頂板災害性事故及其防治

劉國

[摘 要]本文針對頂板的局部冒頂事故，支護突然失效局部冒頂事故，空頂冒落沖擊局部冒頂事故，工作面上下端頭局部冒頂，大型冒頂事故等產生的原因和有效的防治措施進行了論述。

[關鍵詞]頂板 事故 防治

中圖分類號：X9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0037-01

頂板事故與水、火、瓦斯、煤塵并列，被稱為煤礦五大災害。一直是影響安全生產的主要因素。

據統計，在上世紀90年代以前，因頂板事故死亡人數占總死亡人數的45%以上，目前，雖然隨支護技術的進步有所降低，但仍占25%左右，給國家財產和人民生命安全帶來極大威脅。所以必須重視頂板災害事故，采取措施，杜絕隱患，實現安全生產。

局部冒頂事故的防治

一、鑲嵌型頂板局部冒頂事故的防治：

1. 結構：鍋底石、魚背石，局部煤頂

2. 產生原因：落煤后，無支護，在無支護區冒險作業，沒有前兆

3. 措施：

調查；選及時支護架型；不許在無支護區工作； 敲幫問頂； 嚴格架設質量、插嚴背實，補換支柱

二、支護突然失效局部冒頂事故的防治：

1. 產生原因： 支架內傷

2. 措施（1）支架無損（2）合理設計結構，使彎距較小

三、空頂冒落沖擊局部冒頂事故的防治：

1. 局部空頂（空洞）的形成：

（1）局部漏頂沒填實——糊頂，不充填空間加大

（2）頂板冒落抽空——α>30°頂碎，網上冒落抽空

（3）上分層大塊矸石參差冒落——最初穩定，下層開采翻滾

（4）上分層支架回收不凈——留有空間，下層開采易冒

（5）上分層冒落不充分——采空區四周形成（初采、上下端頭）

（6）分層頂板離層——下沉量加大，離層空間，再冒，形成沖

2. 防治冒頂措施：

（1）防止漏頂空頂：

超前支護——掏梁窩，提前掛梁，插嚴背實（圖一）

超前錨桿——頂碎時（圖二）

（2）封堵漏頂：打樁楔；泡沫封堵材料（圖三）

（3）處理空洞：

調查上分層位置、大小、標示

空洞較小時——點柱+木垛接頂（先加固空間周邊支架）

空洞較大時——3m以下打高柱支柱（先加固空間周邊支架），

在其下架設木垛（最后回收），

空洞再大則繞行開采

3. 空頂處回柱放頂措施：

（1）加大控頂距——上下周邊各5m不回，留安全空間（圖四）

（2）對空洞區周圍充填——超過邊界1.5～2.0m（圖五）

（3）空頂區“拉大網”回柱——嚴禁人員進老塘

四、工作面上下端頭局部冒頂：

1. 端頭礦壓顯現特點：

（1）上下順槽已產生較大變形和破壞——時間1-2年，1000mm

（2）上下順槽支護基本無初撐力，促使離層下沉

（3）支承壓力產生疊加，加劇對圍巖破壞作用

（4）面積大，煤巖體承載能力低，支架控頂負擔重

（5）端頭移溜改柱，支架多工作在初撐階段，阻力低，穩定性差，頂板下沉量大。

2. 端頭冒頂類型：

（1）推垮型冒頂——掘巷破壞、離層、漏頂、有空間

（2）端頭大面積懸頂壓跨型——頂硬、懸露、突冒

（3）移留時壓垮——回撤機頭機尾支架，支撐力降低、突冒

3. 防止端頭冒頂措施：

（1）十字頂梁支護

（2）端頭回梁八柱支護（倒移）

（3）提高支護強度為正常時的1.6倍（增支柱密度、特殊支架）

（4）局部錨桿一端頭支架混合支護

5）選用端頭支架

五、大型冒頂事故的防治

一、復合型頂板條件下的冒頂事故

1. 復合頂板巖性與結構：

下軟上硬層狀巖層

2. 礦壓特點：平時頂板壓力小，支架承載不大；離層后，形成不穩定結構，有橫向移動傾向； 支護失穩，推垮。 堅硬頂板放頂后，懸頂，斷裂，沖擊推垮。

3. 防治措施：

（1）合理布置工作面：

嚴禁爬山開采；嚴禁下順槽與工作面銳角相交——階梯形布置

2）減少對頂板破壞：

不得挑頂掘進；

切眼錨桿加固（錨桿+液柱）

3）安全控制：

提高初撐力；

初次放頂時，沿傾斜分段布置錨桿；

降低初步階段采高，充填、炮崩；（調整采高有一定限度）

復合頂薄時，挑頂開采；

增大控頂距。

2. 防治措施：

（1）調研頂分層冒落狀況，危險區標注；

（2）預防處理：煤壁深孔爆破（第一分層）；

（3）金屬網假頂控制：

1）盡可能延長分層開采間隔時間；

2）適當降低第二分層工作面初采高度；

3）適當加大控頂距——特殊情況下

； 4）及時處理網兜——放矸，托板；

5）上分層開采不扯網，及時補網。