根據頂板的性質(zhì)和煤層的厚度等條件,處理采空區的辦法(也就是頂板管理方法)基本上有下面四種:
垮落法也叫陷落法,就是隨著(zhù)工作面向前推進(jìn),把工作面靠近采空區的支架撤出,讓直接頂自行垮落或者強制垮落,也就是我們常說(shuō)的回柱放頂。垮落下來(lái)的巖塊充填了采空區,減小了工作面頂板壓力。工作面沿推進(jìn)方向一次放頂的寬度叫放頂步距;放頂前工作面沿推進(jìn)方向的最大寬度叫最大控頂距;放頂后沿推進(jìn)方向的寬度叫最小控頂距。我國大多數煤礦的回采工作面采用了垮落法。
充填法:由地面或井下把充填材料(砂子、碎矸石等)送到工作面,充填采空區支撐頂板,不讓它垮落。把采空區全部填滿(mǎn)的叫全部充填法(大多數用水力充填),多用于開(kāi)采厚煤層或“三下采煤”,局部充填采空區叫局部充填法,一般是壘砌矸石帶,支撐采空區頂板,適用于開(kāi)采頂板堅硬的薄煤層。
煤柱支撐法:工作面推進(jìn)一定距離后,在采空區內留下適當寬度的煤柱來(lái)支撐頂板。這種方法適用于頂板巖石特別堅硬、人工強制放頂也很難垮落的頂板條件。不過(guò)這種方法很少用,因為一方面煤炭回收率低;另方面開(kāi)采近距離煤層群時(shí),當下部煤層的工作面通過(guò)上部煤層留下的煤柱時(shí)會(huì )產(chǎn)生集中壓力,給工作面頂板管理造成極大困難。
緩慢下沉法:有一種頂板巖層韌性較大,回柱后頂板巖層不垮落,而能彎曲下沉,直到與底板自然合攏。這種方法適用于薄煤層工作面。
安全文明生產(chǎn)包括
1. “以人為本”的原則
要求在生產(chǎn)過(guò)程中,必須堅持“以人為本”的原則。在生產(chǎn)與安全的關(guān)系中,一切以安全為重,安全必須排在第一位。必須預先分析危險源,預測和評價(jià)危險、有害因素,掌握危險出現的規律和變化,采取相應的預防措施,將危險和安全隱患消滅的萌芽狀態(tài),
2. “誰(shuí)主管、誰(shuí)負責”的原則
安全生產(chǎn)的重要性要求主管者也必須是責任人,要全面履行安全生產(chǎn)責任。
3. “管生產(chǎn)必須管安全”的原則
指工程項目各級領(lǐng)導和全體員工在生產(chǎn)過(guò)程中必須堅持在抓生產(chǎn)的同時(shí)抓好安全工作。他實(shí)現了安全與生產(chǎn)的統一,生產(chǎn)和安全是一個(gè)有機的整體,兩者不能分割更不能對立起來(lái)應將安全寓于生產(chǎn)之中。
4.“安全具有否決權”的原則
指安全生產(chǎn)工作是衡量工程項目管理的一項基本內容,它要求對各項指標考核,評優(yōu)創(chuàng )先時(shí)首先必須考慮安全指標的完成情況。安全指標沒(méi)有實(shí)現,即使其他指標順利完成,仍無(wú)法實(shí)現項目的最優(yōu)化,安全具有一票否決的作用。
5.“三同時(shí)”原則
基本建設項目中的職業(yè)安全、衛生技術(shù)和環(huán)境保護等措施和設施,必須與主體工程同時(shí)設計、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用的法律制度的簡(jiǎn)稱(chēng)。
6.“五同時(shí)”原則
企業(yè)的生產(chǎn)組織及領(lǐng)導者在計劃、布置、檢查、總結、評比生產(chǎn)工作的同時(shí),同時(shí)計劃、布置、檢查、總結、評比安全工作。
7.“四不放過(guò)”原則
事故原因未查清不放過(guò),當事人和群眾沒(méi)有受到教育不放過(guò),事故責任人未受到處理不放過(guò),沒(méi)有制訂切實(shí)可行的預防措施不放過(guò)。“四不放過(guò)”原則的支持依據是《國務(wù)院關(guān)于特大安全事故行政責任追究的規定》(國務(wù)院令第302號)6、“三個(gè)同步”原則安全生產(chǎn)與經(jīng)濟建設、深化改革、技術(shù)改造同步規劃、同步發(fā)展、同步實(shí)施。
根據《煤礦安全規程》對頂板管理的總體要求,采煤工作面頂 板管理的制度要求是。
