一)煤壁區的安全管理
煤壁區是指采煤工作面靠煤壁的第一排支柱到煤壁之間的范圍煤壁區經常因鑲嵌型或破碎頂板面發生局部冒頂。尤其當煤壁留有傘檐發生片幫加大空頂后,更容易引起局部冒頂。
煤層的直接頂中,常常存在多組相交裂隙,這很容易將直接頂分割成游離巖塊,極易發生脫落。在采煤機采煤或爆破落煤后,如果支護不及時,這類游離巖塊容易突然冒落,造成局部冒頂事故。預防煤壁區局部冒頂應采取的措施主要包括:
(1)嚴格執行敲幫問頂制度。在開工前,(組)長必須對工作面安全情況進行一次全面檢查,確認無危險時,才準工人進人工作面。每個工作人員必須經常認真地檢查工作地點的頂板、煤壁、支架等情況,必須按照作業規程的規定及時支架,所有支架都必須架設牢固,嚴禁在浮煤成浮上架設支架。
(2)嚴禁空頂作業。炮采工作面要及時掛梁,不得在懸壁上再掛懸臂梁,破碎頂板要掏梁窩超前掛梁或支設超前托梁;機采工作面掛梁不得落后機組10m,停機后要及時緊跟掛梁,要求端面距≤300mm,機道梁端至煤壁間冒頂高度不超過200mm;綜采面采煤機過后應及時伸出伸縮梁,及時擦頂帶壓移架,頂梁的俯視角不得超過7°,端面距≤340mm,機道梁端至煤壁頂板冒落高度不大于300mm,上述冒頂要插嚴背實和接頂。當冒落高度較大,有漏頂空洞時,應及時用舊木料填嚴、架設小木垛接頂或采取化學泡沫材料如注人樹脂類粘結劑使其固化,以防止冒頂。
(3)炮采工作面應采用對頂板震動較小的毫秒雷管爆破,同時合理布置炮眼,適當控制裝藥量,縮小分段爆破距離,牢固架設支架嚴防崩倒支柱,崩倒支柱要立即重新架設好。在正常情況下,貼幫柱的柱距不得大于基本柱柱距的1倍,頂板破碎時要加密貼幫柱。翻打貼幫柱時,要嚴格按照先打后翻的原則進行,確保煤人員在支柱保護下進行作業。初次放頂及周期來壓期間等情況下,貼幫柱應比正常情況加密。
(4)機采工作面支護形式宜采用交錯梁直線柱布置,提高端面支護阻力,縮小梁端距寬度,必要時支設貼幫柱。在破碎頂板條件下,可采用窄短機身采煤機。采煤機設擋煤板,攉煤人員不準到機道攉煤。綜采工作面應用長側護板、整體頂梁、內伸縮式頂梁、內伸縮式前梁,增大支架向煤壁方向的水平推力,提高支架的初撐力。
(二)上、下出口及端頭的安全管理
由于上、下順槽在回采前已提前掘出,其頂板在掘進過程中已經歷了初次松動因此開始回采后,上、下出口及端頭受采動影響,板進一步受到松動破壞。尤其在上出口附近由
于受到超前支承壓力及上方采空區殘余支承壓力疊加作用的影響,頂板松動破壞更為嚴重,因此容易造成局部冒頂。
上、下出口及端頭局部冒頂的主要預防措施包括:
(1)工作面上下出口都要至少超前一刀(斜長不小于2m),要堅持正確使用好4對8根長鋼梁支護,單體液壓支柱初撐力要求:10mm的支柱初撐力大于114kN,80mm的支柱初撐力大于78kN(綜采工作面無端頭支架或端頭處使用單體液壓支柱的也要執行此規定),并保持一梁三柱,交替邁步前移。工字鋼長鋼梁要制成花邊,以便與支柱頂蓋配合,嚴禁工字鋼長鋼梁側向使用或不成對使用。
(2)工作面輸送機機頭(包括機尾)與下順槽包括上順槽)輸送機樓接處,下順槽上幫或上順槽下幫)要設一對長鋼梁抬住下順槽上幫(或上順槽下幫)支架的梁頭,隨工作面推進前移,該對梁與工作面第一架棚梁距不超過0.7m。
(3)上、下順槽至煤壁線20m范圍內支架完整無缺,并進行超前加強支護。距煤壁10m范圍內打雙排柱,10~20m范圍內打單排柱。換子可用“十字頂梁超前替換(工作面輸送機機頭上方十字頂梁要用長鋼梁抬住),高度不低于1.6m,綜面不低于1.8m,并有0.7m寬的人行道。
(4)工作面上、下端頭輸送機采空區側或煤壁側,要留有大于0.6m的人行通道,高度不小于工作面高的90%。要及時縮短下順槽輸送機機尾及時移動上端頭柱絞車,使上、下端頭保持規定的控頂距。在復合頂板條件下,上下端頭可增設錨桿錨固頂板。
(5)綜采工作面推廣使用液壓自移端頭支架,如果工作面端頭沒有應用端頭支架,則在工作面與巷道相連處,需用一對邁步抬棚。此外,超前工作面20m內的巷道支架也應用中心柱加強。
(三)放頂區的安全管理
從原切頂線到新切頂線之間的范圍稱為放頂區。放頂區發生冒頂事故的原因主要有:
(1)回柱放頂不符合作業規程規定。如支柱質量差,特種支架不齊全,回柱放頂不及時,控頂距超過規定,回柱方法不符合操作規程,柱與放炮、割煤等工序平行作業時的安全距離不夠,放頂區內的支架未回清等,容易造成頂板局部來壓冒落。
