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頂板大面積切冒事故的防治技術

作者: 時間:2019-10-08 10:00
    大面積切冒又稱大面積塌冒,曾稱大面積來壓,是指采空區內大面積懸露的堅硬頂板在短時間內突然塌落而造成的大型冒頂事故。     當煤層頂板是整體厚層硬巖(如砂巖、砂礫巖、礫巖等,其分層厚度大于5~6 m)時,它們要懸露幾千、幾萬,甚至十幾萬平方米才冒落。這樣大面積的頂板在極短時間內冒落下來,不僅由于重量的作用會產生嚴重的沖擊破壞力,而且更嚴重的是會把采空區的空氣瞬時擠出,形成巨大暴風,產生極強的破壞力。     (1)大面積切冒的主要預兆     ①頂板斷裂聲響的頻率和音響增大。     ②煤幫有明顯受壓與片幫現象。     ③底板出現底鼓或沿煤柱附近的底板發生裂縫。     ④巷道(上下平巷)超前壓力較明顯。     ⑤工作面中支柱載荷和頂板下沉速度明顯增大。     ⑥有時采空區頂板發生裂縫或淋水加大,向頂板中打的鉆孔原先流清水后變為流白糊狀的液體,這是斷裂巖塊互相摩擦形成的巖粉與水的混合物。     如圖9.17所示為頂板中游離巖塊旋轉推倒支架示意圖。
頂板中游離巖塊旋轉推倒支架     圖9.17    頂板中游離巖塊旋轉推倒支架     (2)大面積切冒的預測、預報和處理方法     大面積切冒可以用微震儀、地音儀和超聲波地層應力儀等進行預測,由于厚層堅硬巖層的破壞過程,長的在冒頂前幾十天就出現聲響和其他異?,F象,短的在冒頂前幾天,甚至幾小時也會出現預兆。因此,根據儀器測量的結果,再結合歷次冒頂預兆的特征,可以對大面積切冒進行較準確的預報,避免造成災害。     防止和減弱大面積切冒危害的原則是:改變巖體的物理力學性質,以減小頂板懸露及冒落面積,減小頂板冒落高度,降低空氣排放速度。具體的做法如下:     1)頂板高壓注水     從工作面平巷向頂板打深孔,進行高壓注水,注水泵最大壓力達15 MPa。頂板注水可起弱化頂板和擴大巖層中的裂隙及弱面的作用。     2)強制放頂     用爆破的方法人為地將頂板切斷,使頂板冒落一定厚度形成矸石墊層。切斷頂板可以控制頂板冒落面積,減弱頂板冒落時產生的沖擊力;形成矸墊層則可以緩和頂板冒落時產生的沖擊波及暴風。     對厚層難冒頂板來說,不論是采取高壓注水還是強制放頂,也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均應為采高的2~3倍(包括直接頂在內),其目的就是使處理下來的巖塊基本上能填滿采空區,從而保證安全生產。