(1) 采煤工作面必須按照作業(yè)規程的規定及時(shí)支護,嚴禁空頂 作業(yè)。(2) 嚴格執行敲幫問(wèn)頂制度。
(3) 采煤工作面必須及時(shí)放頂或充填,控頂距離超過(guò)作業(yè)規程 規定時(shí)禁止采煤。 (4) 開(kāi)采近距離煤層,上一煤層采用刀柱法、條帶法或帶狀充 填法控制頂板,下一煤層采用垮落法控制頂板時(shí),必須制定控制頂 板的安全措施。
(5) 采煤工作面的傘檐不得超過(guò)作業(yè)規程的規定,不得任意丟 失頂煤和底煤。工作面的浮煤應清理干凈。
(6) 采煤工作面必須經(jīng)常存有一定數量的備用支護材料。 (7) 采用人工假頂分層垮落法開(kāi)采的采煤工作面,人工假頂必 須鋪設好,搭接嚴密;采用金屬網(wǎng)或礦用塑料網(wǎng)假頂時(shí),必須把網(wǎng) 連接好。
(8) 采用傾斜分層垮落法回采時(shí),下一分層的采煤工作必須在 上一分層頂板垮落的穩定區域下面進(jìn)行。(9) 工作面支架、煤壁、刮板輸送機都要保持直線(xiàn),拉線(xiàn)檢查 誤差不大于士 0。
1m。
1、控制頂板事故發(fā)生是減少目前煤礦安全事故的重要內容。為此,要強化安全技術(shù)培訓,嚴格落實(shí)現場(chǎng)管理責任,切實(shí)加強煤礦頂板管理,確保煤炭行業(yè)安全發(fā)展。 1、強化培訓,提高管理技能。提高煤礦從業(yè)人員的頂板管理意識和技能,是預防和減少頂板事故的前提。行業(yè)管理部門(mén)要聘請煤礦頂板管理方面的專(zhuān)家,對所有煤礦安全技術(shù)管理人員和采煤隊長(cháng)、班組長(cháng)進(jìn)行一次培訓,全面分析煤礦頂板管理工作的難點(diǎn)和重點(diǎn),并就典型頂板事故做出科學(xué)剖析,圍繞煤層頂板運動(dòng)規律研究、加強礦壓監測預報、改善支護質(zhì)量、強化現場(chǎng)管理、依靠科技進(jìn)步促進(jìn)管理等方面,提出做好煤礦頂板管理的工作思路和方法。
2、推進(jìn)改革,淘汰落后方式。結合資源整合、標準化建設和煤礦災后重建,進(jìn)一步貫徹落實(shí)小煤礦基礎管理指導意見(jiàn),全面推行煤礦安全質(zhì)量標準化建設,督促各煤礦借鑒和學(xué)習成功的經(jīng)驗和做法,強力推行礦井支護材料改革。要在所有煤礦采煤工作面全面采用金屬支柱支護,取消技改擴能礦井開(kāi)拓巷道和準備巷道木支護,積極推廣巖巷錨噴(錨網(wǎng)噴)支護和煤巷錨桿支護技術(shù),壁式回采工作面要求實(shí)現單體液壓支架支護和摩擦支架支護,實(shí)現“以鋼代木”的支護材料改革。對頂板長(cháng)期懸空暴露的采空區,采取人工放炮強制放頂卸壓,推廣應用頂板支護新技術(shù)、新工藝、新材料,推廣采掘機械化,推廣錨桿、錨索、錨網(wǎng)、錨噴等支護技術(shù),徹底改變煤礦頂板管理薄弱的狀況。
3、嚴把關(guān)口,加強現場(chǎng)管理。一是技術(shù)規范關(guān)。煤礦工程技術(shù)人員在制定技術(shù)措施和編制采掘計劃時(shí),要嚴格依照有關(guān)政策規范,要做到切實(shí)可行,不能照抄照搬其他煤礦的技術(shù)規范。積極探索適合本礦地質(zhì)條件和有利于頂板管理的設計方案,從源頭上減少頂板事故發(fā)生的可能性。在沒(méi)有明顯脫落征兆的巷道也必須明確規定臨時(shí)和永久支護措施,編制規程決不能粗制濫造。二是規程審批和學(xué)習關(guān)。要根據地質(zhì)資料和礦壓觀(guān)測資料,編制每個(gè)采掘工作面的采掘作業(yè)規程,使規程真正起到指導生產(chǎn)、保證安全的作用;對地質(zhì)構造不清、頂板管理措施不具體、措施沒(méi)有針對性的規程嚴格執行“三不批”制度,班次安排上要合理,確保掘進(jìn)放炮后立即出碴支護,及時(shí)消除冒頂因素。要組織干部和職工認真學(xué)習“三大規程”,讓大家領(lǐng)會(huì )和掌握。三是工程質(zhì)量關(guān)。采掘工程質(zhì)量是頂板管理的基礎,煤礦井下各單項工作必須嚴格按照單項工作作業(yè)規程施工。要嚴把支護質(zhì)量關(guān),由安監員對每個(gè)采掘面的支護質(zhì)量進(jìn)行安全檢查,實(shí)行動(dòng)態(tài)管理,做到工程質(zhì)量不合格不驗收。四是初次和周期來(lái)壓關(guān)。初次來(lái)壓和周期來(lái)壓時(shí)易造成大冒頂垮面事故。要摸索和掌握來(lái)壓步距,在來(lái)壓前采取加木垛、叢柱等加強支護的措施,確保不發(fā)生事故。五是事故多發(fā)地點(diǎn)頂板管理關(guān)。
