采煤工作面頂板事故主要防治措施
* 一、采煤工作面上下端頭及兩巷超前支護
普、炮采工作面上、下端頭(出口)及與之連接的回風巷、運輸巷是事故多發(fā)地點。這是因為，工作面的上下巷一般都在采煤前掘出，巷道頂板暴露時間長，在回采時又受到采動和超前支承壓力的作用，機械采煤，有時做上下缺口要放炮，因此頂板下沉量大，破碎比較嚴重。另一方面，上下出口處在采空區(qū)和巷道交叉處，控頂范圍大；在上下出口要安裝機頭、機尾等體積較大的設備，隨著工作面的推進，移輸送機時這里的支架需要反復支、撤，使頂板更加破碎。
工作面上、下端頭是指，沿工作面方向，上巷下幫向工作面方向10米，下巷上幫向工作面方向10米的范圍內(nèi)。支護要求，使用摩擦金屬支柱的回采工作面上、下端頭部位，應使用單體液壓支柱支護；工作面輸送機頭部位要使用四對八根11號工字鋼長梁支護，保持一梁三柱，交替邁步前移。工字鋼梁要制成花邊，以便與支柱頂蓋配合，絕不能把工字鋼側(cè)向使用和不成對使用，以保證支護強度。
回采工作面上、下巷道距煤壁線20米范圍內(nèi)需要超前支護：如果兩巷原采用的是梯形木棚支護，靠近煤壁線的10米內(nèi)，要在原棚梁下架設雙排金屬鉸接頂梁和單體液壓支柱支護。往外10米到20米范圍，可采用單排支護；如果兩巷原來采用的是金屬可縮性支架(包括裸體、錨桿)或金屬棚梁支護，替棚時都要采用十字鉸接頂梁與單體液壓支柱配套支護。替棚工序應超前工作面進行，超前距離應根據(jù)頂板條件在作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。
二、防止煤壁片幫
在采高較大、煤質(zhì)較軟、頂板破碎的回采工作面，冒頂事故多數(shù)是由煤壁片幫引起的。因為靠煤壁這一側(cè)的頂板是由煤壁支撐，在支承壓力的作用下，煤壁很容易被壓酥，再加上煤層本身松軟，煤幫就很容易片落。這樣，破碎頂板在煤壁側(cè)失去支撐，很容易冒落。
在普、炮采工作面防止煤壁片幫，可以采用下面幾種辦法：
(1)落煤后，工作面煤壁應當采直采齊，及時打上貼煤壁支柱，使新暴露出的頂板得到支護，從而減少對煤壁的壓力。
(2)如果采高大于2米，煤壁松軟，有片幫現(xiàn)象時，打完貼幫支柱后，還要加打橫撐將煤壁撐住。打橫撐的方法是，先把半圓木立著貼在煤壁上，用橫撐一頭頂住，另一頭撐在貼幫柱上。如果煤壁很破碎，可以在煤壁和貼幫柱之間橫向填塞半圓木或板皮加以維護。
(3)在片幫嚴重的地方，如果截煤或放炮后煤壁上方已經(jīng)塌落，應在貼幫柱上加托梁或者超前掛金屬鉸接頂梁，使托梁或頂梁伸入煤壁片落處，超前支護頂板。
(4)打眼時要合理布置炮眼，掌握好角度，頂眼距頂板不要太近。每個炮眼的裝藥量要適當控制。
(5)落煤后及時挑頂刷幫，使煤壁不要向采空區(qū)方向傾斜，最好使煤壁向工作面前進方向仰斜一點。
防止煤壁片幫不僅可以預防冒頂，還可以減少砸人事故。在截煤或放炮后要及時清除傘檐和底根，保持煤壁齊整，也有利于移設輸送機和打支柱。
三、加強初次放頂?shù)?a href=http://www.treasurewfy.com target=_blank class=infotextkey>安全要求
