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1、第一节 基本理论概述 主 要 内 容一、顶板事故的形式和特点二、影响顶板事故的主要因素 三、支护原理 第1页/共64页一、顶板事故的形式和特点 井下回采工作面和巷道由于其支护要求、方式和 支护空间的差异，其冒顶的表现形式通常不同。1.回采工作面顶板事故1）局部冒顶事故 工作面局部冒顶事故多发生在单体支护工作面，尤其是在木棚及金属摩擦式铰接顶梁支护工作面。2）大冒顶事故 回采工作面的大冒顶事故也叫采场大面积切顶、落大顶、垮面。第2页/共64页 （1）由直接顶运动所造成的垮面事故 就其作用力的始动方向可分为以下两大类：推垮型事故，包括走向推进工作面常发生的倾向推垮型事故（如图6-1-1a、b 所示
2、）及倾斜推进工作面容易发生的向采空区方向推垮型事故（如图 6-1-1c、d 所示）。图6-1-1 直接顶运动引起的推垮型事故a-顶板沿倾斜方向推垮前；b-顶板顶板沿倾斜方向推垮后；c-顶板向采空区方向推垮前；d-顶板向采空区方向推垮后第3页/共64页 压垮型事故，包括向煤壁方向压垮（如图 6-1-2a、b 所示），及向采空区方向压垮型事故（如图 6-1-2c、d 所示）。图6-1-2 直接顶运动引起的压垮型事故a-顶板向煤壁方向压垮前；b-顶板向煤壁方向压垮后；c-顶板向采空区方向压垮前；d-顶板向采空区方向压垮后第4页/共64页（2）由老顶运动所造成的垮面事故 就其作用力的性质、始动力的性质
3、及始动方向不同也可分为以下两种类型：冲击推垮型（即砸垮型）事故（图6-1-3所示）图6-1-3 老顶运动引起的冲击推垮（砸垮）型事故a-煤壁片塌和顶板下切；b-老顶把直接顶推垮第5页/共64页压垮型事故（如图 6-1-4 所示）图6-1-4 老顶运动引起的压垮型事故a-靠近采空区支柱先压断；b-支柱全部压断而垮面第6页/共64页 应该指出的是，整体液压支架一般由于其初撑力及其工作阻力比较高，可缩量大，发生大冒顶的机率较小。归纳上述各类顶板事故，大致情况如图 6-1-5 所示。图6-1-5 采场顶板事故分类第7页/共64页3）大冒顶事故发生的时间、地点 这是由于老顶岩梁在初次来压前其两端由煤壁等
4、支撑，顶板下沉很小，如图 6-1-6 所示。图6-1-6 老顶初次来压前状况第8页/共64页2.巷道顶板事故 巷道的变形和破坏形式是多种多样的，巷道中常见的顶板事故按照围岩破坏部位可分为：巷道顶部冒顶掉矸、巷道壁片帮以及巷道顶、帮三面大冒落三种类型。按照围岩结构及冒落特征又可分为：镶嵌型围岩坠矸事故、离层型围岩片帮冒顶事故、松散破碎围岩塌漏抽冒事故以及软岩膨胀变形毁巷事故等几种形式。另外，巷道中的冒顶还会由于斜巷跑车冲倒支架、车辆掉道和车上的物料突出车外引起支护受损以及支护方式选择不当或质量不合格而不能承受矿山压力等因素引起。第9页/共64页二、影响顶板事故的主要因素1.影响回采工作面顶板事故
5、的因素1）自然因素（1）煤层倾角：煤层倾角对回采工作面矿山压力显现的影响是很大的。对于缓倾斜煤层来讲，老顶来压步距较短，来压较易控制。急倾斜煤层特别是急倾斜特厚煤层水平分层开采，在顶板为坚硬岩层时，来压时顶板大面积冒落往往形成强烈的冲击地压现象。（2）围岩组成：回采工作面的围岩，一般是指直接顶、老顶以及直接底的岩层。老顶的失稳、来压强度以及老顶和直接顶的相对位置关系不仅对直接顶的稳定性有直接影响，而且对确定支护强度、支架具备的可缩量以及选择采空区处理方法都起着决定性作用。第10页/共64页（3）地质构造；（4）开采深度；（5）煤层厚度：中厚及厚煤层要比薄煤层发生顶板事故的机率大。其主要原因：一
6、是厚煤层分层开采的下分层在假顶条件下，工作面刚开始推进时顶板胶结不好，容易首先发生局部冒顶，二是采出空间大，不利于老顶形成自稳结构。2)开采技术 开采技术对回采工作面顶板管理的影响是多方面的，不仅与支护方式有关，还受到回采工艺及其参数（采高、控顶距、循环进度等）、采空区处理方式、是否分层开采等开采技术因素的影响。另外，不同的回采工序对顶板下沉量的影响也是不同的。第11页/共64页 在一定地质条件下，采高与控顶距是影响上覆岩层破坏状况的最重要因素之一。由于支承压力的作用，采高与控顶距越大，工作面煤壁也越不稳定，越易于片帮。2.影响巷道顶板事故的因素 1）自然因素 （1）岩石性质及其构造特征 （2
