一)煤壁區(qū)的安全管理

煤壁區(qū)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(qū)經(jīng)常因鑲嵌型或破碎頂板面發(fā)生局部冒頂。尤其當(dāng)煤壁留有傘檐發(fā)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(fā)生脫落。在采煤機(jī)采煤或爆破落煤后,如果支護(hù)不及時(shí),這類游離巖塊容易突然冒落,造成局部冒頂事故。預(yù)防煤壁區(qū)局部冒頂應(yīng)采取的措施主要包括:

(1)嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度。在開工前,(組)長(zhǎng)必須對(duì)工作面安全情況進(jìn)行一次全面檢查,確認(rèn)無(wú)危險(xiǎn)時(shí),才準(zhǔn)工人進(jìn)人工作面。每個(gè)工作人員必須經(jīng)常認(rèn)真地檢查工作地點(diǎn)的頂板、煤壁、支架等情況,必須按照作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時(shí)支架,所有支架都必須架設(shè)牢固,嚴(yán)禁在浮煤成浮上架設(shè)支架。

(2)嚴(yán)禁空頂作業(yè)。炮采工作面要及時(shí)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(shè)超前托梁;機(jī)采工作面掛梁不得落后機(jī)組10m,停機(jī)后要及時(shí)緊跟掛梁,要求端面距≤300mm,機(jī)道梁端至煤壁間冒頂高度不超過(guò)200mm;綜采面采煤機(jī)過(guò)后應(yīng)及時(shí)伸出伸縮梁,及時(shí)擦頂帶壓移架,頂梁的俯視角不得超過(guò)7°,端面距≤340mm,機(jī)道梁端至煤壁頂板冒落高度不大于300mm,上述冒頂要插嚴(yán)背實(shí)和接頂。當(dāng)冒落高度較大,有漏頂空洞時(shí),應(yīng)及時(shí)用舊木料填嚴(yán)、架設(shè)小木垛接頂或采取化學(xué)泡沫材料如注人樹脂類粘結(jié)劑使其固化,以防止冒頂。

(3)炮采工作面應(yīng)采用對(duì)頂板震動(dòng)較小的毫秒雷管爆破,同時(shí)合理布置炮眼,適當(dāng)控制裝藥量,縮小分段爆破距離,牢固架設(shè)支架嚴(yán)防崩倒支柱,崩倒支柱要立即重新架設(shè)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(shí)要加密貼幫柱。翻打貼幫柱時(shí),要嚴(yán)格按照先打后翻的原則進(jìn)行,確保煤人員在支柱保護(hù)下進(jìn)行作業(yè)。初次放頂及周期來(lái)壓期間等情況下,貼幫柱應(yīng)比正常情況加密。

(4)機(jī)采工作面支護(hù)形式宜采用交錯(cuò)梁直線柱布置,提高端面支護(hù)阻力,縮小梁端距寬度,必要時(shí)支設(shè)貼幫柱。在破碎頂板條件下,可采用窄短機(jī)身采煤機(jī)。采煤機(jī)設(shè)擋煤板,攉煤人員不準(zhǔn)到機(jī)道攉煤。綜采工作面應(yīng)用長(zhǎng)側(cè)護(hù)板、整體頂梁、內(nèi)伸縮式頂梁、內(nèi)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(jìn)過(guò)程中已經(jīng)歷了初次松動(dòng)因此開始回采后,上、下出口及端頭受采動(dòng)影響,板進(jìn)一步受到松動(dòng)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(qū)殘余支承壓力疊加作用的影響,頂板松動(dòng)破壞更為嚴(yán)重,因此容易造成局部冒頂。

上、下出口及端頭局部冒頂?shù)闹饕A(yù)防措施包括:

(1)工作面上下出口都要至少超前一刀(斜長(zhǎng)不小于2m),要堅(jiān)持正確使用好4對(duì)8根長(zhǎng)鋼梁支護(hù),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(wú)端頭支架或端頭處使用單體液壓支柱的也要執(zhí)行此規(guī)定),并保持一梁三柱,交替邁步前移。工字鋼長(zhǎng)鋼梁要制成花邊,以便與支柱頂蓋配合,嚴(yán)禁工字鋼長(zhǎng)鋼梁側(cè)向使用或不成對(duì)使用。

