提綱第一部分：煤礦頂板事故綜述第二部分：礦山壓力的基本知識第三部分：頂板事故的致因與防治第四部分：深井礦壓知識分析第一部分：煤礦頂板事故綜述一、頂板事故在煤礦事故中的比重圖1-11950~2003年煤礦各類事故原因分析第一部分：煤礦頂板事故綜述一、頂板事故在煤礦事故中的比重23.59.933.552.316.139.3725.620.3961.574.12.25.2529.51.772.8812.720.161.020.82.4811.288.810102030405060123456789101112事故次數(shù)占百分比死亡人數(shù)占百分比%橫坐標：事故次數(shù)及傷亡人數(shù)縱坐標：事故次數(shù)及傷亡人數(shù)百分比

事故性質1－水災事故;2－瓦斯煤塵爆炸;3－頂板事故;4－火災事故;5－瓦斯窒息中毒事故;6－煤塵爆炸事故;7－提升運輸事故;8－其他;99－自救傷亡;10－機電;11－煤與瓦斯突出;12－爆破圖1-21950~2003年煤礦各類事故發(fā)生起數(shù)及死亡人員統(tǒng)計分析

第一部分：煤礦頂板事故綜述二、回采工作面與巷道頂板事故發(fā)展趨勢分析1954~1985年期間，頂板事故的死亡人數(shù)占總事故死亡人數(shù)的45%，其中，采煤工作面頂板事故占75%，巷道頂板事故占25%。1986~1992年期間頂板事故死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的40%，其中，采煤工作面頂板事故占頂板事故總數(shù)的66%，巷道頂板事故上升到34%。第一部分：煤礦頂板事故綜述三、頂板事故的特點頂板事故具有四個屬性（一）突發(fā)性（二）災難性（三）破壞性（四）繼發(fā)性第二部分：礦山壓力基本知識一、開采后上覆巖層的移動特征四、采煤工作面頂板的控制

二、采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的基本規(guī)律

三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點分析

一、開采后上覆巖層的移動特征1.上覆巖層移動的破壞特征（一）三帶的形成冒落帶裂隙帶彎曲下沉帶一、開采后上覆巖層的移動特征（一）三帶的形成圖2-1頂板巖層移動和破壞現(xiàn)象一、開采后上覆巖層的移動特征（一）三帶的形成3.上覆巖層運動規(guī)律的研究內容

（1）冒落帶的高度；（2）裂隙帶的高度；（3）直接頂?shù)陌l(fā)展變化規(guī)律；（4）基本頂各巖梁的發(fā)展變化規(guī)律；（5）支承壓力發(fā)生、發(fā)展變化規(guī)律；（6）內外應力場的形成條件及其發(fā)展變化規(guī)律。一、開采后上覆巖層的移動特征（一）三帶的形成4.上覆巖層運動規(guī)律對頂板事故的影響事故原因：采動誘發(fā)頂板運動和破壞；事故形成條件支護不及時支護決策失誤：支護方式不合理（沒有針對頂板運動破壞等特點），沒有滿足“合理位態(tài)”控制的要求，表現(xiàn)為支護阻力不足或可縮量不夠。一、開采后上覆巖層的移動特征（二）上覆巖層的移動特點分析圖2-2上覆巖層移動的實測曲線一、開采后上覆巖層的移動特征（二）上覆巖層的移動特點分析圖2-3回采工作面上覆巖層沿工作面推進方向的分區(qū)二、采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的基本規(guī)律

（一）直接頂?shù)某醮慰迓涑醮畏彭敳骄嘁话銥?~20米。步距的大小是根據(jù)直接頂?shù)膸r石強度、厚度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度等因素確定。初次垮落應注意：在掌握步距或冒落規(guī)律的同時，放頂時應采取必要的加固措施，以保證生產安全。二、采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的基本規(guī)律

（二）老頂?shù)某醮蝸韷?/p>

初次來壓步距大小與老頂厚度、巖性、地質構造有關，一般為20~35米，有時可達50~70米，甚至更大。初次來壓的特點：頂板急劇下沉，支架載荷明顯增加，頂板出現(xiàn)沿煤壁的裂隙，甚至發(fā)生臺階下沉現(xiàn)象，煤壁嚴重片幫、采空區(qū)頂板大面積垮落，形成巨大的聲響和風流等。

二、采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的基本規(guī)律

（三）周期來壓周期來壓步距，一般比初次來壓步距要小，通常為初次來壓步距的1/2~1/4倍，一般為5~12米，有時可達20~30米。三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點

1.層面內圖2-4采空區(qū)周圍應力重新分布的概貌1–工作面前方超前支承壓力；2、3、4–沿傾斜、仰斜及工作面后方殘余支承壓力三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點