單體支柱工作面由開切眼向前采煤，叫初采。到一定距離后，除工作面的回采空間外，支柱要順序回撤，采空區(qū)頂板處于無支撐狀態(tài)。隨著懸頂面積增加，開始大面積垮落，叫初次放頂。初次放頂時工作面壓力很大，很容易發(fā)生冒頂事故。
初采時，往往因為開切眼施工質(zhì)量差，掘出時間長，工作面第一次開幫后會發(fā)生大小不同的漏頂現(xiàn)象，支架上部形成空頂區(qū)，支架失去牢固性，放頂時就容易推垮工作面。因此，掘進開切眼時要做到不空頂，兩幫要背滿背實。如果是分層開采的第一分層，則頂幫都要鋪好金屬網(wǎng)。第一次開幫前，要在原有梯形支架棚梁下加打支柱；如果棚頂已空，就要用一梁三柱大板梁套棚，兩端插入煤壁，并在棚梁上架木垛接頂。初采時開幫進度不宜過大，新架支架一側(cè)頂緊煤壁，另一側(cè)與開切眼原有支架連鎖，以提高工作面支架穩(wěn)定性。
一般推進10米左右即可初次放頂。放頂前要加固工作面支架，適當增加密度。為防止煤壁處頂板出現(xiàn)采動裂隙和臺階式下沉，要增設貼幫支柱。沿工作面每6～10米增加一個木垛，木垛四角可加戧柱固定。工作面放頂線上應打單排密集支柱。為防止頂板巖石垮落的側(cè)向推力，在密集支柱工作面一側(cè)，支上向老塘傾斜的戧柱。第一次放頂以放兩排柱比較合適，即放夠開切眼寬度；沿工作面傾斜方向自下而上順序回柱，也可以分幾段同時回柱。初次放頂時，要密切觀察頂板活動和冒落情況，必須有初次放頂安全管理小組人員親自在場指揮。
四、單體支柱回采工作面收尾
回采工作面推進到規(guī)定的停采線，就該搬家倒面了。這時要進行收尾工作：撤出全部支架和機電設備，并使頂板垮落。這是一項難度較大的工作，弄不好就會出現(xiàn)頂板事故。
為了防止回收時丟失單體液壓(摩擦)支柱，一般在收尾前兩三天，工作面每推進一排就新打一排木柱，把替換下來的單體支柱和頂梁由下順槽外運；等全部替換完畢，便可拆除機電設備外運，然后由下向上用回柱絞車回收木柱。這種收尾辦法適用于工作面頂板穩(wěn)定的條件。因為在替換過程中工作面鐵、木柱混用，而兩種支柱的可縮性和支撐力不同，使頂板下沉不均，往往形成臺階式沉裂，頂板破碎，甚至冒頂。為了避免這種現(xiàn)象，有的只在回收時超前一段支設零星木柱。
工作面收尾時要采取以下安全措施：回采到停采線是要留出支護良好的最小控頂距空間，作為行人和運料用；用大梁套棚和木垛維護好上出口，保證后路暢通；回柱的次序是由采空區(qū)向煤壁，由下向上；對拉工作面及有中巷的工作面，如傾角不大可由兩頭向中間回收；回柱工作必須由熟悉頂板性質(zhì)、責任心強的工人擔任，一人回柱操作，還必須有專人觀察頂板，采空區(qū)內(nèi)的支柱要回收干凈；隨著下部頂板垮落堵塞，如果工作面溫度升高、有害氣體聚積，回風巷要安設局部通風機加強通風，等等。
如果傾角不大，也可以由上而下進行工作面收尾的回撤工藝。但這種辦法要特別注意頂板垮落巖塊向下滾動，需要制定相應的安全技術措施才行。
五、堅硬難冒頂板要及時強制放頂
