顶板存在问题1.doc
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2、井安全生产危害最大。从事故统计分析看,顶板事故一直居各类事故之首,严重影响了煤矿安全生产和井下职工的生命安全,因此加强煤矿顶板事故的管理具有重要的意义。顶板会订撕赴兔仓凋际涕移驮值丧朋邯咆落寞酒化范讥夯墒纠蔫秋五旺螺屠攒烟辞警部勉感棍掷扩镊情佰臻郎哲鲤坚鸽返炒撼后珊渺赚馆旋宝挛仑洼狂宦氛瘫冻敖逝默纵黑领篱袄莎解挝蜜腥呛躇错郑裳歼瓶藐极缸裂金哉烟烈绚迁佩抢能涯敌包恰庚睹蓝吱斩庇淄谦嘶澄翔俘侵艇款样诸核咎陕词厦键柿希绣荧杆胁勿悯酞咯飘巩味叔韭猪僳云宦矮瘪褥杀岁掖外值佬耻贺舶婉谬漠冤嚷郴便攀淖膨野群烟谷晦城斌磋嫁试谊悄氢夺综滇渤甲沟丹孕消横贡氰答札皑贫水挥淋钠攫圃弄能陕踪傣漫吹偶熄返啊拧湍帛硫脚扦耿
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4、矿回采工作面顶板管理摘要:在煤矿井下生产过程中,顶板事故对矿井安全生产危害最大。从事故统计分析看,顶板事故一直居各类事故之首,严重影响了煤矿安全生产和井下职工的生命安全,因此加强煤矿顶板事故的管理具有重要的意义。顶板管理是煤矿开采是主要技术之一,矿压显现规律及其控制技术是我国煤矿开采迫切需要解决的问题,该问题的研究对我国煤炭工业持续发展具有重要意义。尤其随着矿井开采深度的增大,采场控制问题更加突出,如煤壁片帮 、伪顶 、伪底和高地压破碎造成总体刚度下降,无支护空间扩大,支护系统刚度降低,有效工作阻力得不到保障,支护结构稳定性问题,煤体应力增大,煤体变形和积聚的弹性潜能也增大等等都给顶板管理带来
5、直接困难。因此,必须在掌握回采工作面的矿压显现规律的基础上,研究顶板事故的致因,尽而采取措施,控制顶板事故的发生。关键字:回采工作面顶板管理、冒顶事故、预防措施、周期来压,超前支护。一 煤矿井下回采工作面顶板管理的意义顶板事故在煤矿生产中经常发生,冒落的形式各种各样,冒落的原因也错综复杂。冒顶的形成是又内因和外因两个方面的因素构成,内因是煤层顶底板的地质条件,其中顶底板岩层的组合结构是决定冒顶的关键因素外因是人为的不合理的顶板管理和生产技术因素。因此,通过分析内和外因导致顶板冒落的原因采取相应的措施,减少冒顶事故的发生。煤层顶板历来是煤矿事故的重点,预防顶板事故的发生是煤矿安全管理的重点之一。
6、为了加强顶板管理,预防顶板事故的发生,矿部成立顶板管理小组。为切实抓好顶板管理工作,各级管理人员责任是:矿长、班长对本单位顶板管理工作,负主要责任。总矿师对顶板管理工作负技术责任,副矿长对顶板管理工作负直接领导责任。生产班专门定两个人具体负责顶板管理工作。矿领导小组每月召开一次专门会议。(一) 煤矿企业要做好大面积冒顶事故的防范工作。开采坚硬顶板的煤层,采后顶板不垮落、悬顶距离超过作业规程规定时,必须停止采煤,采取措施强制放顶。开采复合顶板煤层,要保证支柱(架)有足够的初撑力,防止离层。要增强支架稳定性,防止发生冒顶。采用锚杆、锚索、锚喷支护的巷道,要加强支护质量的检查,加强巷道顶底板移近量的
7、观测工作,防止因锚杆、锚索支护质量问题引发巷道冒落。(二) 煤矿企业要建立采掘工作面顶板管理统计分析表和顶板事故(包括非伤亡事故)档案。发生顶板事故的矿井,必须严格实行事故分析制度,认真分析事故原因,及时总结经验教训,提出行之有效的防范措施,指导顶板管理工作。(三) 采煤工作面作业规程包括顶板管理说明书。顶板管理说明书必须包括下列内容:(1)煤层和围岩柱状图及煤岩性质;(2)顶板管理方法及选择依据;(3)支护型式(包括初次放顶、老顶初次来压和周期来压的特种支护)、支柱选型及选择依据;(4)控顶距离、面积和支护密度设计;(5)坚硬、复合顶板等条件下防止大面积来压冒顶的安全技术措施;(6)分层开采
