采煤工作面冒頂的具體預防措施有哪些
采煤工作面冒頂的具體預防措施有哪些
一、采煤工作面局部冒頂的預防措施
1預防單體支柱工作面靠近煤壁附近局部冒頂的措施如下：
① 采用能及時支護懸露頂板的支架，如正懸臂交錯頂梁支架、正倒懸臂錯梁直線柱支架等：提高支架的初撐力，在金屬網下，可以采用長鋼梁對棚邁步支架。
② 炮采時，炮眼布置及裝藥量應合理，盡量避免崩到支架。
③ 盡量使工作面與煤層的主要節理方向垂直或斜交，避免煤層片幫。煤層一旦片幫，應掏梁窩超前支護，防止冒頂。
2綜采工作面的局部冒頂，主要是發生在靠近煤壁附近的漏冒型冒頂。其預防措施如下：
① 支架設計上，采用長側護板，整體頂梁及內伸縮式前梁，增大支架向煤壁的方向的水平推力，提高支架的初撐力。
② 工藝操作上，采煤機過后，及時伸出伸縮梁，及時擦頂帶壓移架，頂梁的俯視角不超過7度。
③ 當碎頂范圍較大時（比如過斷層破碎帶等），則應對破碎直接頂注入樹脂類黏結劑使其固化，以防止冒頂。
3預防放頂線附近局部冒頂的措施如下：
①加強地質及觀察工作，記載大巖塊的位置及尺寸。
②在大巖塊范圍內用木垛等加強支護。
④ 當大巖塊沿工作面推進方向的長度超過一次放頂步距時，在大巖塊的范圍內要延長空頂距。
⑤ 待大巖塊全部處在放頂線以外的采空區時，再用絞車回木支柱。
4預防采場兩端局部冒頂的措施如下：
①為預防采區兩端發生漏冒，可在機頭機尾處各應用四對一梁三柱的鋼梁抬棚支護，每對抬棚隨機頭機尾的推移邁步前移：托住原巷道支架的棚梁。此外，在采場兩端還可以采用十字鉸接頂梁支護系統以防漏冒。
②在超前工作面10米以內巷道支架應加中心柱：超前工作面10—20米，巷道支架應加單中心柱，以預防冒頂。
④ 綜采時，如果工作面兩端沒有應用端頭支架，則在工作面雨巷道相連處，需用一對邁步抬棚。此外，超前工作面20米巷道支架也應用中心柱加強。
5預防地質破壞帶附近局部冒頂措施如下
①為預防這類頂板事故，應在斷層兩側加設木架，并迎沿塊可能滑下的方向支設戧棚或戧柱。
對于有些綜采，高檔普采和普采工作面，采煤過程中，煤壁的前方頂板呵煤層特別破碎，為保證正常割煤，不漏矸石，可采用全木楔式木錨桿。
當斷層的頂板特別破碎，用錨桿個錨固的效果不佳時，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。
二、采煤工作面大面積冒頂的預防措施
1、預防基本版本支架冒頂事故的`措施
（1） 提高單體支柱的初撐力呵剛度。由于使用的木柱和摩擦金屬支柱初撐力小、剛度差，易導致煤層復合頂板離層，使采煤工作面支架不穩定，所以，有條件的礦要推廣使用單體液壓支柱。
（2） 提高支架的穩定性。煤層傾角大或在工作面傾斜推進時，為防止頂板沿傾斜方向滑動推到支架，，應采用斜撐、抬棚、木垛等特種支架來增加支架的穩定性。在摩擦支柱呵金屬交接頂梁采面時，用拉鉤式連接器把每排支柱從上工作面端頭至下端頭連接起來，形成穩定的整體支架
（3） 嚴格控制采高。開采厚煤層第一分層要控制采高，使直接頂冒落后破碎膨脹能充滿采空區。這種措施的目的在于堵住冒落大塊巖石的滑動。
（4） 采煤工作面除采時不要反向開采有的礦為了提高采出率，在初采時向相反方向采幾排煤柱，如果是復合頂板，開切眼處頂板爆漏日久，以離層斷裂，當在反向推進范圍內初次放頂時，很容易在原開且眼誘發推跨型冒頂事故。
（5） 掘進回風、運輸巷時不得破壞復合頂板。挑頂掘進回風、運輸巷，就破壞了復合頂板的完整性易，造成推跨型冒頂事故。
（6） 高壓注水和強制放頂。對于堅硬難冒頂板可以用微振儀、地音
儀和超聲波地層應力儀等進行監測，做好來壓預報，避免造成災害。具體可以采用頂板高壓注水和強制放頂等措施來改變巖體的物理力學性質，以減少頂板懸漏及冒落面積。
（7） 加強礦井生產地質工作，加強礦壓預測報告。此外，還可以改變工作面推進方向，如采用偽俯斜開采，防止推跨型大冒頂。
2.預防基本頂來壓時的壓垮型冒頂事故的措施
(1）開采支架的初撐力，應能保證直接頂與基本頂之間不離層。
