復合頂板推垮型冒頂淺析教案（十二）復合頂板“推垮型”冒頂淺析

所謂復合頂，系指具有“軟、弱、薄”三大特點的頂板。所謂軟——系指巖性上，上硬下軟，差異很大；所謂弱——系指結(jié)構(gòu)上，軟硬巖層之間存在弱面，構(gòu)成了復合關(guān)系；所謂薄——系指下位軟巖的總厚度較薄，冒落后不能充滿采空區(qū)接上硬巖層。由于上述特點決定了在初次放頂期間，軟硬巖層不能同步下沉，極易離層、極難管理、極易發(fā)生“推垮型”冒頂；因此復合頂板，是采面頂板管理的難點。以下就復合頂板“推垮型”冒頂?shù)南嚓P(guān)問題談幾點淺見:■推垮規(guī)律■推垮機理■推垮特點■推垮危害■防范措施

一、推垮規(guī)律由于上述特點，決定了在采煤工作面：

■初次放頂期間■初次來壓結(jié)束之后

■周期來壓結(jié)束之后的三個生產(chǎn)時段,尤其是在初次放頂期間，軟硬巖層不能同步下沉，極易離層、極難管理、極易發(fā)生“推垮型”冒頂，這就是復合頂板“推垮型”冒頂?shù)囊?guī)律。因此說，初次放頂期間是“推垮型”冒頂?shù)摹岸喟l(fā)期”，要嚴加防范。二、推垮機理

1．部分局、礦，復合頂，初次放頂期間發(fā)生較大“推垮型冒頂”事故，部分案例：1972年某礦，采面摩、鉸支護，初放推垮55m，死5人。1981年某礦，采面長23m,摩、鉸支護，初放推垮18m，埋13人死7人。1981年某礦，采面摩、鉸支護，初放推垮11m，埋12人死11人。1981年某礦，采面摩、鉸支護，初放推垮37m，埋14人死13人。由此可見，各事故單位有以下的不同情況：（1）頂板巖性——復合頂、“再生復合頂”、偽頂、金屬網(wǎng)頂?shù)?。?）支護形式——摩鉸、單鉸都有；特殊支架也各不相同。（3）采面要素——長的短的、高的矮的、傾角大的小的都有。（4）推進度——裝面的、撕幫的、推4m、5m、7m、8m的都有。（5）事故工序——采煤、回柱、放炮、割煤等。2、推垮的原因與機理復合頂板推垮型冒頂事故的形成，原因往往是多方面的?，F(xiàn)從表1中淮南謝二礦兩起典型的同類推垮型冒頂案例的對比分析，看復合頂板推垮型冒頂事故形成的原因與機理：（見表1）。

序號項目3.9事故2.16事故1事故時間1974年3月9日1976年2月16日2采面概況斜長（m）11064傾角（度）2323采高（m）1.52.0頂板巖性荊笆假頂與再生老頂荊笆假頂與再生老頂3上下分層壓茬時間(月)15104切眼內(nèi)錯距離(m)35(外是薄煤帶)55是否反采未反采半峒

同類推垮型冒頂事故比較表

表1—1

同類推垮型冒頂事故比較表表1-2序號項目3.9事故2.16事故6基本支架一梁四柱木順山棚一梁四柱木順山棚7特殊支架上下口各一木垛、其余一梁二柱走向挑棚中~中10m一木垛、其余一梁三柱走向挑棚8初次放頂最大懸頂距5.6(違章超峒20m)6.4（違章超峒32m）空頂距3.63.2放頂距2.00.8+2.4=3.2分兩次回9事故點離層面積m2548010推垮面積m26810211事故工序放頂溝放頂溝12傷亡情況死亡4人埋8人死亡5人萬

筆者是“2.16”事故的幸存者，在現(xiàn)場連續(xù)指揮初次放頂和參與事故搶救長達20小時，目睹了一切。慘痛的教訓使我深刻認識到，此類推垮絕不是單純的支護強度問題，也不是所謂的幾條技術(shù)管理問題，它有其本質(zhì)的內(nèi)在原因。在分析“2.16”事故時，絕大多數(shù)人認為技術(shù)管理不善、違章作業(yè)，是發(fā)生“2.16”事故的根本原因，如：☆切眼未跟芭

☆內(nèi)錯距離近

☆壓茬時間短

☆懸頂距離大

☆不應(yīng)當反采

這些原因似乎很有道理，但與“3.9”事故一比較就不難看出其片面性?！?.16”事故所謂的技術(shù)管理問題，在“3.9”事故中一條也不存在，如：切眼跟芭、內(nèi)錯距離大、壓茬時間長、也未反采等。

更值得深思的是，為什么“3.9”事故未在違章超峒、懸頂距離大的地段推垮，而偏偏發(fā)生在懸頂距離小的按章作業(yè)的區(qū)域﹖

離層為什么會導致推垮呢﹖因為離層頂板已失去了與老頂?shù)囊来婧涂刂?，呈自重狀態(tài)存在于支架上，并時刻具有下滑趨勢。由于其下方的頂板沒有離層，對離層區(qū)的頂板形成了“相對支撐點”。阻礙了離層頂板的自重下滑，保持其暫時的、相對的平衡狀態(tài)。一旦“相對支撐點”的支架被回掉，就會瞬間推垮?！跋鄬χ吸c”對其上方“離層區(qū)”的支架和頂板存在著以下特殊關(guān)系：■存在著“相對支撐”的特殊關(guān)系■存在著“同生死、共存亡”的特殊關(guān)系■存在著“牽一發(fā)動全身”的特殊關(guān)系■存在著“一支不動、百支不搖，動了一支、百支傾倒”的特殊關(guān)系。這就是說形成推垮的三個“充要條件”是：※頂板有大面積離層；※支柱初撐力低，穩(wěn)定性差；※煤層有一定傾角。

一旦三個條件同時具備，離層頂板自重形成的“下滑力”

大于對其的“合阻力”時，就會在瞬間推垮，這就是復合頂板“推垮型”冒頂?shù)臋C理。

三、“推垮”特點可概括為，“三無、一快、正向傾”：

■垮前——采場無明顯壓力。

■垮前——大都無明顯預(yù)兆。

■垮后——上位硬巖大面積懸露，但采場仍無明顯壓力。

■垮時——時間短、速度快、面積大、來勢猛。

■支架——無折損現(xiàn)象大都沿正傾斜方向傾倒。

推垮大都在活動頂板的工序(如回柱、放炮、割煤等)發(fā)生。

四、推垮危害由于垮前沒有明顯預(yù)兆，垮時時間短、速度快、面積大、來勢猛，因而防不勝防，往往來不及撤人，可能會導致多人傷亡事故。危害極大，應(yīng)嚴加防范。

五、防治措施理論與實踐告訴我們，對“復合頂板”防治的主要任務(wù)是：防止下位軟巖離層、控制“推垮”。其支護設(shè)計的指導原則是：“支、護”兼顧，以提高“初撐力”為主，單體液壓支柱應(yīng)中定位布置。

只要采煤工作面工程質(zhì)量優(yōu)良，支柱“初撐力”達到或超過“理論公式”或“經(jīng)驗公式”的要求，就可把復合頂板的下位軟巖支牢、貼緊，杜絕推垮。

嚴——嚴格“精細化”管理；嚴格工程質(zhì)量；嚴格規(guī)章制度；嚴格按章作業(yè)。

?！獜娀V壓監(jiān)控，確保支柱的“初撐力”達到或超過“理論公式”或“經(jīng)驗公式