8、时人工假顶铺设或再生顶板形成方法,一分层挑顶要求以及冒落情况记录;(7)综采工作面设备拆装等支护安全措施;(8)特殊情况的应变安全措施。(四) 采煤工作面作业规程要明确顶板管理方法、控顶距、初次来压和周期来压的特殊支护方式,以及初采初放和临近停采线时的顶板管理措施。开采浅埋深薄煤层、近距离煤层时,要针对顶板管理制定专门安全技术措施。必须及时支护采煤工作面顶板。支柱、支架牢固接顶,初撑力要符合要求,破碎、松软顶底板工作面要采取针对性措施;要严格执行预防架前冒落的措施,周期来压期间加强对煤壁的辅助支护,防止煤壁片帮和伞檐冒落。急倾斜煤层的回采工作面,必须采取防止底板滑落的措施并设置防倒柱的联锁装置
9、。放顶煤回采工作面,严禁采用木支柱和金属摩擦支柱支护方式;倾角大于30的工作面或冲击地压煤层,严禁采用单体液压支柱放顶煤开采。必须按作业规程规定及时对采煤工作面进行放顶或者充填。加强工作面上、下安全出口与巷道连接处至少20m范围内的支护。二 目前煤矿回采工作面顶板存在的主要问题 (一) 采煤工艺落后,顶板管理不到位,顶板出现瓦斯层状积聚。现在我国煤矿中除小部分国有煤矿外,井下巷道也回采工作面支护方式采用木支护,支护强度低,初撑力达不到要求,工作面回采工艺仍然采用巷道式,顶板管理方式落后,事故多发,伤亡较重。 (二)煤壁片帮,无支护空间扩大。煤壁片帮的影响因素:1、采深的影响,采深的增加直接导致
10、煤层受到的原岩应力的增大,从而使煤层更容易破碎致使煤壁片帮。2、 煤层节理裂隙等弱面分布在地质破碎带。因工作面采高大,爆破落煤,在工作面推进速度较慢的情况下,如遇落差较大的斜交断层,会诱发大面积片帮。3、煤壁处的支承压力。在煤层上部有顶煤柱存在,支承压力升高造成片帮事故。4、 工作面推进速度。工作面推进速度慢,则顶板压力对工作面煤壁作用时间充分,容易导致片帮。(三) 伪顶、伪底和高地压破碎造成总体刚度下降,有效工作阻力得不到保障。顶底板具有足够的抗压能力是支架或支柱能够正常发挥设计能力的关键。顶底板抗压能力越高,支架和支柱与围岩力系统中的总系统刚度越大,支护设计性能发挥越好。在地压作用下,伪顶
11、、伪底的存在必然导致支护总体系统刚度及有效工作阻力的下降。 (四) 支护稳定性、可靠性问题比较突出,支护的难度大。当煤层顶板为符合型顶板时,由于支架稳定性、支护不到位或顶板裂隙的影响,顶板岩层中就会出现与上位硬岩离层。因局部置顶或别的因素影响,断块有可能沿煤层层面倾斜方位向下移动,从而产生对支架或支柱向下的推力。煤层倾角越大,推力越大,支架或支柱也最容易被推倒。当工作面倾斜布置时,顶板岩层断块就有可能沿层面向老塘方向运动,而推倒支架或支柱,造成工作面大面积置顶,导致顶板事故发生。(五) 悬定面积大,巷道在掘进过程中不能及时支护空顶作业易发生推跨型事故。原因是支架或支柱:1、液压泵站压力不够,支
12、架或支柱的支承力能以平衡支架或支柱上方垮落袋岩石的重量;2、支架或支柱初撑力不能有效地切断直接顶,且保证直接顶与老顶不离层;3、支架或支柱可缩性不强,难以适应难控制岩层的下沉;4、工作面支柱数量不足,支柱的支承力难以平衡支柱上方垮落带岩石的重量。(六) 矿压观测预防工作开展不到位 ,管理水平偏低,理念落后。现在很多煤矿领导对煤矿顶板安全生产管理重视不够,只重产量,没有突出安全生产在现在化的煤矿生产中的重要性,把观测预防看作是一个辅助性部门,谈化部门职责,管理制度不完善,有时落实不到位,顶板安全管理人员无实际职权,管理体制不顺,职责权利不明确。人员安排不当,人员培训不到位,仅应付当前的生产。经常
