采煤工作面顶板事故原因分析及综合防治.pdf

1 9 9 6年第 3 期 总第 2 2 期 煤矿开采 煤工 作 面 顶 鞭 事 故 原因 分 析 及 综 晓 靶 旷 务 砒 汉 善i 藕 1 7 7 7 摘要文章根据皖北局疆板事故约案例 ． 对厦板事故发兰的条／ 斗、 特 及厚 固进行综合分析， 提出了以更护 改革力中， 0的综合 防活 关键词采面 顶板事故原因分斫综合 防治 一 ～ 从皖北局事故统计分析来看， 1 9 7 5年至 1 9 9 5年共发生顶板 事故 4 9起 ， 占总事故 的 4 2 ． 6 ， 其中采煤工作面顶板事故 2 4起 ， 占 顶板 事故 的 4 9 ， 掘进工 作面顶板 事故 占 3 4 ． 7 ， 修 护巷 道及 其它 顶板 事 故分别 占 6 ． 1 和 l 0 ． 2 。因此 ， 分析研究顶板事故， 特别是采煤工作面顶板事故发生的原 因． 并 找出其防治措施， 仍是当前乃至今后煤矿安 全生产应当特别重视 的问题。 1 煤层顶板条件及生产状况 皖北矿区分布于谁北滩 溪 肖 县 煤 田 和濉 溪 永 城 煤田。 开采煤层均 为 二迭系 石盒子组和太原群地层煤系， 煤层为中厚煤 层 ， 煤层倾角以缓倾斜为主 ， 局部为倾斜或急 倾斜煤层 。 直接顶大部分为泥岩或砂质泥岩 ， 部分为砂岩冲刷 或岩浆岩侵蚀 ， 老顶为 l 级 顶板 ， 来压不明显。 目前 ． 皖北局有六对生产矿井和一对在 建矿井， 总设计能力 4 9 5万 t ， 其 中生产矿井 生 产 能力 为 3 4 5万 t ， 实际 生 产能 力 已达 5 0 0 t以上。l 8 个工作面生产 ， 其中综采工作 面 占 1 1 ， 单体液压支柱、 铰接顶粱工作面 包括 3个 高普面 ， 约占 3 9 ， 金属摩擦支 柱 、 铰接顶梁工作面占 5 O ， 采煤方法走 向 长壁或倾斜长壁开采 ， 全部冒落法管理顶板。 5 2 2 顶板事故原因分析 2 ． 1 事故发生的顶扳冒落类垂 通过对 0 4起采煤工作面 冒顶事故的分 析 ， 几乎全部是由直接顶板造成的。 其 冒落类 型有两种 ， 一种是局部 冒顶 ， 一种为推垮型冒 顶 局部 冒顶范围不大 ， 一般 l ～3 m， 影响较 小， 往往容易被忽视。因此 ， 局部冒顶所占比 例较大 ． 在 2 4起顶 板事 故 中． 局 部 冒顶占 3 ． 3 ， 这类事故随机性很 大， 难 以预料 ． 所 冒矸石多为锅底形 或草帽形 ． 少量为鱼背 形。 局部冒顶的原因， 主要是由于原生构造或 采动等因素， 在一些煤层直接顶板 中形成游 离岩块镶嵌型顶板， 在采煤过程中由于空顶 或支护质量差而造成局部 冒顶 。 推垮型冒顶影响范围大 ， 危害性严重． 但 所占比例很小 。 共发生 4起推垮型事故 ． 占冒 顶事故 1 6 ． 7 。推垮型 冒顶事故多为复 台顶 板直接顶自身运动所造成 ． 其特点是 推垮前 采场无明显压力， 支柱下沉量不大} 直接顶在 控顶区煤壁附近可见断裂 ， 煤壁片帮 推垮后 支柱没有折损 ， 大多数向老塘倾倒 ， 上覆硬岩 层大面积不冒落。 推垮型冒落 7 5 发生在工 作面推进不到 l o re范围内第一次放顶期间。 出现这一情况的原因是， 工 作面老顶或高强 一 留 工 ． 卜 维普资讯 1 9 9 6 年第 3 期 总第 2 2期 蠖矿开采 1 9 9 6 年 9 月 度直接顶上位岩层悬跨小 挠 曲下沉不明 显， 支架初撑力小， 承压低， 支架不正规， 稳定 性差， 不能有效地阻止软岩下沉， 造成软岩与 上覆硬岩离层推垮工作面。 2 ． 2 事故发生的工 艺技术条件 在 2 4 起顶板事故中， 采煤 采、 支 、 移 引 发顶板事故占 4 5 ． 