7、）开采深度 采深大时，由于上覆岩层重量大，形成的支承压力较大；（3）煤层倾角 煤层倾角不同往往使巷道破坏形式有差别；（4）地质构造因素 （5）矿井水第12页/共64页（6）时间因素 2）开采技术因素 影响巷道顶板事故的开采技术因素主要包括：（l）巷道与开采工作的关系，如巷道是处于一侧采动还是两侧采动的条件下，是受初次采动还是受多次采动影响；（2）巷道的保护方法，如巷道是依靠留煤柱保护还是在巷旁用专门的刚性充填带保护；（3）巷道本身采用的支架类型和支护方式。第13页/共64页三、支护原理1.回采工作面支护原理 根据矿山压力的理论，整个回采工作面上覆岩层中，裂隙带老顶岩层能够形成一种“大结构”，如
8、图6-1-7所示。图6-1-7 回采工作面裂隙带岩梁“大结构”A煤壁支撑影响区（a-b）；B-离层区（b-c）；C-重新压实区（c-d）；-冒落带；-裂隙带；-弯曲下沉带；-支撑影响角第14页/共64页2.巷道支护原理图（如图 6-1-8所示）图 6-1-8 支架与围岩相互作用关系图1-围岩松动破坏前的承载和变形曲线；2-围岩松动破坏后的承载和变形曲线；3-支架承载变形曲线第15页/共64页第二节 回采工作面顶板的日常管理主 要 内 容一、回采工作面顶板情况和来压的预测 二、回采工作面顶板管理的技术要求 三、回采工作面顶板管理的制度要求第16页/共64页一、回采工作面顶板情况和来压的预测1.破
9、碎情况的预测预报工作 1）构造破碎的推断 2）支承压力影响分析 3）预测预报顶板情况2.老顶来压的预测预报 1）在生产中反映老顶动态情况的主要现象有：（1）顶板下沉速度的变化，老顶在两次强烈运动之间，特别是临近再次运动前夕，将有一个十分沉静的阶段，在这一阶段的顶板下沉速度小而稳定，采煤过程如此，放顶过程中可以更明显的看到；（2）支柱的承载情况，支柱受力是顶板运动的结果；第17页/共64页（3）直接顶中强度较高、支承压力破坏不严重的部分，在上覆岩层相对静止时期，可能顶板放不下来而出现悬顶现象；（4）“板炮”（铁柱子“放炮”）、顶板高速沉缩时发出雷鸣般的声响，是老顶活动的标志，顶板愈坚硬，这一现象
10、愈明显；2）预示来压的支承压力显现主要有：（1）顶板的挠曲程度（2）煤壁片帮（3）支柱钻底第18页/共64页二、回采工作面顶板管理的技术要求 在做好工作而顶板活动和来压预测的基础上，搞好日常顶板管理需要抓住如下几方面关键的工作：1单体支护密度 在确定了必要的支护强度PT 后，支护密度 n 即可由下式求出，即：式中 RT 为支柱在工作面实际能够达列的平均承载能力，可由下式求得，即：式中 KZ支柱增阻系数；KB一支柱承载不均匀系数；RB一支柱的终工作阻力。（6-2-1）（6-2-2）第19页/共64页2单体支护控顶方式 根据理论分析研究和现场实践经验，其原则可大致归纳如下：1）周期来压不明显的采场
11、，特别是在直接顶松软或者是采底分层的情况下，应当尽可能的缩小控顶距和放顶步距；2）周期来压明显、强度较大的采场，单体支护工作面一般应适当加大控顶步距；3.采煤、控顶之间的时、控关系组织 1）对于周期来压不明显的采场，特别是直接顶本身岩性强度不高，顶板稳定性差的情况下，单体支护工作面应当强调跟随机后架设临时支柱、采煤、控顶平行作业，尽可能缩小采煤、回柱放顶操作间的距离，以增加工作面推进速度；2）对于周期来压明显，来压较大，顶板稳定性好的采场，应当在来压前后采取不同的时、控组织方案。第20页/共64页4.单体支护工作面辅助性控顶支护（特种支护）的选用 1）周期压力不明显，特别是直接顶板强度不高，采