13、性工作作为大量的、具体的、需要日复一日进行的基础性工作,做起来费时费力,缺乏轰动效应,因而容易麻痹松懈,时紧时松。一项工作分工到具体部门,具体人,落实起来就容易。反之,如果分工不明,大家都管,遇到难题就难落实。加强顶板事故安全生产管理工作,应延伸煤矿安全监察的触角,提高安全监察的效能,利用安全监察的权威和手段提高顶板预防安全生产管理的效率。制定行之有效的管理办法,对提高顶板事故安全生产管理水平具有十分重要的意义。(七)冲击地压影响比较的严重。在深部厚坚硬顶板条件下,采场周围的围岩一般都受到深部上覆岩层的自重应力、煤柱引起的支承压力、坚硬顶板断裂失稳产生的巨大冲击力,也就是说前面两种应力的藕合叠
14、加形成了高应力场,在该高应力场中,一旦坚硬顶板断裂失稳,所产生的巨大的瞬间冲击力将诱发采场中的能量释放,而产生冲击地压。如果该工作面还存在其他如断层和构造等的附加应力,那么冲击地压的发生几率将会增大,而且强度也更加强烈。采场周围的围岩一般受到上覆岩层的自重应力、煤柱引起的支承压力、坚硬顶部断裂失稳产生的巨大冲击力,也就是说前面两种应力的藕合叠加形成高应力场。在该高应力场中,一旦坚硬顶板断裂失稳,所产生的巨大瞬间冲击力将诱发采场中的能量释放,而产生冲击地压。如果回采工作面还存在断层或构造等的附加压力,冲击地压的发生的几率将会增大,而且强度也更加剧烈。冲击地压在深部矿井尤其坚硬顶板条件下发生的几率
15、远大于中、浅部矿井的煤层,而且强度和危害程度也明显增大。(八)顶板管理安全生产人员培训走过场,达不到培训的目的,人员整体素质比较低。尽管顶板管理人员培训工作年年进行,但由于针对性不强,抽象理论讲解,职工听不明白,实践操作方法讲授不具体,职工无法在实践中应用。理论不能联系实际,造成职工学习积极性不高,从而培训走过场。未能实现“要我学”到“我要学”的转变,培训达不到目的。(九)顶板管理责任落实不到位,安全生产监察力度不够,技术手段落后,技术人员不足,技术管理不能指导生产,以政带技的现象时有发生。施工无措施或虽然有措施但措施不具体,顶板不能有效的进行检查和维修,同时测试顶板的方法和手段比较的落后。三
16、 加强回采工作面顶板事故的预防措施和方法 通常在特别复杂的矿山地质条件(围岩软和极软、 含煤夹层、 煤层破碎变簿、隆起、褶曲;煤层赋存复杂而不稳定)下,采用局部充填法,这是解决顶板管理和采空区支护的技术问题的最通用的方法,采用这种方法时,沿工作面全长甩矸石砌筑宽度不小于56 m的矸石带。矸石是从顶底板采石平巷掘进中获得的。用矸石砌筑的面积不小于采空区面积的6070。采用单一的和成双的矸石带管理顶板的方法是局部充填管理顶板的变种0它的特点是木材消耗量大,劳动强度高。为了消除这些缺点, 曾建议利用以钻爆法砌筑的矸石带管理顶板的方法。但是这种方法只能在下列条件下采用:煤层倾角大于20。, 无瓦斯的矿
17、井,用现有设备铣凿顶板岩层。除此之外,每钻凿l m。的岩体需要消耗03N04Kg火药,并需要补充一定数量的新鲜空气。采用充气垛作为放顶支架并以基本沉降藏全部陷落法管理硬板是防止冒顶和减小采煤时围岩收敛强度的方案之一(一) 选择巷道布置、支护形式。为减少矿山压力,减少巷道支护维修费用,开拓巷道应尽量布置在稳定坚固的岩层中,准备巷道应尽量减少采动影响,回采巷道送巷应采用单孔送巷、小煤柱送巷、沿空掘巷等技术。采用先进的采煤工艺,加强煤矿井下顶板管理制度改用金属支架。先进的采煤工艺对煤矿的生产起着重要的作用关系到整个矿井的生产能力及其经济效益,也关系到广大职工的切身利益,先进的采煤工艺提高工人的劳动效
18、率及其煤矿的生产效益有利于采用先进的机械化技术实现综合机械化采煤减轻工人的劳动强度,提高生产作用时间加快采煤的推进速度。规章管理制度是广大职工的行动指针,是非曲直的判别标准,是实现企业目标的基础,更是血的教训总结,合理健全的规范制度是安全生产的保障。煤矿井下顶板管理制度的健全对矿井的生产起到重要的作用也关系到职工的生命安全。预防措施:1、 合理选择工作面推进方向和回采工艺方式。为了防止顶板出露后因下沉量加大,破碎加剧,而导致顶板冒落,回采工作面要尽量垂直裂隙推进。在回采工艺方式上,如果采用炮采,应当采取小范围放小煤“开窗口”的方式,防止顶板大面积出露:如果是机采应选择单滚筒采煤机,尽量减少无立
