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1、顶板事故防治许厂煤矿安培中心顶板事故是煤矿五大灾难之一，其中冒顶事故发生频繁，顶板事故是煤矿五大灾难之一，其中冒顶事故发生频繁，顶板事故是煤矿五大灾难之一，其中冒顶事故发生频繁，顶板事故是煤矿五大灾难之一，其中冒顶事故发生频繁，危害特别严峻。顶板管理是煤矿生产技术管理的主要内危害特别严峻。顶板管理是煤矿生产技术管理的主要内危害特别严峻。顶板管理是煤矿生产技术管理的主要内危害特别严峻。顶板管理是煤矿生产技术管理的主要内容之一，顶板管理的好坏对于促进煤矿生产持续稳定发容之一，顶板管理的好坏对于促进煤矿生产持续稳定发容之一，顶板管理的好坏对于促进煤矿生产持续稳定发容之一，顶板管理的好坏对于促进煤矿生
2、产持续稳定发展和保证职工生命平安具有特别重要的意义。展和保证职工生命平安具有特别重要的意义。展和保证职工生命平安具有特别重要的意义。展和保证职工生命平安具有特别重要的意义。在井下顶板事故中，采煤工作面冒顶事故最多，约占冒在井下顶板事故中，采煤工作面冒顶事故最多，约占冒在井下顶板事故中，采煤工作面冒顶事故最多，约占冒在井下顶板事故中，采煤工作面冒顶事故最多，约占冒顶事故总数的顶事故总数的顶事故总数的顶事故总数的70%70%70%70%以上，其次是掘进工作面。为了爱护以上，其次是掘进工作面。为了爱护以上，其次是掘进工作面。为了爱护以上，其次是掘进工作面。为了爱护矿工的身心健康，做到平安生产，我们要
3、主动实行措，矿工的身心健康，做到平安生产，我们要主动实行措，矿工的身心健康，做到平安生产，我们要主动实行措，矿工的身心健康，做到平安生产，我们要主动实行措，加强顶板管理，防治顶板事故。加强顶板管理，防治顶板事故。加强顶板管理，防治顶板事故。加强顶板管理，防治顶板事故。二、顶板相关学问顶板可分为伪顶，干脆顶，基本顶顶板可分为伪顶，干脆顶，基本顶伪顶：是指干脆紧贴煤层上面、厚度在伪顶：是指干脆紧贴煤层上面、厚度在0.5m 0.5m 以下的一层松以下的一层松软岩层。随采随垮。其岩性一般为粘土页岩和层状砂页软岩层。随采随垮。其岩性一般为粘土页岩和层状砂页岩。岩。干脆顶：是指位于伪顶之上的岩层，无伪顶时
4、干脆紧贴煤层。干脆顶：是指位于伪顶之上的岩层，无伪顶时干脆紧贴煤层。通常由泥岩、页岩、粉砂岩等比较简洁跨落的岩层组成，通常由泥岩、页岩、粉砂岩等比较简洁跨落的岩层组成，但均具有确定的稳定性。所以当工作面煤层被采落时，但均具有确定的稳定性。所以当工作面煤层被采落时，干脆顶不会马上跨落。多数干脆顶在回柱放顶时会跨落，干脆顶不会马上跨落。多数干脆顶在回柱放顶时会跨落，有的则须要人工强制放顶。干脆顶是采掘工作面的支护有的则须要人工强制放顶。干脆顶是采掘工作面的支护对象，假如支护得不好，就会造成冒顶事故对象，假如支护得不好，就会造成冒顶事故.图图1-1 煤层的总厚度及有益厚度煤层的总厚度及有益厚度煤煤层
5、层厚厚度度 基本顶：是指位于干脆顶之上、有确定厚度的坚基本顶：是指位于干脆顶之上、有确定厚度的坚硬岩层，以前也称为老顶。它也有可能紧贴煤层硬岩层，以前也称为老顶。它也有可能紧贴煤层之上。基本顶在采空区上方悬露到确定面积后才之上。基本顶在采空区上方悬露到确定面积后才能跨落，一般只发生缓慢下沉。假如工作面支护能跨落，一般只发生缓慢下沉。假如工作面支护不好，往往会造成大面积冒顶事故。不好，往往会造成大面积冒顶事故。从顶板管理的角度，可以把顶板分为易垮落的松从顶板管理的角度，可以把顶板分为易垮落的松软顶板、中等跨落性顶板、难垮落的坚硬顶板、软顶板、中等跨落性顶板、难垮落的坚硬顶板、极难垮落的坚硬顶板和
