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頂板災害防治技術

  
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單體柱:①及時支護;端面距不大于200mm;
(截深小用——正倒懸臂錯梁直線柱、正懸臂交錯梁支護)
(必要時掏梁窩、架設貼幫柱)
②敲幫問頂;
③禁止人員在無支護區工作;
④放小炮,松動爆破;
⑤鋪網;
⑥提高支柱的初撐力,使冒高不超過200mm。
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三、工作面上下端頭局部冒頂:
端頭 = 機頭(尾)+ 一段相連巷道
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1、端頭頂板特點:
①狀態:面積大;破碎;離層。
②原因:巷道掘出時間長,圍巖變形嚴重;
巷道支架初撐力小,頂板先期離層;
移機頭(尾)支架改柱頻繁,支柱多工作在初撐階段,控頂下沉不利,加大離層;煤體受疊加制成壓力作用,松軟破碎,降低對頂板的支撐控制(增加無支護面積)。
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2、冒頂機理:
頂板離層、破碎,移機頭(尾)改柱時易發生局部漏冒;
頂板離層,易發生推垮型冒頂(有水平推力,有自由空間)
????????? 易發生砸垮型冒頂(老頂突然斷裂、下移沖擊)?
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3、防治措施:
四對八梁邁步前移支護(一梁三柱,其中一對放在與巷道交接處)
巷道超前支護。
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四、放頂線附近的局部冒頂:(單體柱)
放頂線附近冒頂僅發生在單體面,多發生在回柱時。
1、冒頂類型:
①回撤“吃勁”柱子導致大面積冒頂;(分段)
②撤離支架后,頂板延遲垮落,大塊垮落波及冒頂(支柱支撐失穩,冒落)?
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2、預防措施:
①用木柱替換金屬支柱,再回撤木柱;
②液柱遠距離卸載(加長卸載手把);
③有排柱放頂(切斷懸露不垮頂板);
④由下向上順序撤除支架。
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第四節?? 推垮型冒頂機理及預防措施
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一、金屬網下推垮型冒頂:
采用傾斜分層下行垮落金屬網假頂走向長壁采煤法,單體支柱易發生。
1、冒頂條件:
①α>20°;
②懸浮頂板——網上碎矸與上覆硬巖大塊間存在空隙(離層);
③單體支架工作面。
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2、冒頂特點:
①多發生于初次放頂前后;
②多無前兆,少數前兆偽柱子向下傾斜;
③垮前支柱受力不大;
④垮后支柱無折損,向下或向采空區傾倒;
⑤上位斷裂硬巖大塊大面積懸露;
⑥多發生在回柱時;
⑦多為摩擦柱工作面。
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3、冒頂機理:
?? ?分兩個階段:
1)形成網兜——支撐力小或支護失效造成;
2)推垮工作面——網兜形成后,周圍支柱不穩定,在傾斜拉力作用下,網兜由迎山變成反山,導致冒頂。
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4、預防措施:
1)分層開采切眼為內錯式布置,躲開邊界空頂;
2)提高支柱的初撐力(可增強支柱的穩定性);
3)增強支架的“整體性”及穩定性;
4)偽俯斜開采;
5)初次放頂將金屬網落到底板(可剪斷,避免產生空頂)
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第五節?綜合類型冒頂的機理及預防措施
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一、厚層難冒頂板導致的冒頂:
1、冒頂機理:
1)頂板大面積懸露;
2)跨度超過極限跨度,破壞(彎矩拉伸或重力剪切)。
2、預防措施:
1)鉆眼爆破或高壓注水;
2)挑頂,增加冒落高度;
3)先開采近距下部煤層。
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二、地質破壞帶附近的局部冒頂:
主要是斷層影響。
1、單體柱工作面:
1)斷層附近壓力大——壓垮型冒頂;
2)頂板破碎—————漏垮型冒頂;
3)碎頂沿傾斜斷層面移動——推垮型冒頂。
措施:增大支護密度;
????? ?提高初撐力;
????? ?增強穩定性——木垛、戧棚、戧柱;
2、綜采工作面:
過斷層——直接過或斜交通過。
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三、大塊游離頂板導致的冒頂:
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(一)復合頂板推垮型冒頂:
推垮型冒頂多發生于兩類頂板:復合頂板;金屬網頂(再生頂板)
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1、復合頂板:
①復合頂板——“下軟上硬”易離層頂板;
下軟——指下部軟弱巖層,可一層或幾個分層,易彎曲;
上硬——強度相對較大,不易彎曲。
②復合頂板特征:
頂板由下軟上硬不同巖性的巖層組成;
軟硬巖層間有煤線或軟弱夾層;
0.5m<軟巖厚度<3.0m
(托煤頂、厚煤層分層開采也屬此類)
復合頂板——指采煤后特別容易離層的頂板第一分層(上有煤線或軟弱夾層),厚度為0.5—3.0m
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2、推垮型冒頂特征:
①頂板壓力不大,支架沒變形、損壞;
②冒頂前,頂板多拉綹,沿煤幫斷裂;
③支柱沿某一方向傾倒(向下、向老塘);
④上部巖層一般大面積懸露不冒;
⑤冒頂多發生于回柱期間;
⑥初采開切眼附近多發;
⑦多無預兆,有時有預兆:支柱順山,頂板掉渣。
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3、冒頂機理:
①頂板形成六面體:
離層——初撐力小,軟巖下沉離層;
(初撐力小原因:支架本身小;支架失效;支架打在浮煤浮矸上)
斷裂——構造裂隙;舊巷切割;巷道挑頂;初撐力小頂板變形大沿煤壁斷裂。
②有去路和傾角:
去路——沿傾斜向下或向采空區,出現自由空間;
傾角——產生滑動力。
③推力大于阻力:
推力——重力分力;
阻力——摩擦阻力(層面間、煤壁斷裂面);支柱迎山角產生的支力分力;
(支架為平行珩架結構,不穩定)

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