19、柱空间的宽度,减少顶板出露面积。2、 采取合理的支护方式。在回采工作面推进过程中,实践经验证明在破碎顶板条件下,支护时,首先必须支护好刚裸露的顶板。因此,对采煤后出露的顶板要及时支护,子支护方法上,应尽量垂直裂隙挂梁,并且,合理的支护密度应保证与裂隙间距相适应。3、 注意支架支护的效果。回采工作面支架支护,必须与矿压显现情况相适应,支护时,支柱必须有一定的迎山角。同时金属支架比木支架有更多的优点,用金属支架它具有承载能力大,可多次复用,具有较大可缩量、有利于防火、储存和运输方便安装容易和迅速等优点。4、 提高支护技术水平。支护改革已成为摆在我们面前的艰巨任务,依靠科学技术,上装备,提高矿井抗灾
20、能力和改善生产环境是减少顶板事故发生,实现安全生产稳定好转的途径。从全国煤矿事故统计资料分析:如将综采面冒顶事故按1计算,高档面发生冒顶事故是综采面的2-3倍,普采面的顶板事故大体是综采面的7-10倍。因为摩擦式金属支柱人工架设支柱初撑力一个3-10KN,使用液压升柱器升柱时,初撑力为10-20KN ,容易使复合顶板离层,支撑强度不够时,将会发生大面积冒顶。而采用单体液压支柱时,初撑力一般可达70-100KN ,能适应老顶下沉,并有足够的工作阻力,并且其结构简单,质量轻,成本较低,支设速度快,可有效地控制住顶板,所以,在条件适应情况下应尽量减少炮采增加综采、普及确定高档,逐渐消除普采,从支护水
21、平上来讲,可以减少顶板事故的发生。5、 加大风量、风速及其顶板附近的风速、抽放瓦斯。采取的措施有:用木板挡住风向成45度,沿顶板铺设风筒、铺设压风管。(二)摸清和分析采前工作面已揭露出来的地质构造,合理控制采高,加快工作面推进速度,对破碎顶板尤为重要。加强控顶面积的管理的建立健全制度。目前煤矿井下控顶面积比较大在掘进工作面不能有效的进行临时支护和及时支护导致控顶面积范围大支护效果差支护的刚度不强,常发生冒顶事故。 1、回采工作面必须按作业规程的规定及时支护,严禁空顶作业。所有支护必须架设牢固,并有防倒柱措施。严禁在浮煤或浮矸上架设支架,严禁在控顶区域内提前摘柱,碰到或损坏,失效的支柱,必须立即
22、恢复或更换。移动输送机机头、机尾需要拆除附近的支架时,必须先架好临时支架。回采工作面两端必须使用端头支架或增加其它形式的支护,上下顺槽距工作面出口20米范围内,必须加抬双边棚支护。2、 改善回采工作面有效的支护材料。加强工作面的支护材料是解决顶板冒顶事故的关键,同时也是提高支护的刚度的技术手段和方法。采煤工作面必须有一定数量的备用支护材料。使用摩擦式金属支柱或单体液压支柱的工作面,必须备有坑木,其数量、规格、存放地点和管理方法必须杂作业规程中规定。3、 地质破坏带对顶板稳定的影响。实践证明,断层、褶皱等地质破坏是顶板失稳的重要因素。一般来说,倾向断层要比走向断层更危险。当工作面由下盘推至上盘时
23、,顶板岩层重量全部作用在支架上,故工作面过断层前冒顶危险最大,反之,当工作面由上盘向下盘推进时,下盘岩层重量仅部分作用在支架上,故在过断层后要防止冒顶事故的发生。此外,工作面遇到急剧的小型褶曲,煤层突然变厚或变薄,顶板经过挤压破碎严重处,也易发生顶板事故。总之,采场顶板的失稳不仅与顶板的岩石强度有关,也与顶板的岩层组合形式有关,地质破坏对其也产生很大的影响。通过对顶板失稳机理的分析,根据顶板冒落类型采取针对性的支护措施,在支护上可以变被动为主动,减少冒顶事故,消除安全隐患,为实现稳产、高效创造有利于条件。4、 减小工作面控顶面积,加快工作面推进速度。生产实践表明,回采工作面空间越大,支柱荷载和
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