1、加大投入
煤炭企業(yè)要保證煤炭開(kāi)采的安全,首先必須加強對安全裝備的控制,保證質(zhì)量數量;另外要積極引進(jìn)應用煤礦支護的新技術(shù)、新材料、新工藝以及新設備等,從科技上提升裝備水平。
2、加強管理
以煤礦采掘質(zhì)量管理為基本,全面綜合加強工程的質(zhì)量管理,從管理方面控制頂板事故的發(fā)生。
3、技術(shù)控制
煤礦企業(yè)需要根據自身的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的分析處理,對工程開(kāi)展狀況組織專(zhuān)門(mén)的監督管理部門(mén)進(jìn)行實(shí)時(shí)監督,及時(shí)發(fā)現并解決問(wèn)題。
4、重點(diǎn)監督
綜合性管理十分必要,另外還需要進(jìn)行重點(diǎn)控制的管理方式。
5、人員培訓
將頂板安全管理及技術(shù)培訓制定到員工培訓計劃中,對相關(guān)管理技術(shù)人員進(jìn)行培訓。使管理及技術(shù)人員能夠及時(shí)掌握及更新并合理、科學(xué)地應用到生產(chǎn)中,從而保障工程的安全高效運行。
6、檢查監督
加強質(zhì)量檢查工作,成立煤礦安全檢查小組,定期對煤礦頂板的質(zhì)量進(jìn)行檢查和檢驗,及時(shí)處理檢查中的安全隱患。
應該是一般強度的頂板,隨采隨冒型,這樣壓力容易釋放,只要支護及時(shí),不至于出事情。
那種堅硬類(lèi)型的頂板,大面積不垮落,壓力集中,來(lái)壓強烈,倒是很難管理,一般都是強制放頂。頂板類(lèi)型劃分根據頂底板巖層相對煤層的位置和垮落性能,強度等特征的不同,從上至下頂板劃分為基本頂(老頂)、直接頂、偽頂三個(gè)部分;底板分為偽底、直接底及老底三個(gè)部分。
不過(guò),對于某個(gè)特定的煤層來(lái)說(shuō),其頂底板的這六個(gè)組成部分不一定發(fā)育俱全。可能缺失某一個(gè)或幾個(gè)組成部分的巖層。
1.1煤層的頂板 1.1.1偽頂:是緊貼煤層之上的,極易隨煤炭的采出而同時(shí)垮落的較薄巖層,厚度一般為0.3~0.5m,多由頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖等組成。 1.1.2直接頂:是直接位于偽頂或煤層(如無(wú)偽頂)之上巖層,常隨著(zhù)回撤支架而垮落,厚度一般在1~2m,多由泥巖、而巖、粉砂巖等較易垮落的巖石組成。
1.1.3基本頂:又叫老頂,是位于直接頂之上或直接位于煤層之上(此時(shí)無(wú)直接頂和偽頂)的厚而堅硬的巖層。常在采空區上方懸露一段時(shí)間,直到達到相當面積之后才能垮落一次,通常由砂巖、礫巖、石灰巖等堅硬巖石的組成。
1.2煤層底板 1.2.1偽底:直接位于煤層之下的薄層軟弱巖層,多為炭質(zhì)頁(yè)巖或泥巖,厚度一般為0.2~0.3m。 1.2.2直接底:直接位于煤層之下硬度較低的巖層,厚度一般由幾十厘米到1米左右,通常由泥巖、頁(yè)巖或粘土巖。
若直接底為粘土巖,則遇水后易膨脹,可能造成巷道底鼓與支架插底現象,輕者影響巷道運輸與工作面支護,重者可使巷道遭受?chē)乐仄茐摹?1.2.3老底:指位于直接底之下,比較堅硬的巖層,多為砂層,石灰巖等。
2 采煤工作面頂板分類(lèi) 根據工作面頂板冒落的難易程度,將頂板分為五類(lèi)。 2.1易冒落的松軟頂板。