8 ， 回柱放顶占 3 7 ． 5 ， 放炮倒棚和其它各占 8 ． 3 。其主要原因是 采煤 、 回柱放顶引起顶板支撑平衡条件改变 ． 顶板一旦失去支撑平衡 ， 就造成顶板事故 从支护类型看 ， 金属摩擦支柱工作面发 生顶板事故所占 比重很大 ， 达 8 3 ． 4 ， 木支 护和单体支护工作面比重较小 ， 各占 8 ． 3 造成这一情况一方面说明金属摩擦支柱使用 广泛 ， 约 占工作面 的 8 0 ％， 另一方面也说 明 这种支护初撑力小， 操作质量不可靠 木支护 工作面顶板事故虽然所占比例很小 ， 但其工 作面占全部工作面的 5 左右， 初撑力小 ， 下 缩量小， 顶 不紧， 抗不住这是木支护的致命弱 点。单津支柱工 怍面约占工 作面的 1 0 左 右， 所发生顶板事故为 8 ． 3 ， 主要是机道上 方空顶所致 。 2 ． 3 事故发 生的时间卸地点 统计表明 ， 事故发生的时间大多在 3 ～4 季度， 4 ～1季度之交 ， 9 ～1 1月发生顶板事故 1 0 起 ， 占顶板事故 的 4 1 ． 7 ， 1 2 ～2月发生 8 起占 3 3 ． 3 ， 分析其主要原因是在这两个季 节里， 秋收和春节造成部分单身职工思想不 安定 ， 情绪波动大 ， 导致事故多发性 事故发生的地 点， 主要在工作面上下 出 口 2 0 m范围及放顶线和煤 壁线。在 2 4 起顶 板事故中， 发生在上端头 1 1 起占 4 5 ． 8 ， 下 端头 5起占 2 0 8 ． 中部 8起占 3 3 ． 3 发 生在放顶线 7起 占 2 9 ． 2 ， 发生在煤 壁 1 3 起占 5 4 ． 2 发生在上端头事故几乎占整个 顶板事故 的一半 ， 其主要原因是受上侧工作 面支承 压力作用的影响， 顶板完整容 易受到 破坏的结果 。发生在工作面两线事故主要是 采煤和回柱工序所致 。 3 顶板事故的综合防治 顶板事故分析表明， 煤矿顶板事故的形 式是多种多样的。发生的原因和条件也各不 相同。因此， 防止或减少顶板事故的发生 ， 必 须采取多种措旅 ， 实行综合治理方能奏效。 采煤 工 作面 顶板 管理 ， 概 括 为三个 字 “ 支、 护 、 堵” 。 要解决好这 3个问题， 应采取以 支护改革为中心的综合防治。 1 加快支护改革 ， 改善采煤工作面支护 手段。单体液压支柱具有初撑力高、 可缩量 大、 阻力可靠等优点 ， 能有效地支撑直接顶 板 ， 防止直接顶板的离层 。 地方熳矿应克服资 金 困难 ， 积极创造条件进行支护更新换代 ， 以 改善采煤工作面支护手段。 2 开展工作 面支护质量和顶 板动态观 测 ， 模清 顶板 活动规律 ， 采取针对性 防治措 施 ， 提高工程质量 3 严格控制栅距 ， 防止大棚档 ， 过好刹 实顶板 ． 打好煤壁贴帮柱子 ， 维护好顶板和煤 壁。 对特殊地段加强管理， 如车窝正确使用好 4对 8梁， 收作放顶架设木垛和挑棚。 过老峒 或破碎带超前支护 等。 4 严格执行采煤工作面顶板管理制度 ， 严禁违章操作 。 抓好采煤、 回柱放顶和放炮各 工序的管理 ， 严禁空顶作业 。 5 坚持开展反“ 三违” 活动。反“ 三违” 、 杜绝“ 三违 ” ， 必须从职工抓起 ， 加强职工安全 技术培训 ， 提高职工的安全意识 、 业务技能和 自保能力。 作者简价刘汉喜， 1 9 5 7 年生． 1 9 8 2年毕业于淮南矿 业学院 果矿 ， 获学士学位。长期 事生产技术管理作 ． 现任皖北矿务局授术处主正 工程I i E 。 通讯地址 安静省宿州市皖北矿秀固拄 趾 邮 蠕 2 3 4 0 1 1 收稿 日期 } 1 9 9 6 0 7 1 8 I 责任 编辑 郜正立 5 3 维普资讯