大麵積切冒的預測、預報和處理方法有哪些?
大麵積切冒的預測、預報和處理方法有哪些?
答:大麵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,因為厚層堅硬岩層的破壞過程,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,再結合曆次冒頂預兆的特征,可以對大麵積切冒進行較準確的預報,避免造成災害。防止和減弱大麵積切冒危害的原則是:改變岩體的物理力學性質,以減小頂板懸露及冒落麵積,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。從工作麵平巷向頂板打深孔,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岩層中的裂隙及弱麵的作用。其主要機理是,注水後能溶解頂板岩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,擴大和增加岩石中的裂隙與弱麵。因此,注水後岩石的強度將顯著降低。
(2)強製放頂。所謂強製放頂,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。切斷頂板可以控製頂板冒落麵積,減弱頂板冒落時產生的衝擊力;形成矸石墊層則可以緩和頂板冒落時產生的衝擊波及暴風。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,就可以避免過大的衝擊載荷和防止形成暴風。
強製放頂主要有在工作麵內向頂板放頂線處進行鑽孔爆破、放頂;對於綜采工作麵,由於在工作麵內無法設置鑽頂板炮眼的設備,可分別在上下平巷內向頂板打深孔,在工作麵未采到以前進行爆破,預先破壞頂板的完整性;對由於曆史上已造成有大麵積冒頂隱患的地區,目前又無法從井下采取措施時,可在采空區上方的地麵打垂直鑽孔,達到已采區頂板的適當位置,然後進行爆破,將懸露的大麵積頂板崩落。
對厚層難冒頂板來說,不論是采取高壓注水還是強製放頂,不論是在采空區處理還是超前工作麵處理,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岩塊基本上能填滿采空區,從而保證安全生產。