(12)复合顶板“推垮型冒顶”浅析.ppt

复合顶板推垮型冒顶浅析,教案（十二）,复合顶板“推垮型”冒顶浅析所谓复合顶，系指具有“软、弱、薄”三大特点的顶板。所谓软系指岩性上，上硬下软，差异很大；所谓弱系指结构上，软硬岩层之间存在弱面，构成了复合关系；所谓薄系指下位软岩的总厚度较薄，冒落后不能充满采空区接上硬岩层。由于上述特点决定了在初次放顶期间，软硬岩层不能同步下沉，极易离层、极难管理、极易发生“推垮型”冒顶；因此复合顶板，是采面顶板管理的难点。,以下就复合顶板“推垮型”冒顶的相关问题谈几点浅见■推垮规律■推垮机理■推垮特点■推垮危害■防范措施,本教案重点论述◆复合顶板“推垮型”冒顶是怎样形成的﹖◆应如何避免﹖,一、推垮规律由于上述特点，决定了在采煤工作面■初次放顶期间■初次来压结束之后■周期来压结束之后的三个生产时段,尤其是在初次放顶期间，软硬岩层不能同步下沉，极易离层、极难管理、极易发生“推垮型”冒顶，这就是复合顶板“推垮型”冒顶的规律。因此说，初次放顶期间是“推垮型”冒顶的“多发期”，要严加防范。,二、推垮机理1．部分局、矿，复合顶，初次放顶期间发生较大“推垮型冒顶”事故，部分案例1972年某矿，采面摩、铰支护，初放推垮55m，死5人。1981年某矿，采面长23m,摩、铰支护，初放推垮18m，埋13人死7人。1981年某矿，采面摩、铰支护，初放推垮11m，埋12人死11人。1981年某矿，采面摩、铰支护，初放推垮37m，埋14人死13人。,由此可见，各事故单位有以下的不同情况（1）顶板岩性复合顶、“再生复合顶”、伪顶、金属网顶等。（2）支护形式摩铰、单铰都有；特殊支架也各不相同。（3）采面要素长的短的、高的矮的、倾角大的小的都有。（4）推进度装面的、撕帮的、推4m、5m、7m、8m的都有。（5）事故工序采煤、回柱、放炮、割煤等。,如何正确理解、分析和解决上述问题，无疑是生产矿井的重大课题。虽然各事故单位情况不同，我们应达成两点共识①俗话说“万事开头难”，而采面的初次放顶，是重大顶板事故的“多发期”，各级领导务必高度重视，切实抓好。②上述案例，虽然各自的地质条件、技术装备、采面要素、工序、事故造成的后果等各不相同，但却有其“共性的、内在的、真实的”原因，即顶板有大面积离层，支柱初撑力低、稳定性差、支架质量低劣。,2、推垮的原因与机理复合顶板推垮型冒顶事故的形成，原因往往是多方面的。现从表1中淮南谢二矿两起典型的同类推垮型冒顶案例的对比分析，看复合顶板推垮型冒顶事故形成的原因与机理（见表1）。,,,,同类推垮型冒顶事故比较表表11,,,同类推垮型冒顶事故比较表表1-2,,在分析“3.9”事故时，多数人认为特殊支架少，是发生“3.9”事故的主要原因，若能多装几个木垛，事故可能就会避免了。对3111b-2面初次放顶时，就片面接受了这一教训，把特殊支架增加到史无前例的程度（见表1），结果却发生了史无前例的推垮，教训极其沉痛。,笔者是“2.16”事故的幸存者，在现场连续指挥初次放顶和参与事故抢救长达20小时，目睹了一切。惨痛的教训使我深刻认识到，此类推垮绝不是单纯的支护强度问题，也不是所谓的几条技术管理问题，它有其本质的内在原因。,在分析“2.16”事故时，绝大多数人认为技术管理不善、违章作业，是发生“2.16”事故的根本原因，如切眼未跟芭内错距离近压茬时间短悬顶距离大不应当反采,这些原因似乎很有道理，但与“3.9”事故一比较就不难看出其片面性。