４２工程科學科２０１蔫０宰囊３年第期 ｌ霾
張振鑾（淮北礦業集團公司楊柳煤礦，安徽淮北２３５１１９）
摘要本文**煤礦正常情況下井下岩礦的應力平衡狀態及開採後的應力變化情況。從採場頂板控制條件、冒頂事故原因與分析、採取的主要補救措施和改進後的效果等方面，較為詳細的論述了軟岩條件下冒頂事故發生原因及如何實現頂板控制。
關鍵詞軟岩；冒頂原因分析；採場頂板控制
中圈分類號ｔｄ８２文獻標識碼ａ文章編號ｌ６７３—９６７ｌ一（２叭一ｏ１
１概述煤礦開採過程中，正常情況下岩礦在地殼內部是處於應力平衡狀態的。由於開掘、採礦，便切割了岩礦，破壞了原岩的應力平衡狀態，使得井巷、採場周圍岩礦的應力重新分布，以致岩礦出現變形。同時，加上岩層的節理、斷裂構造等共同作用，頂板岩礦的變形繼續增大，直
結果，初次來壓強度在１６～１７ｔ之間，現在有支護強度為４２．９ｔｐｍ３，其支護強度完全能夠維護頂板。但是，由於較軟的薄層泥岩或炭質泥岩的
至出現頂板下沉彎曲。當裂隙擴大到一定程度之後，其頂板岩礦就會發生坍塌與冒落。而冒落則是造成冒頂事故的主要客觀原因。根據一些採
煤工作面區域性冒頂事故，以及現場礦壓顯現特徵和軟岩複合型頂板的特點，通過分析論證，即可找出誘發冒頂事故的原因，在此基礎上若採取合理的頂板控制方法及支護方式，這樣就能成功地杜絕冒頂事故的發生，確保礦
２頂板控制條件
２．頂板覆巖特性
通過實地調查，某處兩個主採工作面，直接頂板為泥岩、炭質泥岩和粉砂岩組成，累計厚度為３．５ｍ，而岩石抗壓強度為２～４ｍｐａ。該頂板層理發達，裂隙發育，破碎嚴重，是最具有典型的復合頂板特徵。老頂
離層垮落，使支柱形成區域性空頂，這樣就難以達到了有效支護強度。在定範圍內難以形成斷裂垮落的岩層，隨著工作面的推進，一旦超過其極限垮度範圍，就呈現頂板的突然斷裂或較為劇烈的礦壓顯現現象。
２）採場頂板護頂強度不夠。根據複合型頂板的支護特徵，有效控制頂板的核心就在於有效地護頂。）ｌ￣ｔｇ２１２現場觀察，可以看到頂板在護頂方面有兩點不足：
一是回採生產時在靠近煤壁處支護強度明顯不足。因為現行隔二架棚打一棵臨時支柱的支護方式，不能使靠近煤壁側的每架棚充分有效接頂，從而導致了支護強度不夠。同時，臨時支柱先支，持咋
後撤在一定程度上造成頂板下位岩層結構的破壞，呈現薄層泥岩的早期離層現象。二是頂樑的護頂面積偏小，使薄層泥岩易於脫落，並導致支
０柱阻力的不足，促使區域性頂板進一步地冒落。這也是關鍵ｌ生的兩點。一一
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為白色泥質粉砂岩，厚度為１０～１２ｍ，岩石抗壓強度３～５ｍｐａ，裂隙發
育，中間夾有均勻的與層理平行的煤線。其底板分為兩層，一層偽底為薄層泥岩，厚０～０．３ｍ，質軟，遇水膨脹；一層老底為八灰，厚２．５ｍ，
沉積穩定，質硬。
２．２開採工藝
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採用的採煤工藝為炮採工藝，炮眼布置方式為雙排三花眼布置，頂跟距ｎ￣２ｏｍｍ，仰角為ｌ５。。２．３頂板控制方法
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圖１未支護時頂板的冒落情況
以前，對於頂板的控制，都是採用全部冒落法，單體液壓支柱配合金屬鉸接頂樑正懸臂支護，「三、四」排控頂，迴圈進尺１ｍ，排距１ｍ，柱距０．７ｍ，支護密度１．４３棵，珈 ，最大控頂距為４．０５ｍ，最小控頂距為
３．０５ｍｏ
３■頂事故原因與分析
３．１冒頂事故的特徵
這兩個工作面發生冒頂事故的時間均為整修回撤完最後一排支柱後不久，也是頂板活動劇烈的時期。主要特徵表現為：
１）頂板呈層狀垮落至區域性垮落狀況。層狀垮落為緊靠煤層的
３～１０ｃｉｌｌ泥岩或炭質泥岩處。垮落的時間為滯後工作面１～１，ｓｍ￣右，並具有普遍性。層狀垮落導致了支柱工作阻力下降，支架失穩，並發生相應地區域性破碎頂板垮落。
２）採場頂板呈現沿走向大範圍斷裂隋況。其斷裂的位置距開切眼１００ｍ
孵琢圖２原來支護方式下的頂板破壞情況
３）支柱初撐力不夠。偽底為薄層泥岩，支柱支設時宜鑽底，致使個別支柱不能打在堅硬八灰底板上，初撐力不夠。頂板來壓時容易造成支柱歪斜，難以達到有效支護強度，使下位直接頂因自重與上位直接頂離層。
老頂來壓時，對下位直接頂產生衝擊壓力，致使其破碎冒落，支架失穩，進而導致區域性冒頂事故發生。
４）爆破時對頂板破壞程度較大。因為原頂眼仰角較大，眼底距頂板較近，爆破時對頂板破壞程度較大，也不利於復合頂板的維護。
左右，且斷裂延展方向近似傾斜方向，距煤壁２．左右二排空檔中ｊ。斷
裂錯距５～１０ｅｍ，延展長度近似整個面長。另外來說，還有片幫現象。３＿２冒頂事故的分析