1.層面內圖2-5回采工作面周圍支承壓力在煤層平面內分布示意圖三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點

2.頂?shù)装宸较驁D2-6支承壓力在被開采煤層頂?shù)装逯蟹植际疽鈭D1–采動影響帶邊界；2–支承壓力區(qū)；3–卸載區(qū)邊界三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點

2.頂?shù)装宸较驁D2-7煤體與采空區(qū)交界處底板巖層中的不同礦壓顯現(xiàn)區(qū)應力增高區(qū)，不應布置巷道應力降低區(qū)，受采動影響且距離較遠，不宜布置巷道影響輕微區(qū)，適合布置巷道未受采動影響區(qū)。三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點

3.工作面端頭圖2-8煤層凸出角處的疊合支承壓力三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（二）巷道礦壓特點分析1.受采動影響的沿走向方向的平巷

圖2-9工作面下順槽頂?shù)装逡苿拥娜^程曲線1–移動速度曲線；2–移近量曲線Ⅰ.巷道掘進階段每天移近量，從幾毫米至幾十毫米，穩(wěn)定期一般小于1毫米/天Ⅱ.無采掘影響階段每天0.2~0.5毫米/天Ⅲ.采動影響階段采前幾毫米到幾十毫米，占總移近量的10~15%；采后為20~30毫米/天，少數(shù)情況下40~50毫米/天，占50~60%Ⅳ.采動影響穩(wěn)定帶＜1毫米/天，高達1~2毫米/天，占5~8%Ⅴ.二次采動影響帶10~30毫米/天，占20~25%。三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（二）巷道礦壓特點分析1.采動影響區(qū)沿傾斜方向的礦壓顯現(xiàn)分區(qū)

圖2-10采區(qū)斜巷中沿傾斜不同礦壓顯現(xiàn)帶卸載帶：寬為1~3米支撐壓力帶：寬為12~25米，k=2~3原巖應力帶四、采煤工作面頂板的控制

（一）支護對支架的要求

采掘工作面支架的“支、護、穩(wěn)”與常見的頂板事故有著密切的聯(lián)系。

四、采煤工作面頂板的控制

（一）支護對支架的要求

1.要考慮不同的煤層頂板條件和煤層傾角

當基本頂來壓比較強烈，直接頂很完整，煤層傾角又比較小時，主要考慮“支得起”問題。對于來壓不明顯，直接頂比較破碎，煤層傾角又大時，主要考慮“護得好”問題。當基本頂來壓強烈，直接頂比較破碎，煤層傾角又不大時，此時，要考慮“支得起、護得好”問題。當煤層傾角較大時，頂板又屬覆合頂板類型，或分層開采鋪有金屬網(wǎng)時，主要考慮“穩(wěn)得住”問題。當基本頂來壓強烈，直接頂又比較破碎，煤層傾角又較大時，支架的“支、護、穩(wěn)”都要一并考慮。四、采煤工作面頂板的控制

（一）支護對支架的要求

2.要考慮不同地點對支護的不同要求靠近煤壁附近的無支護空間要特別注意“護頂”問題。放頂線附近要特別注意“支和穩(wěn)”問題。對上下出口處要尤其注意“支、護、穩(wěn)”問題。四、采煤工作面頂板的控制

（一）支護對支架的要求

3.要考慮支架性能綜采支架單體微增阻式支柱和單體液壓支柱單體剛性支柱和急增阻式金屬摩擦支柱在選擇支架類型和布置時，應充分考慮煤層頂板和傾角等條件要求，性能要和條件要求相匹配，才能把頂板事故減少到最低限度。四、采煤工作面頂板的控制

（二）支架與圍巖的關系

1.圍巖是一種天然的承載結構圖2-11“支架–圍巖”相互作用原理示意圖四、采煤工作面頂板的控制

（二）支架與圍巖的關系

2.支架與圍巖共同承載原理的支護方式

二次支護節(jié)式結構的巷道支架符合上述原理的支護方式及支架結構與性能有：第三部分：頂板事故的致因與防治

一、采煤工作面頂板事故的防治二、巷道頂板事故的致因及防治一、采煤工作面頂板事故的防治

（一）頂板事故的分類

采場頂板事故按力源可分為壓垮型漏冒型推垮型冒頂一、采煤工作面頂板事故的防治

（一）頂板事故的分類

由垂直層面方向的頂板力壓壞采場支架而導致的冒頂，又分為：①老頂來壓時壓垮型冒頂②厚層難冒頂板大面積冒頂③直接頂導致的壓垮型冒頂

1.壓垮型冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（一）頂板事故的分類

因破碎頂板沒有得到有效的防護而冒落導致的冒頂，又分為：2.垮漏型冒頂

大面積漏垮型冒頂局部漏冒型冒頂工作面上下出口的局部冒頂放頂線及其附近的局部冒頂?shù)刭|破壞帶附近的局部冒頂一、采煤工作面頂板事故的防治

（一）頂板事故的分類

由于平行于層面方向的頂板力推倒支架而導致的冒頂，又分為：3.推垮型冒頂

復合頂板推垮型冒頂

金屬網(wǎng)下推垮型冒頂

大塊游離頂板旋轉推垮型冒頂

采空區(qū)冒矸沖入采場的推垮型冒頂

此外，還可能出現(xiàn)綜合類型冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（一）頂板事故的分類

