三、頂板大面積來壓和冒落的預(yù)兆
　　凡頂板大面積來壓和冒落以前，都會出現(xiàn)一定的預(yù)兆。一般有以下現(xiàn)象：
　　1、工作面煤壁片幫或刀柱煤柱炸裂，并伴有明顯的響聲。煤炮增多，工作面和順槽都出現(xiàn)煤炮，甚至每隔5min～6min就響一次
　　2、由于煤體內(nèi)支承壓力的作用，煤層中的炮眼變形，打完眼不能裝藥，甚至連打眼后煤鉆桿都拔不出來。
　　3、可聽到頂板折斷發(fā)出的悶雷聲。發(fā)出聲響的位置由遠及近，由低到高。
　　4、頂板下沉急劇增加。頂板和采空區(qū)有明顯的臺階狀斷裂、下沉和回轉(zhuǎn)，垮落巖塊呈長條狀。
　　5、頂板有時出現(xiàn)裂隙與淋水，底板局部也可能底鼓，出現(xiàn)裂隙和出水，斷層處滴水增大，有時出現(xiàn)鉆孔中流水變?yōu)榛煊袔r粉現(xiàn)象，嚴重時頂板可能掉矸。
　　6、來壓時，支架壓力突增。
　　四、堅硬難冒頂板災(zāi)害的防治方法：
　　防治頂板大面積來壓和冒落的基本原則是，采取有力措施不使采空區(qū)旋頂過大。其主要方法是提前強制爆破頂板。
　　1、提前強制爆落頂板
　　2、合理選擇支柱類型
　　為了減少頂板的離層，降低頂板對支柱的沖擊力，應(yīng)盡量采用初撐力高的支柱，如單體液壓支柱。
　　3、控制懸頂面積
　　作業(yè)規(guī)程中要明確規(guī)定正常推進過程中允許的懸頂面積，超過規(guī)定時必須強制放頂，超過規(guī)程規(guī)定的懸頂距離時，必須停止采煤，采取措施進行處理。
　第三節(jié)?? 破碎頂板災(zāi)害的防治　　
　　一、破碎頂板的主要特點
　　破碎頂板指的是巖層的強度低、節(jié)理裂隙十分發(fā)育、整體性差、自穩(wěn)能力低，并在工作面控頂區(qū)范圍內(nèi)維護困難的頂板。
　　破碎頂板容易發(fā)生避部漏垮型冒頂現(xiàn)象。漏垮型冒頂也是主要頂板災(zāi)害之一。所以防治破碎頂板漏垮型冒頂是采煤工作面頂板管理的重要內(nèi)容之一。
　　二、破碎頂板的主要類型
　　破碎頂板根據(jù)其巖性的不同可分為五種類型：
　　1、構(gòu)造破碎型
　　構(gòu)造破碎型即受復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造影響，如節(jié)理裂隙發(fā)育、斷層及褶皺、沖刷帶、陷落柱附近等。
　　2、復(fù)合松軟型　
　　復(fù)合松軟型即頂板由松軟的頁巖、泥質(zhì)頁巖及砂頁巖等組成。
　　3、離層型
　　離層型即頂板由下軟上硬的薄層頁巖、砂頁巖、砂巖組成，層間粘結(jié)力很低或有煤線。
　　4、包裹體鋃嵌型
　　包裹體鋃嵌型即堅硬巖塊的鍋底狀包裹體鋃嵌在沉積巖層內(nèi)。
　　5、采動影響型
　　采動影響型即受到采掘活動影響，頂板已經(jīng)發(fā)生離層、下沉和破碎。
　　三、破碎頂板災(zāi)害防治的一般技術(shù)
　　1、減少頂板暴露面積和縮短頂板暴露時間
　　對單體支柱采煤工作面有下列方法：
　　（1）及時掛梁或探板，及時打柱；頂板用小板等插嚴；如果煤壁松軟，煤壁一律背好。
　?。?）掛梁、探板和支柱必須保證質(zhì)量。
　?。?）若頂板極度破碎采用在上述方法仍控制不住頂板時，則需要采用撞楔法采煤。