在加支護時，顯然頂板有較大範圍的冒落區，並一直延伸到老頂，還伴有有片幫現象（圖１為未加支護時頂板的破壞情況）。在原來支護的情況下，直接頂沿走向仍有大範圍的冒落區，片幫破壞仍有發生（圖２為原來支護方式下的破壞區分布圖）。通過對採場力學性態的數值模擬和現場工作條件的分析，發生冒頂事故大致有以下四個方面的主要原因來導致的：
１）支護強度不夠，不能達到有效控制頂板的目的。根據礦壓觀測
４採取的主要補救措施
４。１護頂強度加強
１）為彌補
支護強度不足的這種缺點，採
（下轉第２３頁）
囂委電子科學２３
圖２江洛變１２２穿牆套管ａ相接頭髮熱影象
３結論１）紅外測溫成像裝置對於加強裝置的執行管理，隨時掌握工區電氣裝置的執行狀況，及時發現電氣裝置過熱缺陷，判斷缺陷性質，提供了有利的保障；為工區實行狀態檢修提供可靠、科學的資料資料，提高了裝置的健康執行水平。
２）使用紅外熱成像儀檢查過程簡單快速，可以在很短的時間可以完成對全工區裝置的檢測。相對傳統的檢查檢修方法需要花費大量人力去進行裝置的清掃和緊固而言，使用紅外熱成像儀檢測裝置與傳統檢修相比可以節約５０盼—９０％的費用。極大的節省檢修維護成本。
使用紅外熱成像裝置進行電氣裝置檢查時，不需要對裝置進行停電操作，就可以方便、快速地確定電氣裝置故障隱患後，極大的就縮短裝置檢修所需要的停電時間。因此電氣裝置的紅外熱成像裝置的成功應用，在很多方面可以代替傳統的預防性維修工作。
３）紅外測溫可以實現狀態檢修。在任何電氣接頭按照規定的力距被緊固之後，只要這個力矩值不變化，以後就不應當再進行緊固。但由於每年的夏季和冬季溫度變化較大，接頭處很容易鬆動從而造成裝置過熱，所以每年都要對所有裝置進行常規檢查，這樣不但會損失供電量，還要投人大量的人力、物力。
使用紅外熱成像儀對裝置進行測溫就可以準確的找到過熱點，然後進行檢修，這樣可以實現電力裝置的狀態管理和狀態維修。
４）使用熱成像監控儀，有效的防止了生產過程中由於過熱引發的惡性事故，並為生產人員的人身安全提供了可靠的保證。為技術人員改進維護方法、提高維護質量提供依據。
隨著電力裝置檢修體制的改變和高科技檢測手段的使用，裝置安全執行水平有了提高，確保了優質供電的服務誠諾，紅外帶電檢測的應用填補了常規測試方法上的不足，加強了測試的準確性，為及時、準確的檢修提供了保障，為電力企業的發展注人了新的活力。在今後我們還將繼續探索、學習、提高紅外帶電檢測方法，總結經驗，力爭更加準確的檢測電力裝置的執行工況，為電網的安全執行打下堅實的
基礎。圖３店村變３５１２甲刀閘刀口發熱影象
通過以上**可以看出，利用紅外熱成像儀能夠對電氣裝置故障點精確定位，顯示發熱部位主要輪廓，拍攝到的**可以清晰的反應變電裝置的過熱缺陷，從而不需要解體檢測，不需要停電檢測，不需要近距離操作，就能夠使維護檢修人員準確定位缺陷位置，分析缺陷性質，從而及時、快速、方便的採取相應的措施進行消缺。
參考文獻
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術（上接第４２頁）
取每一架棚都打貼幫柱的支護方式，以此來加強靠煤壁處的支護強度，
防止頂板因支護不及時和支護強度不夠產生的離層破碎現象，以此保障頂板所固有的穩定性。
２）採用木板和竹笆聯合護頂的方式。對於木板來說，選用規格為對於竹笆，選用規格為改進工藝減小爆破對頂板的破壞
對於傳統的爆破工藝進行改革，野就是對爆眼布置做相應的調整：將頂眼距頂板的距離由現在２０ｃｍ調整為３０ｃｍ，並去掉上仰角；將炮眼水平夾角調整為８（】。，實現鬆動爆破。
４．３提高初撐力
要能夠確保支柱的初撐力達到９０ｋｎ。在回採過程中，把偽底起掉，攉人老空區內，使支柱支設到八灰底板上；同時加強支柱初撐力的監測和工程質量監督，以質量保安全。
５改進後的效果
在採取了竹笆配合木板支護、煤壁前加打前腿、提高初撐力，以及改革傳統的爆破工藝等措施之後，大大增加了護頂強度和有效支護強度，從而減少了爆破振動對頂板的破壞程度，也改進了頂板和煤壁的應力條件，有效維護了頂板。對於改進支護後數值模擬採場的穩定性情況，見如圖３所示的示意圖。在改進措施後，頂板、煤壁未出現破壞區，只在開採面的左、右上角出現了零星的破壞單元，但對整體的穩定性並無影響，直接底仍出現了破壞區。
這也進一步說明了將偽底起掉，將支柱直接支在老底對保持支護的有效支攆力起到了穩定作用。實踐也充分表明，通過改進措施後從未發生過冒頂事故，促進了安全生產的工
作的持續進行。參考文獻
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圖３支護方式改進後的圍岩穩定性狀態
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