煤矿顶板事故是煤矿安全生产中的常见问题,严重威胁着矿工的生命安全和矿山的稳定性。以下是对这些事故案例中涉及的几个关键知识点的详细说明:
1. **煤层开采方式与支护**:俯斜式开采在煤层倾角大的情况下容易导致支护困难。当工作面初次放顶后,如果顶板岩石层节理发育,加上小断层的存在,会形成不稳定状态。此外,支柱的维护不足,如单体液压支柱的漏液、卸压和失效,会降低支护效果,增加冒顶风险。
2. **采空区悬顶管理**:采空区悬顶面积过大可能导致突然垮落,产生强大气流,对作业人员造成伤害。有效的采空区管理应包括定期监测和及时采取强制放顶措施。
3. **顶板岩性和强制放顶**:对于硬顶板,强制放顶效果不佳可能导致大面积悬顶。矿压检测手段的缺失以及技术水平的不足,使得矿井无法有效预见并应对复杂的生产条件,增加了顶板事故的风险。
4. **违章操作和采面变化**:违章放炮可能导致采面局部冒顶,尤其在顶板破碎和支架不稳的情况下。此外,未预见采面变化,如采面上部裂隙,可能导致煤壁压垮,破坏支护。
5. **无支护区作业**:进入无支护区进行打眼放炮极其危险,可能引发采空区矸石下窜,造成冒顶。
6. **支护稳定性**:支护稳定性差会加剧顶板压力变化的影响,直接顶的突然冒落可能推垮工作面支护。
7. **空顶作业**:长时间空顶作业会增加顶板冒落的可能性,必须严格遵守规定,避免空顶作业。
8. **多层开采协调**:相邻煤矿同层开采需事先沟通,避免上方作业影响下方安全,防止透底冒顶。
9. **松散顶板下的扩帮和支柱失效**:在松散顶板下扩帮过宽,支柱失效,易导致翻眼来压,引起推垮型冒顶。
10. **初次放顶管理**:初次放顶时必须有现场监督和明确的安全措施,放顶距离应符合规定,否则可能引发大面积冒顶。
11. **三角带悬顶和周期压力**:三角带悬顶面积过大,工作面处于周期压力显现状态,需加强支护,避免因机组违章操作导致冒顶。
12. **开采组织和断层支护**:开采顺序不当可导致应力集中,断层处支护不足,增加冒顶风险。
13. **采面超宽与支护不足**:采面严重超宽且未按规定进行支护,控顶距不达标,是导致顶板事故的重要原因。
14. **回柱放顶规程执行**:回柱放顶必须严格按照规程执行,减少无关人员在场,防止顶板事故。
15. **初次放顶措施落实**:初次放顶措施未严格执行,如未使用液压升柱器确保支柱初撑力,可能导致支柱失效,造成漏顶。
16. **老空区附近作业**:老空区附近作业时,应考虑到老空压力大,顶板破碎,必须严格遵循规程和措施,放炮后应及时支护。
煤矿顶板事故的预防需要全面考虑开采方式、支护措施、违章操作、顶板特性、采空区管理、监测技术、开采组织和作业规程等多个方面,以确保矿井的安全运行。