　　（4）減少放炮對頂板的震動破壞。實現(xiàn)措施是：不放頂眼炮，底眼要稀且少裝藥，每次同時放炮眼數(shù)要少。在工序安排上?；刂彭?、放煤和割煤三大重要工序要錯開一定距離一般為15m左右，以減少它們對頂板共同作用。
　　2、選擇合理的開采方法
　?。?）為減少開采形成的高壓力，應(yīng)避免形成殘留煤柱，實現(xiàn)無煤柱開采；避 免上、下部殘留煤柱或工作面停采線；選擇合理的開采順序，避免形成孤島形工作面，以減緩破碎頂板的進一步惡化。
　?。?）初采時不得推采開切眼的另一幫煤柱。
　　（3）工作面有條件的盡量布置成俯斜方向，避免仰斜開采，上下平巷與工作面盡可能布置成直角或大于60°的交角，避免出現(xiàn)銳角。并且要沿破碎頂板掘進，避免挑頂掘進。
　?。?）對于節(jié)理裂隙發(fā)育的破碎頂板，要使工作面對著主節(jié)理的傾向推進，否則頂板容易出現(xiàn)純開裂隙或臺階下沉。
　?。?）合理選擇支護形式。破碎頂板采煤工作面支護使用木柱木梁時，應(yīng)選用橫板下聯(lián)鎖形式；柱距以0.5～0.6m為宜；控頂距以三四排為好。
　　（6）推廣使用單體液壓支柱。破碎頂板采煤工作面支護應(yīng)盡量使用單體液壓支柱和金屬鉸接頂梁、錯梁直線柱的形式。
　第四節(jié)?? 復(fù)合型頂板災(zāi)害的防治　　
　　一、復(fù)合型頂板的概念
　　煤層的頂板由厚度為0.5m～0.2m的下部軟巖及上部硬巖組成，且它們之間有煤線或薄層軟弱巖層，此時稱為復(fù)合型頂板。
　　煤層頂板的下部軟巖一般是泥巖、頁巖和砂而巖等，它可能是一層或多層不同巖性的巖層組成，也可能層理比較發(fā)育。上部硬巖一般是中粒砂巖、細粒砂巖和火成巖等。
　　推垮型冒頂是由平行于巖層層面的頂板壓力推倒工作面支架而導(dǎo)致的冒頂。推垮型冒頂也是主要頂板災(zāi)害之一。由于復(fù)合型頂板的結(jié)構(gòu)和巖性，容易發(fā)生離層，所以復(fù)合型頂板條件經(jīng)常是發(fā)生推垮型冒頂事故，損失是慘重的。
　　二、復(fù)合型頂板大面積冒落的機理及特點
　　1、冒頂機理
　　復(fù)合型頂板必須具備以下五個條件，才會發(fā)生大面積冒頂事故。
　?。?）離層
　　由于支柱的初撐力小，剛度差（底軟、支柱打在浮煤上，或“鞋”、“帽”等初壓縮），在頂板下位軟巖自重作用下支柱下縮或下沉，而頂板上位硬巖未下沉或下沉緩慢，也就是軟硬巖層下沉不同步，從而導(dǎo)致軟硬巖層離層。
　?。?）斷裂
　　在原生裂隙、構(gòu)造裂和采動裂隙作用下，在頂板下位軟巖中形成一個六面體。此六面體與上面硬巖層脫離，四周或是已與原巖層斷開，或是以采空區(qū)為鄰，下面由單體支柱支撐，如果周圍沒有約束，此六面體連同支撐它的單體支架梁將是個不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
　?。?）去路
　　當(dāng)六面體周圍（一般是采空區(qū)側(cè)或沿傾斜下側(cè)）出現(xiàn)一個自由空間（例如冒空），使六面體有了去路，而且六面體向去路方向又有一定的傾角進，在自重作用下，此去路變得更暢通。
　?。?）推力