12、空区无悬顶（或悬顶很小）的情况下，只要基本支柱的承载能力满足要求，一般无需增设辅助性支护;2）对于周期来压明显的采场，应当在来压前夕增设特种支护加强顶板管理，直接顶强度高（有较大跨度的悬顶）应在靠放顶排打斜撑戗柱棚。5.来压前顶板的管理 单体支护工作面，要求：1）保证支柱有足够的初撑力，架设时打紧水平楔；2）防止支柱钻底：对于支承压力大（来压步距大），底板强度低的采场，应在来压前让支柱穿上“硬鞋”，防止来压时支柱钻入底板，否则支护密度再大，操作质量再好，也起不到作用；3）提前打好戗柱、木垛等特种支护，起到双保险的作用；4）在接近来压时刻要尽可能避免在采场同时进行采煤和放顶工作。第21页/共64
13、页三、回采工作面顶板管理的制度要求首先，要严格执行煤矿安全规程的有关要求：1）采煤工作面必须按照作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业，所有支架都必须架设牢固，并有防倒柱措施；2）严格执行敲帮问顶制度：在开工前，班（组）长和安全检查工必须对工作面安全情况进行全面检查，确认无危险时，方准工人进入工作面。3）采煤工作面必须及时放顶或充填，控顶距离超过作业规程规定时禁止采煤。4）用垮落法控制顶板时，回柱放顶的方法和安全措施，放顶、爆破、机械落煤等工序平行作业的安全距离，以及放顶区内支架、木柱、木垛的回收方法，都必须在作业规程中明确规定。5）开采近距离煤层，上一煤层采用刀柱法、条带法或带状充填法控制顶板
14、，下一煤层采用垮落法控制顶板时，必须制定控制顶板的安全措施，报集团公司、矿总工程师批准；6）采煤工作面的伞檐不得超过作业规程的规定，不得任意丢失顶煤和底煤。第22页/共64页 7）采煤工作面必须经常存有一定数星的备用支护材料。8）采用人工假顶分层垮落法开采的采煤工几作面，人工假顶必须铺没好，搭接严密；9）采用倾斜分层垮落法回采时，下一分层的采煤工作必须在上一分层顶板垮落的稳定区域下面进行。10）采用综合机械化采煤时，必须遵守下列规定：必须根据矿井各个生产环节、煤层地质条件、煤层厚度、煤层倾角、瓦斯涌出量、自燃发火倾向和矿山压力等因素，编制设计（包括设备选型、选点）；运送、安装和拆除液压支架时，
15、必须有安全措施，明确规定运送方式、安装质量、拆装工艺和控制顶板的措施；工作面煤壁、刮板输送机和支架都必须保持直线，支架间的煤、矸必须清理于净；液压支架必须接顶；采煤机采煤时必须及时移架；严格控制采高，严禁采高大于支架的最大支护高度；当煤层变薄时，采高不得小于支架的最小支护高度；当采高超过 3m 或片帮严重时，液压支架必须有护帮板，防止片帮伤人；工作面两端必须使用端头支架或增设其他形式的支护；工作面转载机安有破碎机时，必须有安全防护装置；处理倒架、歪架、压架以及更换支架和拆修顶梁、支柱、座箱等大型部件时，必须有安全措施。第23页/共64页另外，对于容易发生冒顶事故的单体支护工作面，还应该注意如下
16、的问题：1）工作面端头支护形式、材料、规格必须在作业规程中明确规定，总的要求应该是加强支护且有长梁抬棚，抬棚梁的长度应能保证在移动输送机头尾时、替换支柱时不松动顶板，一般长度应为最大控顶距加循环进度，通常为2.4m 的型钢梁或工字钢梁；2）工作面支架、煤壁、刮板输送机都要保持直线，拉线检查误差不大于0.1m；支架排柱距符合规程要求，误差不大于0.1m，支架必须坚固完好，迎山有力，不准有缺梁缺柱、折损弯曲和松动空顶的“等劲柱”。3）应提倡和推广交错支设方式，交错长度应为0.6m，齐头梁不利于对顶板的有效支护，因此应避免齐头梁，如果作业规程规定交错布置，则应杜绝齐头梁现象；4）回柱放顶应有明确规定
17、和安全措施；密集支柱、安全出口及分段放顶的开口和合拢位置的选择，以及分段放顶之间的距离都应明确规定；5）整个回柱工作必须在有经验的老工人指挥下进行，并且要清理好安全退路，一旦顶板发生险情，能立即撤离险区；采空区要每隔一段距离留有信号柱；6）采煤机割煤时应追机支设临时贴帮点柱；割煤、移输送机和支设正式支架的距离在规程中应有明确规定，一般应不小于15m、不大于20m；第24页/共64页第三节 回采工作面顶板灾害防治技术主 要 内 容一、局部冒顶事故预防措施 二、大冒顶事故预防措施第25页/共64页一、局部冒顶事故预防措施1.应该采取以下几方面防范措施：1）防止应力集中和放顶不实 2）合理选择工作面