(2)采場支架的可縮量，應能滿足裂隙帶基本頂下沉的要求。
(3)普采工作面遇到平行工作面斷層時，在斷層范圍內要加強工作面支護（最好用木垛），不得采用正常辦法回柱。
（4）采場支架的支撐力，應能平衡跨落帶直接頂及基本頂巖層的質量。
(5)普采要擴大空頂距，并用木支柱替換金屬支柱，待斷層進到采空區在回柱。
（6）遇到平行工作面斷層時如果工作面支護是單體支柱，當斷層剛露出煤壁時，在斷層范圍內就要及時加強工作面支護（最用木垛），不得采用正常回柱法，要擴大空頂距，并用木支柱替換金屬支柱，待斷層進到采空區在回柱；如果工作面支護是液壓自移支架，若支架的工作阻力有較大的富余，則應考慮使工作面與斷層斜交或在采空區挑頂的措施過斷層。
3.預防厚層難冒頂板大面積冒頂事故的措施
（1）頂板高壓注水。如圖3—7所示，，從工作面平巷向頂板打深孔，進行高壓注水，注水泵最大壓力15Mpa。頂板注水可起弱化頂板和擴大巖層中的膠結物和部分礦物，削弱層間粘結力；高壓水可以形成水楔，擴大和增加巖石的裂隙與弱面。因此注水后巖石的強度將顯著降低。
（2）強制放頂。所謂強制放頂，就是用爆破的方法（主要有三種方法;平行工作面深孔強制放頂、鉆孔垂直工作面的強制放頂、超前深孔爆破預松頂板的強制放頂）人為地將頂板切斷，使頂板冒落一定厚度形成矸石墊層。切斷頂板可以控制冐落面積，減弱頂板冐落時產生的沖擊力，形成矸石墊層則可以緩和頂板冐落時產生的沖擊波暴風。為了形成墊層，挑頂的高度可按形成墊層的厚度進行計算。據大同礦區的實踐經驗，采空區中矸石充滿程度達到采高和挑頂厚度之和的2/3，就可以避免過大的沖擊載荷防止形成暴風。
強制放頂方法主要有：在工作面內向頂板放頂線進行鉆孔爆破放頂；對于綜采工作面，由于在工作面內無法設置鉆頂板炮眼的設備，可分別在上下平巷內向頂板打深孔，在工作面未采到以前進行爆破，預先破壞頂板的完整性；對于歷史上有大面積冒頂的地區，目前又無法從井下采取措施時，可在采空區上方的地面打垂直鉆孔，達到已采區頂板的適當位置，然后進行爆破，將懸漏的大面積頂板崩落。
對厚層難冒頂板來說，不論是采取高壓注水還是強制放頂，不論是在采空區處理還是超前工作面處理，所應處理的頂板厚度（包括直接頂在內）均為采高的2-3倍，從而保證安全生產。
4.復合頂板推垮型冒頂的預防措施
(1)應用偽俯斜工作面，并使垂直工作面方向的向下傾角達4-6度
（2）掘進上、下順槽時， 不破壞復合頂板。
（3）工作面初采時，不要反推。
（4）控制采高，使軟巖層冐落后能超過采高。
（5）盡量避免上、下與工作面斜交。
（6）靈活的應用戧柱戧棚，使他們迎著六面體可能推移的方向支設。
（7）在開切眼附近的空頂區內，系統的布置樹脂錨桿。但是在采用這個措施時，應考慮采場中打錨桿鉆孔的可能性，以及頂板硬巖折斷垮落時，由于沒有以垮落軟巖層作墊層，來壓是否過于強烈。
在使用摩擦支柱和金屬鉸接頂梁的采煤工作面中，用拉鉤式連接器把每排支柱從工作面上端至下端連接起來。由于在走向上支架已由鉸接頂梁連成一體，這就在采場中組成了一個穩定的可以阻止六面體下推的整體支架。必須提高單體支柱的初撐力，使初撐力不緊能支撐住頂板下位軟巖層下滑，從而也能保證支架本身的穩定。
5金屬網上推垮型冒頂的預防措施
生產實踐表明由于支柱初撐力低導致產生高度超過150mm的網兜時，有可能引發網下推垮型冒頂。防止這類事故的冒頂的主要措施是提高支柱初撐力及增加支架的穩定性，也可附加其他一些措施：
（1） 回采下分層時，用內錯式布置切眼，避免金屬網上碎矸之上存在空隙。
（2） 提高支柱初撐力，增加支架穩定性，防止發生高度超過150mm的網兜。
（3） 用整體支架增加支護的穩定性。例如，金屬支柱鉸接頂梁加拉鉤式連接器的整體支護，以及金屬支柱鉸接頂梁加傾斜木梁對接棚子的整體支護，以及金屬支柱與十字鉸接頂梁組組成的整體支護。
（4） 采用偽俯斜工作面，增加抵抗下推的阻力。
（5） 初次放頂時，要把金屬網下放到底板。
三、 巷道頂板事故的預防措施