“2.16”事故所谓的技术管理问题，在“3.9”事故中一条也不存在，如切眼跟芭、内错距离大、压茬时间长、也未反采等。更值得深思的是，为什么“3.9”事故未在违章超峒、悬顶距离大的地段推垮，而偏偏发生在悬顶距离小的按章作业的区域﹖,通过事故调查确认，两次典型的推垮型冒顶有其共同特点※事故点垮前都有大面积离层※“事故钩”都位于离层区下方※离层区全部垮完,离层为什么会导致推垮呢﹖因为离层顶板已失去了与老顶的依存和控制，呈自重状态存在于支架上，并时刻具有下滑趋势。由于其下方的顶板没有离层，对离层区的顶板形成了“相对支撑点”。阻碍了离层顶板的自重下滑，保持其暂时的、相对的平衡状态。一旦“相对支撑点”的支架被回掉，就会瞬间推垮。,“相对支撑点”对其上方“离层区”的支架和顶板存在着以下特殊关系■存在着“相对支撑”的特殊关系■存在着“同生死、共存亡”的特殊关系■存在着“牵一发动全身”的特殊关系■存在着“一支不动、百支不摇，动了一支、百支倾倒”的特殊关系。,这就是说形成推垮的三个“充要条件”是※顶板有大面积离层；※支柱初撑力低，稳定性差；※煤层有一定倾角。一旦三个条件同时具备，离层顶板自重形成的“下滑力”大于对其的“合阻力”时，就会在瞬间推垮，这就是复合顶板“推垮型”冒顶的机理。,换言之■顶板有大面积离层，支柱初撑力低稳定性差是发生推垮的“根本原因”；■离层顶板的自重下滑，是导致推垮的“唯一动力”；■老顶“不参与”推垮。,三、“推垮”特点可概括为，“三无、一快、正向倾”■垮前采场无明显压力。■垮前大都无明显预兆。■垮后上位硬岩大面积悬露，但采场仍无明显压力。■垮时时间短、速度快、面积大、来势猛。■支架无折损现象大都沿正倾斜方向倾倒。推垮大都在活动顶板的工序如回柱、放炮、割煤等发生。,四、推垮危害由于垮前没有明显预兆，垮时时间短、速度快、面积大、来势猛，因而防不胜防，往往来不及撤人，可能会导致多人伤亡事故。危害极大，应严加防范。,五、防治措施理论与实践告诉我们，对“复合顶板”防治的主要任务是防止下位软岩离层、控制“推垮”。其支护设计的指导原则是“支、护”兼顾，以提高“初撑力”为主，单体液压支柱应中定位布置。只要采煤工作面工程质量优良，支柱“初撑力”达到或超过“理论公式”或“经验公式”的要求，就可把复合顶板的下位软岩支牢、贴紧，杜绝推垮。,其防治措施，可概括为清、防、严、保四个字清一是要弄清煤层赋存条件、顶底板岩性。二是对复合顶推垮的机理、规律、防范措施要清楚。防防止“下位软岩”离层。,严严格“精细化”管理；严格工程质量；严格规章制度；严格按章作业。保要强化矿压监控，确保支柱的“初撑力”达到或超过“理论公式”或“经验公式”的要求，这样就可把复合顶板的下位软岩支牢、贴紧，杜绝推垮。,对复合顶板“推垮型”冒顶的防治，必须牢固树立以下观念★树立“推垮危险区”的观念；★树立“相对支撑”的观念；★树立“推垮机理”观念；★树立“初撑力第一”的观念；★树立“三个并重”观念。,六、再实践多年来，多个国有重点矿井，对采面工作面复合顶板的管理，采取了上述措施，都获得了良好的安全效果。应用实例，略。,上述理论公式、经验公式和预防措施，煤炭行业已达成共识，并被类似条件的矿区普遍采用，只要落实到位，复合顶板“推垮型冒顶”是完全可以避免的。,