18、推进方向 3）采取正确的支护方法 4）坚持工作面正规循环作业 5）减少顶板暴露面积和缩短顶板暴露时间2.单体支柱采煤工作面 1）及时挂梁或探板，及时打柱；顶板用小板或笆棍插严；如果煤壁松软，煤壁一律背好；2）挂梁、探板和支柱必须保证质量，其操作程序和要求为：向煤壁掏梁窝，宽度为200300 mm，高度为300 mm，深度以能够挂一块铁梁为准；将铁梁伸入已构好的梁窝内，插上扁销并打紧；在挂好两块铁梁后，刨两梁间的顶煤，够一块小板宽度时即插上一块小板，逐步背严背实，并垫好梁头和柱顶，若铁梁上方顶板已经掉空，需用木料填实，并及时打好贴帮柱；将煤壁全部用小板背严实；（3）减少放炮对顶板的震动破坏或崩倒
19、棚子。第26页/共64页3.液压支架采煤工作面 1）根据煤层软硬程度，采高超过2.52.8 m 时，应选用带护帮装置的架型，以免煤壁垮落伤人或引起掉矸冒顶;采煤机割到时，放回护帮板，采煤机在护帮装置下通过；2）采用带压移架法；3）当工作面顶板在割煤后很快就要冒落，且冒落面积较大时，可在相邻支架间超前架设一梁两柱或一梁三柱的垂直于煤壁方向的支架，在该支架下面再架设12 架临时平行于煤壁方向的支架；4）对于破碎易掉矸顶板，可以在顶梁上铺设金属（塑料）网，网与网之间的搭接长度应为200 mm，每隔100 mm连一扣，特别注意新网片应放在旧网片的下面。第27页/共64页二、大冒顶的防治措施1.大冒项的
20、原因 虽然冒顶事故的根本原因是工作面周围矿山压力活动造成的结果，但反映出来发生冒顶的原因则是多种多样，综合有以下几个方面：1）初次放顶；2）未掌握周期来压规律；3）过旧巷安全技术措施不利；4）工作面工程质量低劣，支架规格质量标准不符合要求；5）顶板管理不善；6）作业规程编制不认真，执行不严格；7）地质构造；第28页/共64页2预防大冒项的措施 1）必须加强矿井生产的地质工作，对每个采区、每个回采工作面的顶底板岩性、组成和物理力学性质有清楚的掌握；2）认真编制采区设计和工作面作业规程；3）大力开展顶板观察工作，掌握顶板活动规律，进行顶板来压预报；4）重视初次放顶，加强有效的安全措施；5）加强工作
21、面支护和管理。三、特殊顶板条件下预防冒顶事故的技术要求1.回采工作面过断层、褶曲等地质构造带1）回采工作面过断层（1）过断层的方法：采煤工作面过断层时，先把断层落差、范围、与走向的交角弄清楚，然后制定过断层的方法。第29页/共64页 对于倾斜断层，可提前调整改变工作面方向，图6-3-2 遇断层打戗柱。图6-3-2 遇断层打抢柱1-加强木垛；2-加密支柱；3-迎山戗柱；4-支撑木第30页/共64页 工作面遇大断层，采高在 2.5-3 m左右时，如图6-3-3 及图6-3-4 所示。图6-3-3 留底煤打挡板图6-3-4 超前托板上打木垛第31页/共64页2）回采工作面过褶曲 回采工作面过褶曲时需
22、事先挑顶或卧底，使底板起伏变化平缓。3）回采工作面过冲刷带 冲刷带在采煤工作面破碎范围较大，使煤层变薄，甚至尖灭。4）回采工作面过陷落柱（无炭柱）遇陷落柱的预兆和断层很相似，其不同是陷落柱的边缘多呈凹凸不平的锯齿状，有各种不同岩石的混合体。5）遇劈口支护方法 劈口是在地质应力作用下，使岩层产生裂隙和节理。这些裂隙和节理把岩层分割成不同的形状，即所谓的劈口。劈口的冒落顶兆很不明显，一般采用敲帮问顶方法和眼睛观察法。劈口比节理和裂隙开的缝隙大，使顶板失去了连续性和完整性，有时有掉渣现象。2.回采工作面过老巷第32页/共64页采煤工作面过老巷预防冒顶的措施通常为：（1）维护加固老巷；（2）调整过老巷
