，比較破碎，并且繼續(xù)下落，矸石扒一點(diǎn)、漏一些時(shí)。救護(hù)人員可采用撞楔法處理，控制住頂板?！?〕如果底板是巖石，掏不動(dòng)，遇險(xiǎn)者位置在金屬網(wǎng)或荊條假頂下面時(shí)，可沿煤壁掏小洞尋找遇險(xiǎn)人員。〔3〕如果工作面兩頭冒落，把人堵在中間，采用掏小洞和撞楔法穿不過(guò)去，可采用另開(kāi)巷道的方法，繞過(guò)冒落區(qū)或危險(xiǎn)區(qū)將遇險(xiǎn)人員救出。1)冒頂發(fā)生在工作面機(jī)尾圖3－12開(kāi)補(bǔ)巷法2)冒頂發(fā)生在工作面的機(jī)頭圖3－13機(jī)頭冒頂開(kāi)補(bǔ)巷繞過(guò)3)冒頂發(fā)生在工作面的中部圖3－14中部冒頂重掘開(kāi)切眼方法〔4〕頂板冒落范圍不大時(shí)；如果遇險(xiǎn)人員被大塊矸石壓住，可采用千斤頂?shù)裙ぞ甙汛髩K巖石頂起，將人迅速救出。〔5〕獨(dú)頭掘進(jìn)巷道發(fā)生冒頂事故將人員壓住或堵住，可參照以上方法搶救遇險(xiǎn)人員。當(dāng)冒頂事故發(fā)生在掘進(jìn)工作面，處理垮落巷道的方法有：木垛法、搭涼棚法，撞楔法、打繞道法等。1〕木垛法這是處理垮落巷道的常用方法，一般又分為“井〞字木垛和“井"字木垛與小棚結(jié)合處理法兩種。圖3－15木垛法①“井〞字木垛法圖3－16“井〞字木垛法②“井〞字木垛和小棚結(jié)合法圖3－17垮落巷道處理法2〕搭涼棚法：圖3—18涼棚法

3〕撞楔法：圖3—19撞楔法

4〕打繞道法〔6〕如果遇險(xiǎn)者位置靠近放頂區(qū)時(shí)，可采用沿放頂區(qū)由外向里掏小洞，架設(shè)梯形棚子，用木板背頂，或邊支護(hù)邊掏洞，把遇險(xiǎn)人員救出。〔7〕工作面冒落范圍很大時(shí)，遇險(xiǎn)者的位置在冒落工作面的中間，采用掏小洞和撞楔法處理時(shí)間長(zhǎng)，不平安，可沿煤層重開(kāi)開(kāi)切限的方法處理。新開(kāi)切眼與原工作面距離一般為3m～5m左右，邊支護(hù)邊掘進(jìn)。也可以沿煤壁用掏洞法處理，但靠冒落區(qū)的一幫必須用木板背好，防止漏矸石。整巷法。冒頂范圍不超過(guò)15