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煤矿回采工作面顶板事故分析目 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 定义： 放顶煤开采垮面事故 软底采场开采垮面事故 推进方向 深部开采压垮事故 Lk 综放面异常压力压垮事故 断层 老顶断裂线 石灰岩采场的压垮事故 推进方向 破碎顶板下的漏垮事故 推进方向 Lk 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 七层煤柱 八层煤工作面 A A 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 * * 山东科技大学 谭云亮 图1 需控岩层范围示意图 老顶 直接顶 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 推进方向 （2）按工程地点及特点分类 托顶留底开采垮面事故 推进方向 过断层超高开采垮面事故 *