23、方向；（3）液压支架过老巷（图6-3-5）；（4）老巷在工作面下方（开采厚煤层）时，老巷处要加打木垛托顶（图6-3-6）。图6-3-5 液压支架过老巷图6-3-6 厚煤层过采空区l 上分层；2 中分层；3 下分层4 采空区；5 底梁；6 顶梁第33页/共64页3.工作面开采初期的安全技术措施（1）掘进工作面平巷不能破坏复合型顶板；（2）初采时不要反向推进（图6-3-7 中工作面应由开切眼向左边推采）；（3）提高支架的稳定性；（4）提高单体支柱的初撑力和刚度。图6-3-7 工作面初采时反向推进第34页/共64页4.金属（塑料）网下推垮型冒顶的防治 金属（塑料）网下推垮型冒顶的防治方法除了与复合型
24、顶板推垮型冒顶的防治方法相同以外，按其特点还应增加以下措施：1）开采第一分层时，从开始到初次放顶，由采空区向顶板打深孔（35m）爆破将煤崩出，直接顶崩碎，充填网上冒落空隙，以阻止六面体的去路；2）注意提高铺网质量；3）开采第二分层时，其开切眼位置应采用内错式布置，避免网上碎矸上方存有空隙；4）尽可能延长第一分层与第二分层的开采间隔时间；5）为了使金属（塑料）网不出现网兜，在开采第一分层时沿工作面倾斜方向每隔0.61.0m 铺设一根底梁（长度为1.21.6m），底梁可以采用对接方式，也可以采用搭接方式。第35页/共64页5.坚硬难冒顶板 顶板大面积来压主要的危险是由顶板冒落而形成的冲击载荷和风暴
25、。具体的办法可有以下几种:1）合理确定开采方式 2）做好预测预报 顶板大面积来压和冒落的预兆有：（1）工作面煤壁片帮或刀柱煤柱炸裂，并伴有明显的响声；（2）由于煤体内支承压力的作用，煤层中的炮眼变形，打完眼不能装药，甚至打眼后连钻杆都拔不出来；（3）顶板下沉急剧增加；（4）顶板有时出现裂隙与淋水，底板局部也可能底鼓，出现裂隙和出水，断层处滴水增大，有时出现钻孔中流水混有岩粉现象，严重时顶板可能掉矸；（5）如果设有微震仪观测，可发现记录中有较多的岩体破裂与滑移的波形出现，也可记录到小的顶板冒落。3）软化顶板强制放顶第36页/共64页软化顶板是指通过钻孔向顶板灌注压力水，软化和压裂顶板。（1）注压
26、力水处理坚硬难冒顶板 可分别采用不同的方法：A超前工作面顶板高压注水。如图 6-3-8 所示；B采空区注水。图 6-3-8 顶板注水钻孔布置方式及其参数a 一四老沟矿8205 工作面顶板注水钻孔的布置方式；b 一云岗矿 8305 工作面顶板注水钻孔的布置方式第37页/共64页（2）强制放顶式中 H-放顶高度，m；M一采高，m；KP一爆破后形成岩块的碎胀系数。强制放顶方法有以下几种：A“循环式”浅孔放顶B“步距式”深孔放顶（图 6-3-9）C台阶式放顶D 超前深孔松动爆破（6-3-10）E地面深孔放顶4）预防暴风措施 在有大面积来压危险的矿井或区域，可采取预防措施，以第38页/共64页图6-3-
27、9 “步距式”深孔放顶图6-3-10 超前深孔松动爆破免对生产和安全造成危害。预防时一般是采用堵和泄的办法。第39页/共64页 在工作面未采到以前进行爆破，预先破坏顶板的完整性。钻孔布置如图 6-3-11所示。图6-3-11 刀柱法的深孔放顶第40页/共64页第四节 巷道顶板灾害的防治主 要 内 容一、掘进工作面顶板管理的制度要求及注意事项二、常见巷道顶板事故的预防第41页/共64页一、掘进工作面顶板管理的制度要求及注意事项 （1）掘进工作面严禁空顶作业；（2）支架间应设牢固的撑木或拉杆；（3）更换巷道支护时，在拆除原有支护前，应先加固临近支护，拆除原有支护后，必须及时除掉顶帮活矸和架设永久支
28、护，必要时还应采取临时支护措施。（4）采用锚杆、锚喷等支护形式时，应遵守下列规定：锚杆、锚喷等支护的端头与掘进工作面的距离，锚杆的形式、规格、安装角度，混凝土标号、喷体厚度，挂网所采用金属网的规格以及围岩涌水的处理等，必须在施工组织设计或作业规程中规定；采用钻爆法掘进的岩石巷道，必须采用光而爆破；打锚杆眼前，必须首先敲帮问顶，将活矸处理掉，确保安全，方可作业；锚杆使用锚固剂时，应将孔壁冲洗干净，砂浆锚杆必须灌满填实；软岩使用锚杆支护时，必须全长锚固；采用人工上料喷射机喷射混凝土、砂浆时，必须采用潮料，并使用除尘机对上料口、余气口除尘，作业人员必须佩戴劳动保护用品；锚杆必须按规定做拉力试验；煤巷
