煤矿回采工作面顶板事故分析山东科技大学谭云亮目录1、顶板控制的基本概念2、顶板事故发生的基本类型及原因一、顶板控制的基本概念图1需控岩层范围示意图老顶直接顶定义：直接顶：指在老塘里发生冒落，回采工作面内直接作用在支架（或支柱）上的那部分岩层。其特点为形不成结构，不能在水平方向保持传递力的联系。支架（或支柱）必须能够承担其作用力。老顶：指在运动时，对回采工作面内矿压显现产生明显影响的那部分岩层。其特点能够形成结构，并能在水平方向保持传递力的联系。支架（或支柱）必须只需要够承担其部分作用力，满足来压时不至于砸跨或压跨工作面即可。二、顶板事故发生的基本类型及原因（1）按照顶板运动特征分类顶板事故分类小范围冒顶大面积切顶采煤过程中冒顶放顶过程中冒顶直接顶破碎直接顶运动老顶运动推垮压垮向煤壁方向向老塘方向沿面倾斜方向向煤壁方向向老塘方向压垮冲击砸垮统计分析1：直接顶来压事故：61%老顶来压事故：39%统计分析2：直接顶来压事故：推垮型事故占79%；压垮型事故占21%。老顶来压事故：推垮型事故占58%；压垮型事故占42%。统计分析3：统计分析4：局部冒顶事故——原因由于采煤过程中悬露的破碎顶板得不到及时支护，或虽支护但支护方式不正确和支护质量不好所造成。沿倾斜方向推垮型事故情形1—真顶推垮实例1：南桐矿务局鱼田堡煤矿2601工作面，倾角31度，距回风巷46米处有一与走向成40度夹角的断层。木支护，工作面下部先发生局部冒顶，直接顶在煤壁附近已经出现断裂。随后，出现沿断层往下大面积推垮型事故。实例2倾角26度，推到9米时，在F1断层冒顶4米，不久，顶板出现第2次冒顶，斜长38米，宽3~5米。情形2—假顶推垮先采上分层，后采下分层，假顶自行运动支柱，垮面失稳——原因（1）时空原因：老顶来压之前，支架上作用力低，直接顶易离层，支架稳定性低，易被推倒。（2）煤层条件：煤层厚度大于1.5米,顶板运动有足够的空间,倾角一般大于20度,顶板在自重作用产生较大的下滑力,为下滑创造了条件。（3）走向断层的切割：使顶板沿倾斜方向约束解除。（4）开采与支护条件：（a）工作面推到直接顶沿煤壁断裂位置；（b）支柱初撑力偏低。向煤壁方向推垮型事故原来木矿千台军台+820水平、+700水平的十槽和二槽单体支柱机采面曾出现过类似的事故。——原因（1）支柱初撑力不足或工作阻力不足；（2）沿着煤壁产生断裂，造成台阶下沉。向老塘方向推垮型事故向老塘方向推垮型事故案例1工作面仰斜开采（仰角5度）采高1.8~2.2m，工作面推进7m时,发生直接顶沿煤壁断裂,不久产生向老塘方向推垮,长16.5m,宽3.95m,高0.8m。向老塘方向推垮型事故案例2鱼田堡煤矿复合顶板推垮型事故仰角5度——原因（1）在老顶来压以前，支柱上无压力；（2）一般为厚或中厚煤层仰采，仰角大于5度；（3）顶板为假顶或复合顶；（4）老塘冒落高度小，不能阻止顶板向老塘方向滑动。向煤壁方向压垮型事故京西矿区的十槽、二槽、五槽顶板存在此种事故可能性。——原因（1）直接顶强度高、悬顶大；（2）推进方向上有倾斜断层切割；（3）支护选型不合理、初撑力低，工作阻力不足于使直接顶沿切顶排切顶。老顶运动引起压垮型事故后排支柱缩量不足，而被压坏，剩余支柱不足以支撑直接顶而被全部压垮。——原因（1）支护选型不当，老顶来压，缩量不足；（2）控顶距不合理，末排支柱被压坏。老顶运动引起砸垮型事故开切眼处推垮面事故（2）按工程地点及特点分类托顶留底开采垮面事故过断层超高开采垮面事故放顶煤开采垮面事故软底采场开采垮面事故深部开采压垮事故综放面异常压力压垮事故石灰岩采场的压垮事故破碎顶板下的漏垮事故坚硬顶板下的回柱事故(1)坚硬顶板下的回柱事故(2)---------大块假顶下回柱厚煤层对采压垮事故（1）区段煤柱压垮下工作面浅埋采场的压垮事故大幅度减少顶板事故的关键在于：（1）做好顶板活动的预测预报（包括活动范围、方向、时间、强度等）；（2）针对具体煤层和顶板条件，合理选择支护方式进行正确的顶板控制设计；（3）尽量采用单体液压支柱，杜绝木支护；（4）在复采或厚煤层下分层开采时，要正确布置切眼的位置，避免布置在上方冒落矸石与老顶不接触的地方;（5）要严格保证支柱的初撑力和工作阻力。小结
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