(2)工作面輸送機(jī)機(jī)頭(包括機(jī)尾)與下順槽包括上順槽)輸送機(jī)樓接處,下順槽上幫或上順槽下幫)要設(shè)一對(duì)長(zhǎng)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(jìn)前移,該對(duì)梁與工作面第一架棚梁距不超過(guò)0.7m。

(3)上、下順槽至煤壁線20m范圍內(nèi)支架完整無(wú)缺,并進(jìn)行超前加強(qiáng)支護(hù)。距煤壁10m范圍內(nèi)打雙排柱,10~20m范圍內(nèi)打單排柱。換子可用“十字頂梁超前替換(工作面輸送機(jī)機(jī)頭上方十字頂梁要用長(zhǎng)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(jī)采空區(qū)側(cè)或煤壁側(cè),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(shí)縮短下順槽輸送機(jī)機(jī)尾及時(shí)移動(dòng)上端頭柱絞車,使上、下端頭保持規(guī)定的控頂距。在復(fù)合頂板條件下,上下端頭可增設(shè)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(yīng)用端頭支架,則在工作面與巷道相連處,需用一對(duì)邁步抬棚。此外,超前工作面20m內(nèi)的巷道支架也應(yīng)用中心柱加強(qiáng)。

(三)放頂區(qū)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(qū)。放頂區(qū)發(fā)生冒頂事故的原因主要有:

(1)回柱放頂不符合作業(yè)規(guī)程規(guī)定。如支柱質(zhì)量差,特種支架不齊全,回柱放頂不及時(shí),控頂距超過(guò)規(guī)定,回柱方法不符合操作規(guī)程,柱與放炮、割煤等工序平行作業(yè)時(shí)的安全距離不夠,放頂區(qū)內(nèi)的支架未回清等,容易造成頂板局部來(lái)壓冒落。

(2)回撤承壓支柱時(shí)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(shí),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(lái)不及躲的回柱工人。

(3)回撤局部懸頂區(qū)支柱時(shí),當(dāng)采空區(qū)局部懸頂超過(guò)規(guī)定臂落高度小于1.5倍采高時(shí),既未進(jìn)行強(qiáng)制放頂,又未采取加強(qiáng)支護(hù)等措施回柱后大塊懸頂旋轉(zhuǎn)冒落,推倒末排支架導(dǎo)致局部冒頂。

(4)頂板上方空洞進(jìn)入放頂區(qū)時(shí),由于煤壁區(qū)頂板上方空洞未及時(shí)填嚴(yán),隨著工作面推

進(jìn),頂板上方空洞進(jìn)入放頂區(qū)后,在回柱放頂時(shí),空洞被波及突然再次冒落,沖擊砸放頂區(qū)附近支架,因此造成局部冒頂。

(5)擋矸不嚴(yán)。當(dāng)工作面采高或傾角較大時(shí)放頂線未設(shè)擋簾;分段回柱時(shí)分段處擋閘不牢不嚴(yán),采空區(qū)冒落矸石竄人工作面或滾落到下部控頂區(qū),推垮工作面支架導(dǎo)致局部冒頂。

放頂區(qū)局部冒頂?shù)闹饕A(yù)防措施包括:

(1)采煤工作面必須及時(shí)面柱放頂或充填,頂距超過(guò)作業(yè)規(guī)程規(guī)定時(shí)禁止采煤,回風(fēng)、運(yùn)輸順槽末端與工作面放頂線對(duì)齊(機(jī)頭處可根據(jù)作業(yè)規(guī)程規(guī)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(qū)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(qiáng)支護(hù),超過(guò)的要進(jìn)行強(qiáng)制放頂。特殊條件下不能強(qiáng)制放頂時(shí),要有強(qiáng)化支護(hù)可靠措施和礦壓觀測(cè)資料及監(jiān)測(cè)手段

(3)工作面無(wú)空載支柱,回撤的支柱要及時(shí)打在新放頂線內(nèi)側(cè)的梁下,隨用隨取。特殊支架(如戧柱、戧棚及木垛等)應(yīng)按作業(yè)規(guī)程規(guī)定及時(shí)支設(shè)齊全。

(4)采煤工作面采用密集支柱切頂時(shí),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(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。工作面采用無(wú)密集支柱切頂,采高大于1.6m時(shí),放頂線應(yīng)設(shè)擋簾防止矸石竄入工作面。

