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单元标题:第六章煤矿顶板灾害防治
教学时数:( 11 )学时,其中理论( 11 )学时
教学目的与要求:
使学生掌握煤矿顶板灾害防治基本理论、回采工作面顶板的日常管理、回采工作面顶板灾害防治技术、巷道顶板灾害的防治、顶板事故处理。
主要教学内容:
第一节基本理论概述(2学时)
第二节回采工作面顶板的日常管理(2学时)
第三节回采工作面顶板灾害防治技术(3学时)
第四节巷道顶板灾害的防治(2学时)
第五节顶板事故处理(2学时)
教学重点与难点:
重点掌握顶板事故的形式和特点、影响顶板事故的主要因素、支护原理等基本理论;回采工作面顶板情况和来压的预测、回采工作面顶板管理的技术要求、回采工作面顶板管理的制度要求等回采工作面顶板的日常管理;局部冒顶事故预防措施等回采工作面顶板灾害防治技术;掘进工作面顶板管理的制度要求及注意事项、常见巷道顶板事故的预防等巷道顶板灾害的防治技术;顶板事故处理基本原则、采煤工作面冒顶事故处理、巷道冒顶事故处理、救护队处理冒顶事故的行动等顶板事故处理技术;难点是巷道顶板灾害的防治技术措施。
课后作业:
复习题
课后体会:
第六章煤矿顶板灾害防治
第一节基本理论概述
项板事故的形式和特点
(一)采煤工作面顶板事故
1. 局部冒顶事故
图6-1-1 直接顶运动引起的推垮型事故
a-顶板沿倾斜方向推垮前;b-顶板顶板沿倾斜方向推垮后;c-顶板向采空区方向推垮前;d-顶板向采空区方向推垮后
图6-1-2 直接顶运动引起的压垮型事故
a-顶板向煤壁方向压垮前;b-顶板向煤壁方向压垮后;c-顶板向采空区方向压垮前;d-顶板向采空区方向压垮后
局部冒顶事故实质上是已被坏的顶板失去依托而造成。就其触发原因而言可以大致分为两部分:一部分是采煤工作(包话破煤、装煤等)过程中发生的局部冒顶事故,即在采煤过程中未能及时支护已出露的破碎顶板;另一部分则是单体支护回柱和整体支护的移架操作过程中发生的局部冒顶事故。
2. 大冒顶事故`
采煤工作面的大冒顶事故也叫采场大面积切顶、落大顶、垮面。
1)由直接顶运动所造成的垮面事故
就其作用力的始动方向可分为以下两大类:
图6-1-3 老顶运动引起的冲击推垮
(砸垮)型事故
a-煤壁片塌和顶板下切;b-老顶把直接顶推垮
图6-1-4 老顶运动引起的压垮型事故
a-靠近采空区支柱先压断;b-支柱全部压断而垮面
(1)推垮型事故。包括走向推进工作面常发生的倾向推垮型事故,如图6-1-1a 、 b 所示,及倾斜推进工作面容易发生的向采空区方向推垮型事故,如图 6-1-1c 、d 所示。
(2)压垮型事故。包括向煤壁方向压垮,如图 6-1-2a 、b 所示,及向采空区方向压垮型事故,如图 6-1-2c 、d 所示。
2)由老顶运动所造成的垮面事故
(1)冲击推垮型(即砸垮型)事故。这类事故发生时,开始运动的老顶首先将其作用力施加于靠近煤壁处已离层
的直接顶上,造成煤壁片塌和顶板下切,紧接着高速运动的老顶把直接顶推垮。这类事故发展的简单过程如图6-1-3所示。
(2)压垮型事故。这种事故发生在采用木支架支护的采场。事故过程如图 6-1-4 所示。
3)大冒顶事故发生的时间地点
从工作面倾斜方向来看,距离上出口 10 m范围内的事故比例通常是临近下出口部位所发生事故比例的两倍多。其主要原因是受上侧工作面支承压力作用的影响,顶板的完整性容易受到破坏的结果。
从工作面推进方向来看,采煤工作面从开切眼推进开始到回采结束,就顶板运动和矿压显现特征的差别而言,可以分为两个发展阶段,即老顶各岩梁初次来压完成前的初次来压阶段,以及老顶来压完成后的正常推进阶段。
(二)巷道顶板事故
巷道的变形和破坏形式是多种多样的,巷道中常见的顶板事故按照围岩破坏部位可分为:巷道顶部冒顶掉矸、巷道壁片帮以及巷道顶、帮三面大冒落三种类型。按照围岩结构及冒落特征又可分为:镶嵌型围岩坠矸事故、离层型围岩片帮冒顶事故、松散破碎围岩塌漏抽冒事故以及软岩膨胀变形毁巷事故等几种形式。
二、影响顶板事故的主要因素
(一)影响采煤工作面顶板事故的因素
(1)煤层倾角。煤层倾角对采煤工作面矿山压力显现的影响是很大的。
(2)采煤工作面的围岩组成。采煤工作面的围岩,一般是指直接顶、老顶以及直接底的岩层。这三者对采煤工作面的安全生产有着直接的影响。其中直接顶的稳定性直接决定着支架的选型、支护方式的确定,是引起工作面局部冒顶的主导原因。
(3)地质构造。各种地质构造如断层的存在可能改变顶板冒落的一般规律,造成突然来压和冒顶。
(4)开采深度。开采深度直接影响着原岩应力大小,同时也影响着开采后巷道或工作面周围岩层内支承压力的大小。