大面積切冒的預測、預報和處理方法有哪些?
大面積切冒的預測、預報和處理方法有哪些?
答:大面積切冒可以用微震儀、地音儀和超聲波地層應力儀等進行預測,因為厚層堅硬巖層的破壞過程,長的在冒頂前幾十天就出現聲響和其他異常現象,短的在冒頂前幾天,甚至幾小時也會出現預兆,因此,根據儀器測量的結果,再結合歷次冒頂預兆的特征,可以對大面積切冒進行較準確的預報,避免造成災害。防止和減弱大面積切冒危害的原則是:改變巖體的物理力學性質,以減小頂板懸露及冒落面積,減小頂板冒落高度,降低空氣排放速度。具體的做法有下列幾種。
(1)頂板高壓注水。從工作面平巷向頂板打深孔,進行高壓注水,注水泵最大壓力達15MPa。頂板注水可起弱化頂板和擴大巖層中的裂隙及弱面的作用。其主要機理是,注水后能溶解頂板巖石中的膠結物和部分礦物,削弱層間黏結力;高壓水可以形成水楔,擴大和增加巖石中的裂隙與弱面。因此,注水后巖石的強度將顯著降低。
(2)強制放頂。所謂強制放頂,就是用爆破的方法人為地將頂板切斷,使頂板冒落一定厚度形成矸石墊層。切斷頂板可以控制頂板冒落面積,減弱頂板冒落時產生的沖擊力;形成矸石墊層則可以緩和頂板冒落時產生的沖擊波及暴風。為了形成墊層,挑頂的高度可按需要形成墊層的厚度進行計算。據大同礦區的實踐經驗,采空區中矸石充滿程度達到采高和挑頂厚度之和的三分之二,就可以避免過大的沖擊載荷和防止形成暴風。
強制放頂主要有在工作面內向頂板放頂線處進行鉆孔爆破、放頂;對于綜采工作面,由于在工作面內無法設置鉆頂板炮眼的設備,可分別在上下平巷內向頂板打深孔,在工作面未采到以前進行爆破,預先破壞頂板的完整性;對由于歷史上已造成有大面積冒頂隱患的地區,目前又無法從井下采取措施時,可在采空區上方的地面打垂直鉆孔,達到已采區頂板的適當位置,然后進行爆破,將懸露的大面積頂板崩落。
對厚層難冒頂板來說,不論是采取高壓注水還是強制放頂,不論是在采空區處理還是超前工作面處理,所應處理的頂板厚度均應為采高的2倍~3倍(包括直接頂在內),其目的就是使處理下來的巖塊基本上能填滿采空區,從而保證安全生產。