堅硬難冒頂板是指直接頂很薄或基本上沒有，煤層上直接覆蓋的是堅硬的砂巖、礫巖等，而且厚度很大。在這類堅硬頂板下采煤回柱后，可以形成幾千平方米，甚至幾萬、幾十萬平方米的懸頂而不冒落。但是到了一定時候，頂板大面積來壓并突然冒落，產(chǎn)生強烈的暴風沖擊，引起地層強烈震動，可將巷道和工作面摧毀，造成傷亡事故。
為了預防大面積頂板垮落，有的礦采用煤柱支撐法管理頂板，即沿走向每采30～50米留一個寬5米的煤柱，用煤柱支撐頂板，把采空區(qū)與工作面隔開，并在與生產(chǎn)工作面相鄰的采空區(qū)進行強制放頂。放頂良好的采空區(qū)，一般不再出現(xiàn)大面積來壓。如果采空區(qū)已經(jīng)封閉，可以由地面打鉆到采空區(qū)，進行深孔爆破，強制放頂。這樣，在有壓力顯現(xiàn)區(qū)域可以促使頂板早期分次冒落，減輕頂板壓力；在壓力不明顯區(qū)域，可以崩落部分頂板，造成頂板裂縫，形成人為的頂板薄弱帶，以利來壓后分次冒落。
消除堅硬頂板冒頂事故的根本辦法，是采用長壁全部垮落采煤法。即當工作面推進20～30米時，由工作面向頂板鉆孔，一次裝藥爆破，進行初次放頂。以后隨著工作面的推進，當懸頂過大時，繼續(xù)進行深孔爆破強制放頂。這樣就極大消除了大面積來壓及冒落對礦井和人身的危害。
此外，采用頂板預注水軟化，破壞堅硬巖層的整體性，使其強度降低，也是處理堅硬難冒頂板的一種好方法。
*六、綜采工作面防止頂板事故
使用自移式液壓支架的綜采工作面，并不能完全消除頂板事故。與炮采、普采不同的是，自移式液壓支架工作面的冒頂事故大都發(fā)生在頂梁前端的空頂區(qū)內(nèi)。根據(jù)我國綜采工作面的實踐，冒頂主要在下面幾種情況下發(fā)生：
1、架型與圍巖條件不適應 有的礦在破碎頂板下沒有采用掩護式支架，而使用了垛式支架，引起冒頂和漏矸事故。
2、支架工作阻力確定不合理 有的工作面頂板壓力大，而支架阻力選得偏低，結(jié)果活柱下縮量過大，引起冒頂，甚至把支架壓死，處理非常困難。解決上面兩個問題的關鍵是要對頂板進行合理的分類，根據(jù)頂板壓力及巖性特點正確選擇液壓支架的架型和工作阻力。
3、煤壁片邦 采高大、煤質(zhì)軟、頂板破碎的工作面，冒頂大多數(shù)是由片幫引起的。防止的辦法除在第十六課中已介紹過的之外，片幫嚴重時，液壓支架必須有護幫板。
4、超高采煤 采煤機割煤高度必須保持在支架最大支撐高度的范圍內(nèi)，如果超過支架最大高度，支架失去支護的作用，致使頂板大量下沉，引起冒頂。所以要嚴格掌握采高；不能超過支架允許的高度。
5、端面距大 支架頂梁前端到煤壁這一段頂板沒有支護，是引起冒頂?shù)闹匾?。端面距一般應保持不大?00毫米。
此外，還有分層開采時鋪網(wǎng)和灌漿質(zhì)量不好，移架操作不當?shù)仍?，所以還應在提高操作水平和工程質(zhì)量上下功夫。工作面傾角大于15℃時，要采取防倒防滑措施；傾角大于25℃時，必須有防止煤(矸)竄出刮板輸送機傷人的措施。底板松軟也要采取相應的措施。
思考題
1、普、炮采工作面哪些地方是頂板事故多發(fā)地點？
2、采煤工作面一般推進多少米時即可初次放頂？
3、消除堅硬頂板冒頂事故的根本辦法應采用哪種采煤方法？