29、还必须进行顶板离层监测，并用记录牌板显示；锚杆必须用机械或力矩扳手拧紧，确保锚杆的托板紧贴巷壁；岩帮的涌水地点，必须处理；处理堵塞的喷射管路时，喷枪口的前方及其附近严禁有其他人员。第42页/共64页（5）开凿或延深斜井下山时，必须在斜井及下山的上口设置防止跑车装置，以防跑车冲倒支架造成巷道冒顶；（6）由下向上掘进长度250m以上的倾斜巷道时，必须将溜煤（矸）道与人行道分开，防止煤（矸）滑落伤人。除上述有关要求外，由于巷道掘进迎头临时支护存在问题以及在交叉点施工、砌碹支护时处理不当，常导致事故的发生。还应注意如下一些问题：（1）加强掘进迎头临时支护：掘进工作面施工时为了防止空顶作业，永久支护前必
30、须有临时支护措施；掘进工作面的循环进尺必须依据现场条件在作业规程中明确规定；巷道顶部锚杆施工时应由外向里逐个逐排进行，不得在所有的锚杆眼施工完后再安装锚杆；采用架棚支护时，应对巷道迎头至少10m的架棚进行整体加固；第43页/共64页（2）巷道交岔点支护。巷道交岔点的位置尽量选在岩性好、地质条件稳定的地点。在安全技术措施中对支护的技术参数、监测点的布置及监测方法等进行规定。监测中发现支护问题及时采取措施进行处理。架棚巷道的交岔点采用抬棚支护时，要进行抬棚设计，根据设计对抬棚材料专门加工，抬棚梁和插梁要焊接牙壳。（3）砌碹支护施工。砌碹用的料石材质和几何尺寸必须符合规程要求并经检验合格，不准用风化
31、石料。拼棚必须有专门安全措施。工作台搭设的材料和规格必须符合规程规定，做到牢固平稳。开挖基础、砌墙、立拱架、支模（混凝土碹支盒子板）、铺拱板、拆拱架等在作业规程中要有具体现定。砌墙和扣拱必须做到灰浆饱满，不准有干缝瞎缝，不准出现重缝现象。拱架之间必须有撑杆拉手，拱架要支稳支牢，保证巷道中腰线符合规定。壁后必须做好充填，做好隐蔽工程记录。充填物不准用煤炭等易碎易燃物，要用片石，较大空顶空棚要用木垛充填。砌体要保证足够的养护期，不准提前拆拱架。顶板不好时要有专门措施，实行短掘短砌。要明确最大空顶距，并不准超过最大空顶距。第44页/共64页（一）常见巷道顶板事故的原因 1.镶嵌型围岩坠矸事故原因分析
32、 （1）开工前或放炮后，在无支护空顶区，敲帮问顶和找掉不及时、不彻底或违章操作，对隐性镶嵌型顶板未发现或未采取有效措施。（2）空顶范围大，空顶距离超过作业规程规定。（3）在炮掘工作面，尤其在大断面巷道或交叉点，炮眼布置不合理，装药量过大，崩倒或崩歪迎头支架。（4）在机掘工作面，由于断面大，进度快，空顶面积迅速增大，受采动支撑压力和冲击地压等外力影响。2.离层型围岩片帮冒顶事故原因分析（1）工作面出现“伞檐”离层断裂向下方自由空间滑移导致劈帮。（2）锚喷巷道封闭锚喷不及时或质量不符合要求。（3）空顶面积大，无超前支护，迎头支架架设不及时或质量差；二、常见巷道顶板事故的预防第45页/共64页3.松
33、散破碎围岩塌漏抽冒事故原因分析 1）在空顶区，由于空顶范围大，破碎围岩悬露时间长，支护未跟到迎头，造成迎头塌漏抽冒；2）在迎头支护区，由于放炮崩倒迎头支架而塌冒，或支架未插严背实，造成空顶虚帮；3）在地质作用破碎带、采掘影响破碎区，巷道穿过老巷或松软厚煤层、巷道维修及收尾回撤支架区；4）在巷道交叉点及贯通点，因巷道支撑压力集中叠加，抬棚上方直接顶冒落范围及高度扩大。（二）常见巷道顶板事故的防治措施1镶嵌型围岩坠矸事故的防治措施2离层型围岩片帮冒顶事故的防治措施 1）易风化剥落的巷道，应在一昼夜内封闭锚喷到迎头，封闭喷浆厚度至少20mm；2）合理确定空顶距离及超前支护形式；3）合理选择巷道位置及
34、掘进时间；根据离层型围岩特征，采用适应的锚杆支护或金属拱型可缩性支架。第46页/共64页3松散破碎围岩塌漏抽冒事故的防治措施 此类事故隐患比较明显，同时也最容易由较小的冒落迅速发展成大面积高拱冒落。防治措施主要有以下几种：1）炮掘工作面采用对围岩震动较小的掏槽方法，控制装药量及放炮顺序；2）根据不同情况，采用超前支护、留中心垛掘进法、短段掘砌法、超前导峒法等少暴露破碎围岩的掘进和支护工艺，缩短围岩暴露时间，尽快将永久支护紧跟到迎头；3）根据围岩性质、巷道服务年限及用途，合理选择不同的永久性支护形式，通过压力异常区时，应缩小棚距，加强支架的稳固性；4）积极采用围岩固结及冒落空间充填新技术；5）采