該類(lèi)頂板的特點(diǎn)是煤層頂板是易垮落的松軟巖層,回柱后頂板能立即冒落,且能填滿(mǎn)采空區。這類(lèi)頂板由于冒落比較充分,使位于裂隙帶的老頂巖層,在回采過(guò)程中,很容易取得平衡,因而老頂的開(kāi)裂,彎曲下沉,對工作面幾乎沒(méi)有什么影響,工作面來(lái)壓比較緩和,無(wú)明顯的周期壓力,靠采空區一側的頂板下沉量較穩定,頂板容易管理。
2.2中等冒落性的頂板。該類(lèi)頂板的特點(diǎn)是直接頂,厚度一般小于煤層平等的6~8倍,其上部為比較堅硬的老頂,雖然回柱后直接頂隨之垮落,但因厚度不大,不能填滿(mǎn)采空區,老頂則置于懸露狀態(tài),當工作面推進(jìn)一段距離后老頂才開(kāi)始垮落,此時(shí)因采空區落差較大,致使工作面呈現周期來(lái)壓狀態(tài),嚴重時(shí)可使采場(chǎng)切頂垮面。
對于這類(lèi)頂板應注意老頂的活動(dòng)規律。 2.3難冒落的堅硬頂板。
這類(lèi)頂板的特點(diǎn)是老頂直接賦于煤層之上,或有一偽頂,無(wú)直接頂,由于老頂垮時(shí)采空區的落差太大,使工作面呈現明顯的周期來(lái)壓,工作面平時(shí)的下沉量及下沉速度較小,而當周期來(lái)壓時(shí)下沉速度急劇增加,工作面頂板情況迅速惡化,應當注意及時(shí)采取措施。 2.4極難冒落的堅硬頂板。
這類(lèi)頂板的特點(diǎn)是煤層板為極其堅硬的整體性厚巖層,在采空區能懸露上萬(wàn)平方米而不垮落,當垮落時(shí)則能形成暴風(fēng),致使工作面造成垮面和嚴重破壞。 2.5可塑性彎曲的頂板。
該類(lèi)頂板的特點(diǎn)是直接頂,雖是具有一定厚度的堅硬巖層(如砂巖、石灰巖),但由于其中存在有平行于工作面的節理裂隙,采煤后頂板下沉,在移動(dòng)過(guò)程中斷裂成塊,但仍互相擠在一起具有傳遞水平的能力,就像“砌體梁”一樣,各巖塊互相牽制而成平衡,隨工作面推進(jìn)頂板彎曲下沉接觸底板采煤工作面頂板事故的分類(lèi)及預防在地下煤層中采煤時(shí),煤層上面的巖層稱(chēng)為頂板,頂板分為偽頂、直接頂和基本頂。直接頂就是直接在煤層上面、有一定強度、并會(huì )隨回柱放頂而冒落的巖層,常見(jiàn)的有頁(yè)巖、砂頁(yè)巖等;直接在直接頂上面,強度比較大、厚度在1.5m以上,大面積暴露后才冒落的巖層叫基本頂,常見(jiàn)的有砂巖、砂礫巖、石灰巖等;有時(shí)在煤層和直接頂(或基本頂)之間,存在一層厚度小于0.5m、隨采隨冒的軟弱巖層,叫偽頂,常見(jiàn)的偽頂有炭質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)頁(yè)巖等。
頂板管理主要是管好直接頂和基本頂。 人們在地下煤層中采煤,如果對頂板管理不當,頂板就會(huì )冒落下來(lái),輕則影響生產(chǎn),重則造成人員傷亡,這就是頂板事故。
頂板事故是煤礦不容忽視的重要災害事故之一,它不同于瓦斯煤塵爆炸,群死群傷的重特大惡性事故通常比較少見(jiàn),而零散事故卻頻繁發(fā)生,凡是有人工作的地點(diǎn),都有可能發(fā)生這類(lèi)事故,分布范圍也特別廣泛。也正因為一次死亡人數難以構成群死群傷的惡果,往往人們的重視程度不夠,管理不細,忽視其累計的惡果,這一點(diǎn)特別要引起煤礦廣大管理干部和職工的警覺(jué)。
實(shí)現煤礦的安全開(kāi)采,根據不同的地質(zhì)條件和生產(chǎn)技術(shù)條件,不僅要有針對性的安全措施和制度,而且要有較強的工作責任心和科學(xué)態(tài)度。科學(xué)而嚴格的管理是安全生產(chǎn)的關(guān)鍵,馬虎僥幸的行為即人為因素是事故多發(fā)的重要原因,從大量的事故統計中可知,由于管理不善而造成的頂板事故所占比例相當大。
據1950-2003年煤礦各類(lèi)事故發(fā)生次數及傷亡人數的統計結果,瓦斯煤塵爆炸事故次數占事故總數的29.5%,傷亡人數占總傷亡人數的52.31%,居各類(lèi)事故之首;其次是頂板。
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