(2)回撤承壓支柱時由于放頂線不整齊,末排支柱受力不均勻,尤其在分段回柱回撤最后一棵或幾棵支柱時,由于頂板壓力集中,因此支柱一旦卸載,局部頂板緊跟冒落容易砸住來不及躲的回柱工人。
(3)回撤局部懸頂區支柱時,當采空區局部懸頂超過規定臂落高度小于1.5倍采高時,既未進行強制放頂,又未采取加強支護等措施回柱后大塊懸頂旋轉冒落,推倒末排支架導致局部冒頂。
(4)頂板上方空洞進入放頂區時,由于煤壁區頂板上方空洞未及時填嚴,隨著工作面推
進,頂板上方空洞進入放頂區后,在回柱放頂時,空洞被波及突然再次冒落,沖擊砸放頂區附近支架,因此造成局部冒頂。
(5)擋矸不嚴。當工作面采高或傾角較大時放頂線未設擋簾;分段回柱時分段處擋閘不牢不嚴,采空區冒落矸石竄人工作面或滾落到下部控頂區,推垮工作面支架導致局部冒頂。
放頂區局部冒頂的主要預防措施包括:
(1)采煤工作面必須及時面柱放頂或充填,頂距超過作業規程規定時禁止采煤,回風、運輸順槽末端與工作面放頂線對齊(機頭處可根據作業規程規定放寬1排)
(2)用全部陷落法管理頂板的工作面,要求采空區落高度普造不小于1.5倍采高,局部懸頂和冒落高度不充分處(<(2×5)m2)的用叢柱加強支護,超過的要進行強制放頂。特殊條件下不能強制放頂時,要有強化支護可靠措施和礦壓觀測資料及監測手段
(3)工作面無空載支柱,回撤的支柱要及時打在新放頂線內側的梁下,隨用隨取。特殊支架(如戧柱、戧棚及木垛等)應按作業規程規定及時支設齊全。
(4)采煤工作面采用密集支柱切頂時,兩段密集支柱之間必須留有寬0.5m以上的出口,出口間的距離和新密集支柱超前距離,都必須在作業規程中明確規定。工作面采用無密集支柱切頂,采高大于1.6m時,放頂線應設擋簾防止矸石竄入工作面。
(5)用陷落法管理頂板時,回柱放頂的方法及安全措施必須在作業規程中明確規定。支柱和放頂平行作業時,兩者相距不得小于15m。人工分段放頂,段距不小于15m。分段接茬處應在采空區已冒落的頂板完整處,并打好牢固的擋閘在斷層、破碎帶地段,應劃分在同一分段內回收支柱?；爻烦袎褐е鶗r,回柱工人要及時后撤到安全地點。在急傾斜倒臺階或直線長壁工作面內,嚴禁上部回柱時下部有人同時作業。要求放頂區內的支架及特種支架都必須回清,木柱必須用機械回撤,嚴禁放頂人員進入冒頂區取柱,必須用柱器、回柱絞車或長把鐵鉤拉出。
(6)為預防放頂區頂板上方空洞冒落,在空洞上下側各5m范圍內不回撤支柱,哲
時適當加大控頂區,直到工作面推進到空洞的煤壁一側有足夠的安全工作空間后,再開始回撒空洞以外的支柱。回撤空洞以外支柱時,可先用木柱替換出單體液壓支柱,人員必須撤離到安全工作空間內。
(7)采煤工作面的初次放頂、最后收尾、托偽頂開采,以及過老空、過局部破碎帶、過斷層等區域內放頂時,都必須制定安全措施。
四破壞帶及其附近的安全管理
地質破壞帶及其附近的頂板裂隙發育、破碎區,以及斷層面間多充以粉狀或泥狀物;
層面都比較尖滑,使上、下盤之間的巖石無粘結力,尤其是斷層面成為導水裂隙時,更是彼此分離。
(1)單體支柱工作面如果遇到垂直于工作面或斜交于工作面的斷層時,在頂板活動過程中,斷附近破斷巖塊可能順斷層下滑,從面推倒工作面支架,造成局部冒頂。
為防止這類事放,應在斷層兩側加設木垛,加強維護并迎著巖塊可能滑下的方向支設戧棚或戧柱。對于有些綜采工作面、高檔普采和普采工作面,回采過程中,煤壁的前方頂板和煤層特別破碎,為保證正常割煤,不漏矸子,可采用全楔式木錨桿錨固煤層當斷層處的頂板特別破碎,用錨桿錨固效果不佳時,可采用注入法,將較多的樹脂注入大量的煤巖裂隙中,進行預加固。
(2)工作面遇到走向斷層時,通常是在斷層面的下方為冒頂危險區。這是由于頂板沿斷層面向下方滑移,一般在支護強度不足和巖層穩定性較差的情況下,尤其當回柱放頂距斷層面約5~8m時,極易發生局部冒頂。因此應加強斷層面下方支護及回柱放頂時的安全措施。
(3)過斷層前后應增加支護密度,提高支架總的支撐能力和穩定性。當斷層面暴露后,及時用戧棚撐緊,用板材背嚴,用木垛支承上下盤頂板當挑頂過斷層留底煤時支柱要穿大“鐵鞋”,底煤側面用擋板擋嚴防止塌落當臥底過斷層留頂煤時,要插嚴背實頂煤。根據《煤礦安全規程》規定,回采工作面過斷層時必須極據具體情況,改變支架方式,并制定安全措施。
(4)當由下往上回柱放頂,距斷層面約5~8m時,入員必須撤到斷層固以上。在工作面過斷層時,至少過到上盤有兩個支柱空間后才能回柱放頂。回下盤工作固支柱時,要合理確定放頂步距,并一次回完斷層外側支架。此時人員必須離到上盤工作面有支護的空間內,并距離回柱地點至少15m以外。其他回柱放頂的安全措施同前面所述。