6、可塑性弯曲的顶板等极难垮落的坚硬顶板和可塑性弯曲的顶板等5 5种类种类型。针对以上不同状况，可实行不同支护和采空型。针对以上不同状况，可实行不同支护和采空区处理方法。区处理方法。老顶干脆顶煤层顶板采矿开挖空洞顶板岩石下沉变形、破坏，产生事故概 述采煤作业时的顶板管理方式刀柱法充填法缓慢下沉法全部垮落法顶板事故的产生顶板事故的产生原岩应力重新分布掘进过程支护不刚好支架强度不足顶板事故顶板事故支架不适应围岩的变形与破坏类型变形的时间效应空洞围岩破坏特殊地质条件采矿岩石开挖开挖空洞周边应力集中三、顶板事故预兆1.响声：岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时，木支架就会发生劈裂声，紧接着出现折梁断柱现象；金
7、属支柱的活柱急剧下缩，也发生很大声响，有时也能听到采空区顶板发生断裂的闷雷声。2.掉碴：顶板严峻裂开时，折梁断柱增加，随着出现顶板掉碴现象。掉碴越多，说明顶板压力越大。在人工顶板下，掉下的碎矸石和煤碴更多，工人叫“煤雨”。这就是发生冒顶的危急信号。3.片帮：冒顶前煤壁所受的压力增加，变得松软，片帮煤比平常增多。4.裂缝：顶板的裂缝一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。假如裂缝加深加宽，说明顶板接着恶化，人们常常在裂缝中插上木楔子，视察它是不是松动或掉下来，推断裂缝扩大了没有，作出预报。5.脱层：顶板快要冒落的时候，往往出现脱层现象，检查脱层要用问顶的方法，假如声
8、音清晰，表明顶板完好，顶板发出“空空”的响声，说明上下岩层之间已经脱离。6.漏顶：裂开的伪顶或干脆顶，在大面积冒顶之前，有时因为背顶不严或支架不牢出现漏顶现象。漏顶如不刚好处理，会使棚顶托空，支架松动，顶板岩石接着冒落，就会造成没有声响的大冒顶。矿山压力限制利用矿山压力活动规律采用合理的开挖顺序和过程避开顶板事故，保证采矿作业平安人工控制与支护二 影响矿山压力显现的基本因素断层与褶曲挤压与裂开带节理、裂隙煤层倾角开采深度上部煤层残留煤柱工作面推动速度采高与控顶距其次节 顶板事故的致因及防治一 采场顶板事故的致因及防治（一）顶板事故分类按冒顶范围可将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类。局部冒顶是
9、指范围不大，有时仅在35支架范围内，伤亡人数不多(12人)的冒顶，常发生在靠近煤壁旁边、采场两端以及放顶线旁边。实际煤矿生产中，局部冒顶事故的次数远多于大型冒顶事故，约占采场冒顶事故的70%，总的危害比较大。大型冒顶是指范围较大，伤亡人数较多（每次死亡3人以上）的冒顶。（二）局部冒顶事故的致因及防治（二）局部冒顶事故的致因及防治1靠煤壁旁边的局部冒顶局部冒顶的缘由一般有三种：一是干脆顶被密集裂隙切割，形成了游离岩块；二是采高过大，在老顶来压期间，煤壁片帮，扩大了无支护空间；三是放顶煤开采，顶煤裂开。煤层的干脆顶中，常存在多组相交裂隙时，这些相交的裂隙简洁将干脆顶分割成游离岩块，极易发生脱落，在
10、采煤机采煤或爆破落煤后，假如支护不刚好，这类游离岩块可能突然冒落砸人，造成局部冒顶事故。靠煤壁旁边的局部冒顶事故的预防（）单体支柱工作面：接受能刚好支护悬露顶板的支架，如正悬臂交织顶梁支架，正倒悬臂错梁直线柱支架等，提高支柱的初撑力。在金属网下，可以接受长钢梁对棚迈步支架。尽量使工作面与煤层的主要节理方向垂直或斜交，避开煤层片帮。煤层一旦片帮，应掏梁窝超前支护，防止冒顶。正倒悬臂错梁直线柱支架布置正悬臂交织顶量支架（）综采工作面支架设计上，接受长侧护板，整体顶梁，内伸缩式前梁，增大支架向煤壁方向的水平推力，提高支架的初撑力；工艺操作上，采煤机过后，刚好伸出伸缩梁，刚好擦顶带压移架，顶梁的俯视角