35、上分层工作面时，回净顺槽及开切眼支架，铺满假顶，放落顶板，坚持注水或注浆提高再生顶板质量；避免出现网上空洞区；6）选用大直径优质木抬棚或金属抬棚，严格按抬棚操作规程架设及维修；7）维修老巷时，必须从有安全出口及支架完好的地方开始；在斜巷及立眼维修时，必须架设安全操作平台，加固眼内支架，保证行人及煤矸溜放畅通。应当指出，影响巷道顶板事故的因素是多方面的，因此，巷道顶板事故的防治应该采取综合治理的措施。第47页/共64页第五节 顶板事故处理主 要 内 容一、顶板事故处理基本原则二、采煤工作面冒顶事故处理三、巷道冒顶事故处理 四、救护队处理冒顶事故的行动第48页/共64页 1.采煤工作面冒顶的处理原
36、则1）顶板冒落范围不大时，如果遇难人员被大块矸石压住，可采用干斤顶、液压起动器等工具把大块岩石顶起，将人迅速救出。2）顶板沿煤壁冒落，矸石块度比较破碎，遇难人员又靠近煤壁位置时，可采用沿煤壁由冒顶区从外向里掏小硐，架设梯形棚子维护顶板，边支架边掏硐，把遇难人员救出。3）工作面冒落范围较小，矸石块度小，比较破碎、并且继续下落、开石扒一点漏一点 4）分层开采的工作面发生事故，底板是煤层，遇难人员位置在金属或荆条假顶下面时，可沿底板煤层掏小硐，边支护边掏硐，接近遇难者后将其救出。5）工作面冒落范围很大时，遇难者的位置在冒落工作面的中间，采用掏小硐和撞楔法处理，时间长，不安全。一、顶板事故处理基本原则
37、第49页/共64页6）如果工作面两头冒顶，把人堵在中间，采用掏小硐和撞楔法穿不过去，可采用另开巷道的方法，绕过冒落区或危险区将遇难人员救出。2.巷道冒顶的处理原则1）先外后里：先检查该处前后5m范围内支架的完整情况，有问题先处理，必要时可采取临时加固措施；2）先支后拆：更换巷道支护时，在拆除原有支护前，应先加固临近支护；3）先上后下：倾斜巷道维修支架和处理冒顶时应该由上至下进行；4）先近后远；5）先顶后帮：为了保证操作人员的人身安全，在处理程序上必须注意先维护，支撑住顶板，再维护好两帮。第50页/共64页二、采煤工作面冒顶事故处理 采煤工作面冒顶事故的处理主要有以下4 种方法：（一）局部小冒顶
38、的处理方法1掏梁窝架棚法(图6-5-1)B用悬挂金属顶梁处理局部冒顶1-悬臂梁；2-临时金属支柱；3-插顶木垛A用单腿棚处理局部冒顶 图6-5-1 回采工作面局部小冒顶的处理第51页/共64页具体步骤是：（1）在掏梁窝或挂顶梁之前，必须先检查冒顶地点附近的支架情况；（2）在冒顶范围内清理出一部分塌矸后，进行掏梁窝架单腿棚子或金属悬臂梁的工作；（3）架好单腿棚子或挂好悬臂梁后，棚梁上的空隙要用木料架设小木垛接到顶。（4）小木垛架好后，便可清理浮煤煤矸，打好贴帮柱，防止片帮。2撞楔法处理采煤工作面冒顶 在顶板冒落矸石块度较小，而且冒顶区顶板碎矸继续往下流或者一动就流的情况下，可采取撞楔法（图6-5
39、-2）。6-5-2 撞楔法处理采煤工作面冒顶第52页/共64页（二）大冒顶的处理方法1小巷法 （1）从采面冒顶的两头，由外往里，先用双腿套棚维护好顶板，保护后路畅通无阻。梁棚上用板皮刹紧背严，防止顶板继续错动、垮落；（2）边整理工作面，边支棚子，把垮落的矸石清理并倒入采空区，每整0.5m支一架板梁棚管理顶板；（3）遇到大块岩石不易破碎，应采用电钻（如有压风，最好是用风钻）打眼放小炮的方法破碎岩石；（4）如顶板垮落的矸石很碎，一次整巷不易通过时，可先沿煤帮运输机道整修一条小巷，支架形式可采用人字形掩护支架。（5）若采煤机在冒顶区前方，当运输机除矸时，应先将采煤机吊起，以便矸石能顺利通过，见图6-
40、5-3。图6-5-3 小巷法处理采煤工作面冒顶（a）先整通小巷道用人字形支护；（b）后按原来采高支护第53页/共64页2开巷绕道法 有三种情况：1）冒顶发生在工作面机尾处可以沿工作面煤壁从回风巷重开一条补巷绕过冒顶区（图6-5-4）。（1）补巷的支架多数采用一梁二柱或一梁三柱棚子。（2）冒顶区埋压的设备、支架材料的回收方法是：当新开的补巷紧靠冒顶区（无煤柱）时可直接扒开矸石取出。图6-5-4 机尾冒顶开补巷绕过1补巷：2冒顶区第54页/共64页（3）若冒顶区范围较大，岩石堵塞巷道，造成采空区回风角瓦斯积存，可用临时挡风帘或安装局扇排除。2）冒顶区在工作面中部可以平行于工作面留 3-5m煤柱重开