　　當(dāng)六面體有向下推的趨勢時，巖層斷裂面將產(chǎn)生阻止其下推的摩擦阻力，當(dāng)六面體的推力大于阻力時，才會發(fā)生推垮型冒頂。
　　（5）誘發(fā)
　　工作面誘發(fā)條件很多，例如放炮、調(diào)整支架、回柱放頂?shù)裙ば蛞约皫r層自身運動，都會或大或小地引起周圍巖層產(chǎn)生震動，使六面體與斷裂面的摩擦阻力變小，可能有導(dǎo)致六面體下推力大于總阻力。
　　2、冒頂特點：
　?。?）冒頂分沒有預(yù)兆和有預(yù)兆兩種。在大多數(shù)情況下，當(dāng)六面體形成時下推力與總阻力處于臨界平衡狀態(tài)。在某種因素的誘發(fā)下會發(fā)生無預(yù)兆的突然的推垮型冒頂，推垮發(fā)生時速度快，來勢猛，人力無法抗拒。如果離層六面體的下推力還小于總阻力，則在某些因素的反復(fù)誘導(dǎo)下，阻力越來越小，六面體開始運動，阻力變得更小，運動速度愈來愈快，產(chǎn)生支柱下斜，靠煤壁及采空區(qū)處掉矸等預(yù)兆，接著發(fā)生推垮型冒頂，在這種情況下往往來得及撤出工作人員。
　　（2）冒頂在時間上是隨機的。在復(fù)合頂板條件下，什么時候具備上述五個條件，這些條件哪個先形成、哪個后形成都是隨機的。采煤過程中各工序都可能成為誘發(fā)條件，所以冒頂在任何工序都可能發(fā)生。
　?。?）冒頂前工作面壓力小。由于在冒頂前工作面頂板壓力小，支架僅支撐頂板下位軟巖層，所以支架沒有變形、損壞，磨擦支柱無明顯下縮，單體液壓支柱無明顯溢流。
　?。?）冒頂時工作面支柱被推倒。冒頂時由于頂板向下或向采空區(qū)滑移，帶動其下的支柱改變支撐方向向下傾倒。所以冒頂后支柱沒有被壓斷而只是傾倒伏地，多數(shù)是沿煤層傾斜方向向下傾倒，也有的向采空區(qū)傾倒。
　　（5）冒頂后上部硬巖層大面積懸露不冒，個別情況是冒落幾塊矸石。
　?。?）多數(shù)情況下，冒頂前工作面直接頂已沿煤壁斷裂開。
　?。?）冒頂多發(fā)生在開切眼附近。因為開切眼支護時間長，下位軟巖層出現(xiàn)早期離層、下沉，而上位硬巖層受周圍煤柱支撐不易下沉，所以，開切眼附近發(fā)生復(fù)合型頂板推垮型冒頂?shù)那闆r比較多。
　　三、復(fù)合型頂板推垮型冒頂?shù)姆乐渭夹g(shù)
　　從破壞復(fù)合型頂板形成推垮型冒頂條件出發(fā)，基本上可以普遍采用以下措施。
　　1、嚴禁仰斜開采
　　傾斜開采使頂板產(chǎn)生向采空區(qū)方向移動的力，當(dāng)復(fù)合型頂板的冒落高度以不能填充采空區(qū)，尤其是冒落高度小于采高時，頂板向采空區(qū)移動就沒有采空區(qū)冒落碎矸的阻力，頂板帶動其下的支架向采空區(qū)傾倒，易形成推垮型冒頂。
　　2、掘進運輸平巷工作面時不破壞復(fù)合型頂板
　　3、盡量避免回風(fēng)平巷、運輸平巷與工作面推進方向呈銳角相交
　　4、初采時不要反向推進
　　工作面初采時不要反向推進，因為開切眼處的頂板已離層斷裂，當(dāng)在反向推進范圍內(nèi)初次放頂時極易在原開切眼處誘發(fā)推垮型冒頂。
　　四、提高支架的穩(wěn)定性
　　五、提高單體支柱的初撐力和剛度。如單體液壓支柱?！?/strong>
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