11、不超过7。当碎顶范围较大时（比如过断层裂开带等），则应对裂开干脆顶注入树脂类粘结剂使其固化，以防止冒顶。2采场两端的局部冒顶（1）单体支柱工作面缘由：两端机头机尾处，暴露的空间大;支承压力集中;巷道提前掘进;引发了巷道周边的变形与破坏。常常要进行机头机尾的移置工作，拆除老支柱支设新支柱时，碎顶可能进一步松动冒落。随着回采工作面的推动，要拆掉原巷道支架的一个棚腿，换用抬棚支承棚梁，在这一拆一支之间，碎顶也可能冒落。预防：在机头机尾处各应用四对一梁三柱的钢梁抬棚支护（即四对八梁支护），每对抬棚随机头机尾的推移迈步前移；或在机头机尾处接受双楔铰接顶梁支护。在工作面巷道相连处，宜用一对抬棚迈步前移，托
12、住原巷道支架的棚梁。此外，在采场两端还可以接受十字铰接顶梁支护系统以防漏冒。在超前工作面10米以内，巷道支架应加双中心柱，超前工作面1020米，巷道支架应加单中心柱以预防冒顶。（2）综采工作面 假如工作面两端没有应用端头支架，则在工作面与巷道相连处，需用一对迈步抬棚。此外，超前工作面20米内的巷道支架也应以中心柱加强。4.地质破坏带旁边的局部冒顶地质破坏带及旁边的顶板裂隙发育、裂开，断层面间多充以粉状或泥状物；断层面都比较尖滑,使上、下盘之间的岩石无粘结力,尤其是断层面成为导水裂隙时，更是彼此分别。单体支柱工作面假如遇到垂直于工作面或斜交于工作面的断层时，在顶板活动过程中，断层旁边破断岩块可能
13、顺断层面下滑。从而推倒工作面支架，造成局部冒顶。为预防这类顶板事故，应在断层两侧加设木垛加强维护，并迎着岩块可能滑下的方向支设戗棚或戗柱。对于有些综采工作面，高档普采和普采工作面，回采过程中，煤壁的前方顶板和煤层特殊裂开，为保证正常割煤，不漏矸子，可接受全楔式木锚杆。当断层处的顶板特殊裂开，用锚杆锚固的效果不佳时，可接受注入法，将较多的树脂注入大量的煤岩裂隙中，进行预加固。(三）大型冒顶事故的致因及防治1.老顶来压时的压垮型冒顶发生的条件：干脆顶比较薄，其厚度小于煤层采高的23倍，冒落后不能充填满采空区；干脆顶上面老顶分层厚度小于56m，初次来压步距为2030m，或更大一些。工作面中，当支柱的
14、初撑力较低时，老顶断裂在煤壁之内。当工作面推动到老顶断裂线旁边时，顶板出现台阶下沉，这时老顶岩块的重量全部由采场支架担当。致因：垮落带老顶岩块压坏采场支架垮落带老顶岩块冲击压坏采场支架离层冲击压坏支架预防措施采场支架的支撑力应能平衡垮落带干脆顶及老顶岩层的重量;采场支架的初撑力应能保证干脆顶与老顶之间不离层;采场支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求;遇到平行工作面的断层时（1）假如工作面支护是单体支柱，当断层刚露出煤壁时，在断层范围内就要刚好加强工作面支护（最好用木垛），不得接受正常回柱法;要扩大控顶距，并用木支柱替换金属支柱，待断层进到采空区后再回柱;（2）假如工作面支护是液压自移支架，
15、若支架的工作阻力有较大的富有，则工作面可以正常推动，若支架的工作阻力没有太大的富有，则应考虑使工作面与断层斜交或在采空区挑顶的措施过断层。2.厚层难冒顶板大面积冒顶发生的条件：整体厚层硬岩层顶板（如砂岩、砂砾岩、砾岩等其分层厚度大于56米）时，它们要悬露几千平方米、几万平方米，甚至十几万平方米才冒落。这样大面积的顶板在极短时间内冒落下来，不仅由于重量的作用会产生严峻的冲击破坏力，而且更严峻的是会把已采空间的空气瞬时挤出，形成巨大的暴风，破坏力极强。预兆：顶板断裂声响的频率和音响增大；煤帮有明显受压与片帮现象；底板出现底鼓或沿煤柱旁边的底板发生裂缝；上下平巷超前压力较明显；工作面中支柱载荷和顶板