41、开切眼（1）新开切眼的掘进可采用对打的方法，以加快掘进速度；（2）对压埋在冒顶区的设备和材料，用整通小巷的办法，分段进行回收；（3）回收完设备、支架和材料后，应在煤柱上打眼放炮，人工倒采几个循环，最好采透直达冒顶区，避免煤柱支撑顶板，给以后回采造成困难（如图6-5-5）。图6-5-5 中部冒顶重掘开切眼方法第55页/共64页3）冒顶区在工作而的机头侧处理方法基本与处理机尾侧冒顶区相同（图6-5-6），就是在离煤帮 3-5 m处由进风侧向工作面斜打一条补巷和工作面相通。图6-5-6 机头冒顶开补巷绕过第56页/共64页 冒落巷道的处理方法有木垛法、搭凉棚法、直接支架法、撞楔法、锚喷法、绕道法。1
42、.木垛法 如果巷道冒顶范围较大，冒落高度较高，且冒落空硐以上顶板基本稳定，可以采用木垛法。1）“井”字木垛法。冒顶不超过 5 m，冒落范围已基本稳走，可用此法，如图6-5-7。三、巷道冒顶事故处理图6-5-7 “井”字木垛法处理垮落巷道第57页/共64页（2）“井”字木垛和小棚结合法，如图6-5-8。2.搭凉棚法（如图6-5-9）图6-5-9 搭凉棚法处理垮落巷道图6-5-8 “井”字木垛和小棚结合法处理垮落巷道第58页/共64页3.直接支架法在巷道围岩已经稳定，冒落矸石又不多，冒顶范围约为23 架时，可采用直接支架法。4.撞楔法（图6-5-10）5.锚喷法6.绕道法图6-5-10 撞楔法处理
43、巷道冒顶1-木板；2-圆木撞楔；3-荆芭第59页/共64页（1）闻讯后立即赶到现场，了解事故发生的原因、地点、围岩情况、冒顶附近的安全状况，渗加制定抢救方案；（2）进入现场了解和掌握情况，如实汇报；（3）在老工人的配合下进行抢救，一要速度快，二要机智灵活，集体行动；（4）抢救过程中，要用呼喊、敲打的方法判断遇难人员的位置和人数；用千斤顶支撑大块矸石，试探中用木棍，小心地使用工具，以免伤害遇难人员；（5）抢救被埋堵的遇难者时，要迅速用掏小硐等方法接近他们，利用管路和打孔等方法给他们输送新鲜空气、饮料和食物；不要用强光照射遇难者。（6）必要时，对遇难者要及时在现场进行性医疗抢教，如止血、人工呼吸、
44、包扎等；（7）抢救出的人员要迅速急救包扎，送进医院；搬运受伤人员时，要轻抬轻放，时刻注意伤情变化。（8）救护队要时刻注意冒顶区域顶板变化、瓦斯及有毒有害气体；若有再次冒顶的危险时，要立即支护，并派专人观察顶板，有准备地作好安全退路；同时要注意通风和电源；总之，要保护好自身的安全，才能顺利进行抢救。四、救护队处理冒顶事故的行动第60页/共64页复习题1.回采工作面顶板事故分为哪几类？各有什么特点？2.影响回采工作面顶板事故的因素有哪些？3.影响巷道顶板事故的因素有哪些？4.回采工作面和巷道的支护原理分别是什么？5.回采工作面单体支护密度如何确定？采煤、控顶之间的时、控关系组织怎样确定？6.回采工
45、作面顶板管理的制度要求有哪些？7.对于容易发生冒顶事故的单体支护工作面，从预防冒顶考虑注意哪些问题？8.回采工作面局部冒顶事故预防措施有哪些？9.预防回采工作面大冒项的措施有哪些？10.采煤工作面过老巷有哪些要求？第61页/共64页11.复合型顶板灾害的防治应注意哪些问题？12.坚硬难冒顶板灾害防治的措施有哪些？13.常见巷道顶板事故有哪些？原因分别是什么？14.镶嵌型巷道围岩坠矸事故的防治措施有哪些？15.松散破碎围岩塌漏抽冒事故的防治措施有哪些？16.采煤工作面局部小冒顶的处理方法有哪些？17.采煤工作面大冒顶的处理方法有哪些18.巷道冒顶事故处理方法有哪些?第62页/共64页问题思考 1回采工作面顶板情况和来压的预测对预防冒顶事故有什么作用？2特殊顶板条件下预防冒顶事故的技术要求有哪些？第63页/共64页感谢您的观看！第64页/共64页