发布时间:2025-11-27
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在露天煤矿和井下煤矿的采煤工作面上,由于煤层顶板的不稳定性,常常会发生顶板破坏、冒顶、崩落等安全事故。这些事故不仅威胁到矿工的生命安全,还会造成矿井停产、损失巨大的经济代价。为了有效预防和控制顶板破坏,保障矿工安全,采用强制放顶的技术措施是必不可少的。

一、基本概念
强制放顶是在煤矿采空区顶板无法自然垮落时,通过爆破或高压水注入等人工手段促使顶板垮落的工艺措施,属于顶板控制技术范畴。该措施主要应用于坚硬顶板或自然冒落不满的顶板条件,通过超前深孔+浅孔混合松动爆破、高压定向水力致裂等技术实现顶板弱化和有效垮落,降低顶板来压步距和强度。
二、强制放顶技术的原理
强制放顶技术的原理是通过采用一定的措施,能够使煤与顶板的压力分布均衡,并能够减少或防止因其间差异而形成的较大应力集中,从而降低岩石块在采煤工作面上的落下和掉落。具体措施包括:
1.采用高强度、高弹性模数的锚杆,在采煤工作面顶板上进行加密布置,增加顶板稳定性。
2.在采煤工作面顶板下部设置支护体系,包括钢架支架、压杆支架等,并在支护体系中加入随动支架,使支撑能够根据采煤工作面的状况进行相应的调整。
3.在顶板下设置防水惟幕,能够有效地隔离水体,防止水体泻落倒岩石层,导致采煤工作面出现安全问题。
三、强制放顶技术的安全措施
1.顶板支护技术
顶板支护是避免综采工作面放顶事故的基本措施之一。常见的顶板支护技术包
括:
钢支撑:采用钢柱等钢制支撑进行顶板的支护,具有承载能力强、稳
定性好等优点;
液压支架:通过液压系统调节支架高度,适应顶板变形和采动工艺的
需要;
锚杆支护:通过安装锚杆和锚索来增加顶板的支撑能力;
形成支护:采用喷浆、喷射混凝土等方式形成预应力支护。
2.预防和处理煤层顶板异常变形的技术措施
预防和处理煤层顶板异常变形是防止放顶事故发生的关键环节。相关技术措施
包括:
顶板监测技术:利用声波、振动或者应力传感器等设备对顶板进行实时监测,及时发现异常变形的迹象;
顶板预警技术:通过采集和分析顶板监测数据,建立预警模型,提前预警顶板异常变形的发生;
顶板预控技术:在预警阶段,采取措施进行顶板的预控,如增加支护措施、降低工作面的开采速度等;
顶板事故应急处理技术:当发生煤层顶板异常变形事故时,采取紧急处理措施,包括紧急支护、撤离人员等。
3.完善的安全管理制度
综采工作面放顶事故的防控还需要建立健全的安全管理制度,包括:
安全培训制度:对综采工作面的矿工进行安全培训,提高他们的安全意识和应急处理能力;
安全巡检制度:定期对综采工作面的安全设施进行巡检,及时发现和处理问题;
安全纪律和奖惩制度:建立明确的安全纪律和奖惩机制,强化矿工的安全意识和责任意识;
安全技术标准制度:制定并落实综采工作面放顶的安全技术标准,对各项安全技术措施进行规范。
强制放顶技术是保证采煤工作面稳定和安全的最有效的技术措施之一。在采煤作业中,必须严格执行强制放顶技术标准和相应的安全措施,不断提高施工人员的操作技能和管理水平,以确保采煤工作面的稳定和安全。