16、下沉速度明显增大；有时采空区顶板发生裂缝或淋水加大。探测方法：可以用微震仪、地音仪和超声波地层应力仪等进行预料，厚层坚硬岩层的破坏过程，长的在冒顶前几十天就出现声响和其他异样现象，短的在冒顶前几天，甚至几小时也会出现预兆，因此，依据仪器测量的结果，再结合历次冒顶预兆的特征，可以对大面积冒顶进行较精确的预报，避开造成灾难。预防措施：（1）顶板高压注水 （2）强制放顶3.漏垮型冒顶的致因及防治致因：由于煤层倾角较大，干脆顶又异样裂开，采场支护系统中假如某个地点失效发生局部漏冒，裂开顶板就有可能从这个地点起先沿工作面往上全部漏空，造成支架失稳，导致漏垮工作面。预防漏垮型冒顶的措施：选用合适的支柱，使
17、工作面支护系统有足够的支撑力与可缩量；顶板必需背严实；严禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。工作面漏垮示意图4.复合顶板推垮型冒顶复合顶板的特征：（1）煤层顶板由下“软”上“硬”不同岩性的岩层组成；（2）“软”、“硬”岩层间有煤线或薄层懦弱岩层；（3）0.5m下部“软”岩层的厚度3.0m。复合顶板推垮型冒顶的机理：(1)支柱的初撑力小，软硬岩层下沉不同步，软快而硬慢，从而导致软岩层与其上部硬岩层离层;(2)下位软岩断裂出六面体 的缘由:1)地质构造，即下位软岩层中存在原生的断层、裂隙或尖灭构造；2)巷道布置缘由，即在工作面开采范围内存在沿走向或沿倾斜的旧巷，下沉、断裂；3)支柱初撑力
18、低，由于支柱初撑力低，导致下位软岩层沿煤帮断裂。下位软岩层离层断裂预防措施应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达46;掘进上下顺槽时不破坏复合顶板;工作面初采时不要反推;限制采高，使软岩层冒落后能超过采高;尽量避开上下顺槽与工作面斜交;敏捷地应用戗柱戗棚，使它们迎着六面体可能推移的方向支设;在开切眼旁边于控顶区内，系统地布置树脂锚杆;但是，在接受这个措施时应考虑采场中打锚杆钻孔的可能性和顶板硬岩层折断垮落时，由于没有已垮落软岩层作垫层，来压是否会过于猛烈。除上述措施外，还有两条应当接受的。第一，在运用摩擦支柱和金属铰接顶梁的回采工作面中，用拉钩式连接器把每排支柱从工作面上端至工作面下端
19、连接起来，由于在走向上支架已由铰接顶梁连成一体，这就在采场中组成了一个稳定的可以阻挡六面体下推的“整体支架”。其次，必需提高单体支柱的初撑力，使初撑力不仅能支承住顶板下位软岩层，而且能把软岩层贴紧硬岩层，让其间的摩擦力足够阻挡软岩层下滑，从而支架本身也能稳定。二 巷道冒顶事故的致因及防治发生地点：巷道顶板死亡事故80%以上发生在掘进工作面及巷道交叉口。（一）掘进工作面冒顶事故第一，掘进破岩后，顶部存在将与岩体失却联系的岩块，假如支护不刚好，该岩块可能与岩体失去联系而冒落；其次，掘进工作面旁边已支护部分的顶部存在与岩体完全失去联系的岩块，一旦支护失效，就会冒落造成事故。缘由：预防掘进工作面冒顶事
20、故的措施:（1）严格限制空顶距。当遇到断层褶曲等地质构造破坏带或层理裂隙发育的岩层时，棚子支护时应紧靠掘进工作面，并缩小棚距，在工作面旁边应接受拉条等把棚子连成一体防止棚子被推垮，必要时还要打中柱；（2）严格执行敲帮问顶制度，危石必需挑下，无法挑下进应实行临时支撑措施，严禁空顶作业。（3）掘进工作面冒顶区及裂开带必需背严接实，必要时要挂金属网防止漏空。（4）掘进工作面炮眼布置及装药量必需与岩石性质、支架与掘进工作面距离相适应，以防止因放炮而崩倒棚子。（5）接受“前探掩护式支架”，使工人在顶板有防护的条件下出渣，支棚腿，以防止冒顶伤人。（二）巷道交叉处的冒顶事故缘由：巷道交叉处冒顶事故往往发生在
