礦井開采過程中的采掘工作面或在已掘的巷道內(nèi)所發(fā)生的冒頂、片幫、掉矸等造成的人身傷亡和生產(chǎn)事故統(tǒng)稱為頂板事故。頂板事故是煤礦五大災(zāi)害之一,掌握冒頂事故的預(yù)兆及其預(yù)防措施是煤礦安全生產(chǎn)的重要保證。頂板事故對礦井安全生產(chǎn)危害極大,據(jù)統(tǒng)計,冒頂事故所占的比例占其他事故的60%以上,傷亡人數(shù)占40%左右。因此,我們必須分析掌握煤礦發(fā)生冒頂事故的原因、預(yù)兆、研究有效預(yù)防措施,以降低煤礦頂板事故的發(fā)生,保證煤礦安全生產(chǎn)。
??????? 一、頂板事故的分類
??????? 賦存在煤層之上的鄰近巖層稱為頂板。煤層頂板自上而下分為老頂(基本頂)、直接頂和偽頂。偽頂是直接位于煤層之上較薄的軟巖層,通常是泥質(zhì)頁巖、泥巖,富含植物化石,在采煤時隨落煤而跨落,不易支護,容易影響煤質(zhì)。直接頂是位于偽頂或煤層(無偽頂時)之上的泥巖、頁巖、粉砂巖或細砂巖,具有一定的穩(wěn)定性,它隨回柱而跨落。老頂(基本頂)是位于直接頂或煤層(無直接頂時)之上較堅硬、較厚的巖層,多為砂巖、礫巖、石灰?guī)r,它能在采空區(qū)較長時間內(nèi)維持很大的面積而不跨落。按冒頂范圍,可將頂板事故分為局部冒頂和大型冒頂兩類;按發(fā)生冒頂事故的力學(xué)原因,可將頂板事故分為壓垮型冒頂、漏垮型冒頂和推垮型冒頂三類。
??????? 1、局部冒頂
??????? 局部冒頂是指冒頂范圍不大,有時僅在3-5支架范圍內(nèi),傷亡人數(shù)不多(1-2人)的冒頂。實際生產(chǎn)中局部冒頂?shù)拇螖?shù)遠大于大型冒頂事故,約占采場冒頂事故的70%,危害比較大。
??????? 2、大型冒頂
??????? 大型冒頂是指范圍較大,傷亡人數(shù)較多(每次死亡三人以上)的冒頂。
??????? 3、壓垮型冒頂
??????? 因支護強度不足,頂板來壓時壓垮支架而造成的冒頂事故。
??????? 4、漏垮型冒頂
??????? 由于頂板破碎。支護不嚴(yán)而引起破碎的頂板巖石冒落的冒頂事故。
??????? 5、推垮型冒頂
??????? 因復(fù)合型頂板水平推力作用使支架大量傾斜而造成的冒頂事故。
??????? 二、冒頂事故原因
??????? 冒頂事故發(fā)生的原因很多,其根本原因在于開采過程中礦山壓力的活動所造成。頂板的礦山壓力活動過程中發(fā)生不同程度的變形,先是沿著頂板節(jié)理出現(xiàn)裂隙,產(chǎn)生離層現(xiàn)象。此時,如果頂板管理不當(dāng),支護質(zhì)量不好,壓力繼續(xù)增大,巖石變形超過彈性變形極限,就會出現(xiàn)斷裂、垮落、片幫或局部冒頂。從發(fā)生冒頂事故的原因分析,有的屬于對客觀事物的認識不足,而較多的則是現(xiàn)場管理不善所造成。
??????? 三、冒頂?shù)念A(yù)兆
??????? 冒頂?shù)念A(yù)兆是多方面的,有聲音方面、頂板上的、支架及棚子上的及煤幫上的預(yù)兆等。
??????? 1、聲音方面的預(yù)兆
??????? 采掘工作面冒頂前會發(fā)出多種聲音,如:采煤工作面老頂斷裂時發(fā)出的鳴炮聲、直接頂受壓時的破裂聲、掘進工作面棚子及背頂材料受壓后的劈裂聲等,都是冒頂?shù)念A(yù)兆。
??????? 2、直接頂上的預(yù)兆
??????? 采煤工作面直接頂在受到老頂壓力后,會更加破碎,裂縫條數(shù)會增多、加寬,出現(xiàn)掉渣甚至下矸雨。同時,直接頂?shù)南鲁亮恳矔龃?,下沉速度加快。在掘進工作面,頂板同樣會出現(xiàn)裂縫、掉渣、離層等,所有這些現(xiàn)象的出現(xiàn)都表明冒頂事故即將來臨。