1． 預防掘進工作面冒頂事故的措施
（6） 掘進工作面嚴禁空頂作業，嚴格控制空頂距。當掘進工作面遇到斷層、褶曲等地質構造破壞帶或層理裂隙發育的巖層時，棚子支護時應緊靠掘進工作面，并縮小棚距，在工作面附近應采用拉條等棚子連成一體防止棚子被推垮，必要時打中柱。
（7） 嚴格執行敲幫問頂制度，危石必須挑下，無法挑下時應采取臨時支撐措施，嚴禁空頂作業。
（8） 掘進工作面冒頂區及破碎帶必須背嚴接實，必要時要掛金屬網防止漏空。
（9） 掘進工作面炮眼布置及裝藥量必須與巖石性質、支架與掘進工作面距離相適應，以防止因爆破而崩倒架子。
（10） 采用前探掩護式支架，使工人在頂板有防護的條件下出渣、支棚腿，以防止冒頂傷人。
（11） 根據頂板條件變化，采取相應的支護形式，并應保證支 護質量。架棚支護冒頂區及破碎帶必須背嚴接實，必要時要掛網，防止漏空。
2． 預防巷道開岔處冒頂的措施
（1） 開岔口應避免原來巷道冒頂的范圍。
（2） 交叉點抬棚的架設應有足夠的強度，并與鄰近支架連成一個整體。
（3） 必須在開口抬棚支設穩定后在拆除原巷道棚腿，不得過早拆除，切忌先拆棚腿后支護抬棚。
（4） 注意選用抬棚材料的質量與規格，保證抬棚有足夠的強度。
（5） 當開口處圍巖尖角被擠壓壞時，應及時采取加強抬棚穩定性的措施。
（6） 交叉點錨噴支護時，使用加長或全錨式錨桿。
（7） 全錨支護的采區巷道交叉點應縮小錨桿間距，并使用小孔徑錨索補強。
3.支架支護巷道冒頂事故的一般防治措施支架支護巷道的冒頂，可分為壓垮型，漏跨型和推跨型。
（1） 壓垮型事故是因巷道頂板或圍巖施加給支架的壓力過大，導致到頂部已破碎的巖塊冒落。
（2） 漏跨型冒頂是因無支護巷道或支護失效（非壓壞）巷道頂部存在游離巖塊，這些巖塊有重力作用下冒落。
（3） 推垮型冒頂是巷道頂板破碎巖石，在其運動過程中存在平行巷道軸線的分力，如果這部風巷道支架的穩定性不夠，可能被推倒而冒頂。
根據冒頂的原因，有如下幾項預防措施:
(1) 巷道應布置在穩定的巖體中，盡量避免采動的不利影響。
(2) 巷道支架應有足夠的支護強度以抗衡圍巖壓力。
(3) 巷道支架所能承受的變形量，應與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應。
(4) 盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時，盡可能采用有初撐力的支架：支架施工時要嚴格按工序質量要求進行，并特別注意頂與幫的背嚴接實問題，杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現象。
(5) 凡因支護失效而空頂的地點，重新支護時應先護頂，再施工。
(6) 巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆老支架。
(7) 錨噴巷道成巷后要定期檢查危巖并及時處理。
(8) 在易發生推垮型冒頂的巷道中提高巷道支架的穩定性，可以在巷道的架棚之間嚴格地用拉承件的強度要適當加大。
此外，在掘進工作面10m內，斷層破碎帶附近各10m內，巷道交叉點附近各10m內，冒頂初附近各10m內，都是容易發生頂板事故的地點，巷道支護必須適當加強。
4.壓垮型冒頂的預防措施
（1）巷道應布置在穩定的巖體中，并盡量避免采動的不利影響，采區回采巷道雙巷掘進時，護巷煤柱的寬度應視其圍巖的穩定程度而定，護巷煤柱的寬度不得小于15m；中等穩定時，應不小于20m；軟弱時，應不小于30m。不用護巷煤柱時，最好是待相鄰區段采動穩定后，再沿空掘巷。
（2）巷道支架應有足夠的支撐強度，以抵抗圍巖壓力。
（3）巷道支架所能承受的變形量，應與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應。
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