21、巷道开岔的时候，因为开岔口须要架设抬棚替换原巷道棚子的棚腿，假如开岔处巷道顶部存在与岩体失却联系的岩块，并且围岩正向巷道挤压，而新支设抬棚的强度不够，或稳定性不够，就可能造成冒顶事故。预防巷道开岔处冒顶的措施如下。（1）开岔口应避开原来巷道冒顶的范围；（2）必需在开口抬棚支设稳定后再拆除原巷道棚腿，不得过早拆除，切忌先拆棚腿后支护抬棚；（3）留意选用抬棚材料的质量与规格，保证抬棚有足够的强度；（4）当开口处围岩尖角被挤压坏时，应刚好实行加强抬棚稳定性的措施。（三）支架支护巷道冒顶防治支架支护巷道的冒顶可分为压垮型、漏垮型和推垮型。压垮型冒顶是因巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大，损坏了支架，导
22、致巷道顶部已裂开的岩块冒落。漏垮型冒顶是因无支护巷道或支护失效（非压坏）巷道顶部存在游离岩块，这些岩块在重力作用下冒落。推垮型冒顶是因巷道顶帮裂开岩石，在其运动过程中存在平行巷道轴线的分力，假如这部分巷道支架的稳定性不够，可能被推倒而冒顶。掘进工作面10m内，断层裂开带旁边各10m内，巷道交岔点旁边各10m，冒顶处旁边各10m内，这些都是简洁发生顶板事故的地点，巷道支护必需适当加强。8）在易发生推垮型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性，可以在巷道的架棚之间严格地用拉撑件连接固定，增加架棚的稳定性，以防推倒。倾斜巷道中架棚被推倒的可能性更大，其架棚间拉撑件的强度要适当加大。依据冒顶的缘由，提出如
23、下几条预防措施：1）巷道应布置在稳定的岩体中,尽量避开采动的不利影响.2）巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力.3）巷道支架所能承受的变形量，应与巷道运用期间围岩可能的变形量相适应.4）尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时，尽可能接受有初撑力的支架，支架施工时要严格按工序质量要求进行，并特殊留意顶与帮的背严背实问题，杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象；5）凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工6）巷道替换支架时，必需先支新支架，再拆老支架.7）锚喷巷道成巷后要定期检查危岩石并刚好处理.（四）锚杆支护巷道冒顶防治1.应用地应力为基础的锚杆支护设计方法该方法的特点：考虑了实际地
24、应力（尤其是水平地应力）和围岩力学性质对锚杆支护设计的影响；其次运用计算机和有限差分软件通过锚杆支护数值模拟分析进行锚杆参数初始设计；然后利用仪器对巷道围岩稳定性和锚杆受力状态进行监测；最终依据反馈信息不断修改初始设计，使设计结果更为牢靠。中国矿业高校等单位基于上述探讨思想提出了适合在我国煤矿推广应用的“地质评估数值模拟初始设计现场监测利用反馈信息修改设计”锚杆支护设计方法，并编制了成套的煤巷锚杆支护计算机协助设计软件。利用计算机进行煤巷锚杆支护设计4.地质破坏带旁边的局部冒顶地质破坏带及旁边的顶板裂隙发育、裂开，断层面间多充以粉状或泥状物；断层面都比较尖滑,使上、下盘之间的岩石无粘结力,尤其
25、是断层面成为导水裂隙时，更是彼此分别。单体支柱工作面假如遇到垂直于工作面或斜交于工作面的断层时，在顶板活动过程中，断层旁边破断岩块可能顺断层面下滑。从而推倒工作面支架，造成局部冒顶。为预防这类顶板事故，应在断层两侧加设木垛加强维护，并迎着岩块可能滑下的方向支设戗棚或戗柱。对于有些综采工作面，高档普采和普采工作面，回采过程中，煤壁的前方顶板和煤层特殊裂开，为保证正常割煤，不漏矸子，可接受全楔式木锚杆。当断层处的顶板特殊裂开，用锚杆锚固的效果不佳时，可接受注入法，将较多的树脂注入大量的煤岩裂隙中，进行预加固。人有了学问，就会具备各种分析实力，明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。