(5)用陷落法管理頂板時(shí),回柱放頂?shù)姆椒鞍踩胧┍仨氃谧鳂I(yè)規(guī)程中明確規(guī)定。支柱和放頂平行作業(yè)時(shí),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(yīng)在采空區(qū)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(yīng)劃分在同一分段內(nèi)回收支柱?；爻烦袎褐е鶗r(shí),回柱工人要及時(shí)后撤到安全地點(diǎn)。在急傾斜倒臺(tái)階或直線長(zhǎng)壁工作面內(nèi),嚴(yán)禁上部回柱時(shí)下部有人同時(shí)作業(yè)。要求放頂區(qū)內(nèi)的支架及特種支架都必須回清,木柱必須用機(jī)械回撤,嚴(yán)禁放頂人員進(jìn)入冒頂區(qū)取柱,必須用柱器、回柱絞車或長(zhǎng)把鐵鉤拉出。

(6)為預(yù)防放頂區(qū)頂板上方空洞冒落,在空洞上下側(cè)各5m范圍內(nèi)不回撤支柱,哲

時(shí)適當(dāng)加大控頂區(qū),直到工作面推進(jìn)到空洞的煤壁一側(cè)有足夠的安全工作空間后,再開始回撒空洞以外的支柱?；爻房斩匆酝庵е鶗r(shí),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(nèi)。

(7)采煤工作面的初次放頂、最后收尾、托偽頂開采,以及過(guò)老空、過(guò)局部破碎帶、過(guò)斷層等區(qū)域內(nèi)放頂時(shí),都必須制定安全措施。

四破壞帶及其附近的安全管理

地質(zhì)破壞帶及其附近的頂板裂隙發(fā)育、破碎區(qū),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(wú)粘結(jié)力,尤其是斷層面成為導(dǎo)水裂隙時(shí),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(shí),在頂板活動(dòng)過(guò)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(yīng)在斷層兩側(cè)加設(shè)木垛,加強(qiáng)維護(hù)并迎著巖塊可能滑下的方向支設(shè)戧棚或戧柱。對(duì)于有些綜采工作面、高檔普采和普采工作面,回采過(guò)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(dāng)斷層處的頂板特別破碎,用錨桿錨固效果不佳時(shí),可采用注入法,將較多的樹脂注入大量的煤巖裂隙中,進(jìn)行預(yù)加固。

(2)工作面遇到走向斷層時(shí),通常是在斷層面的下方為冒頂危險(xiǎn)區(qū)。這是由于頂板沿?cái)鄬用嫦蛳路交?一般在支護(hù)強(qiáng)度不足和巖層穩(wěn)定性較差的情況下,尤其當(dāng)回柱放頂距斷層面約5~8m時(shí),極易發(fā)生局部冒頂。因此應(yīng)加強(qiáng)斷層面下方支護(hù)及回柱放頂時(shí)的安全措施。

(3)過(guò)斷層前后應(yīng)增加支護(hù)密度,提高支架總的支撐能力和穩(wěn)定性。當(dāng)斷層面暴露后,及時(shí)用戧棚撐緊,用板材背嚴(yán),用木垛支承上下盤頂板當(dāng)挑頂過(guò)斷層留底煤時(shí)支柱要穿大“鐵鞋”,底煤側(cè)面用擋板擋嚴(yán)防止塌落當(dāng)臥底過(guò)斷層留頂煤時(shí),要插嚴(yán)背實(shí)頂煤。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,回采工作面過(guò)斷層時(shí)必須極據(jù)具體情況,改變支架方式,并制定安全措施。

(4)當(dāng)由下往上回柱放頂,距斷層面約5~8m時(shí),入員必須撤到斷層固以上。在工作面過(guò)斷層時(shí),至少過(guò)到上盤有兩個(gè)支柱空間后才能回柱放頂?；叵卤P工作固支柱時(shí),要合理確定放頂步距,并一次回完斷層外側(cè)支架。此時(shí)人員必須離到上盤工作面有支護(hù)的空間內(nèi),并距離回柱地點(diǎn)至少15m以外。其他回柱放頂?shù)陌踩胧┩懊嫠觥?/p>