煤礦中習慣把采場冒頂分為兩大類：

局部冒頂大型冒頂一、采煤工作面頂板事故的防治

（一）頂板事故的分類

范圍不大，傷亡人數(shù)不多（每次1～2人）的冒頂，可分為：1.局部冒頂

靠近煤壁附近的局部冒頂

放頂線附近的局部冒頂上下出口的局部冒頂

地質破壞帶附近的局部冒頂一、采煤工作面頂板事故的防治

（一）頂板事故的分類

范圍較大，傷亡人數(shù)較多（每次3人以上）的冒頂，可分為：

2.大型冒頂

兩端來壓時的壓垮型冒頂厚層難冒落大面積冒頂直接導致的壓垮型冒頂大面積漏垮型冒頂復合頂板推垮型冒頂金屬網(wǎng)下推垮型冒頂大塊游離頂板旋轉推垮型冒頂一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察①原因分析1.靠近煤壁附近的局部冒頂

節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖石強度低支護質量差，支撐力不足造成離層炮采時，裝藥量過多，放頂崩倒支架，頂板失控老頂來壓時，煤壁附近直接頂破碎新暴露的頂板沒有及時支護綜采時，端面距過大一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察③防治措施1.靠近煤壁附近的局部冒頂

對新暴露的頂板及時支護，如圖3-1、3-2、3-3所示炮采時，炮眼布署及裝藥量要合理煤層的節(jié)理方向與工作的推進方向垂直或斜交來壓期間，若煤壁片幫，要進行超前支護，減小端面距綜采時，對破碎頂板要注入粘結劑進行固化加快工作面推進速度采高大，煤體松軟時，加設護幫裝置一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察1.靠近煤壁附近的局部冒頂

圖3-1正懸臂交錯頂梁支護一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察1.靠近煤壁附近的局部冒頂

圖3-2錯梁直線柱支架布置1-臨時柱；2-正式柱一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察1.靠近煤壁附近的局部冒頂

圖3-3短頂梁與基本頂梁配合情況一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察①原因分析2.上下出口局部冒頂

此處為應力疊加區(qū)域，頂板完整性可能遭到破壞換棚時，破碎頂板冒落移機頭機尾，交換抬棚，破碎頂板冒落老頂來壓時，支柱側向力不足，推倒支架造成局部冒落老頂來壓時，壓壞部分支柱，導致的局部冒頂一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察③防治措施2.上下出口局部冒頂

及時架設有足夠支撐力和可縮性的支柱

支護糸統(tǒng)必須具有一定的側向力換棚時，要模清頂板情況，采取必要的措施

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察①原因分析3.放頂線附近的局部冒頂

回柱方式不合理，先回“吃勁”柱子，引起周圍破碎頂板的冒落

頂板存在由斷層、裂隙、層理等切割而成的大塊游離巖塊時，回柱后游離巖塊推倒支架，導致冒頂。如圖3－4所示在金屬網(wǎng)假頂下回柱放頂時，如果網(wǎng)上有大塊游離巖，也會發(fā)生因游巖塊旋轉而推倒支架的局部冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察3.放頂線附近的局部冒頂

圖3-4頂板中游離巖塊旋轉推倒支架一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察③防治措施3.放頂線附近的局部冒頂

采用正確的回柱方法，防止頂板壓力向局部支柱集中而造成回柱的困難若工作面使用木支柱，可直接用鉸車遠距離回柱加強地質工作，記載大巖塊的位置與尺寸在大巖塊下用木垛等加強支護

當大巖塊尺寸超過一次放頂步距時，在大巖塊下延長控頂距一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察①原因分析4.地質破壞帶附近的局部冒頂

工作面與斷層垂直或斜交在頂板活動過程中，斷層附近的破斷巖塊順斷面下滑，推倒工作面支架局部冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察③防治措施4.地質破壞帶附近的局部冒頂

斷層破壞帶在工作面出現(xiàn)后，加強支護，背好背板在放頂線處，斷層兩側架好木垛，加強支護迎著巖塊可能滑下的方向支設戧棚或戧柱

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察①冒頂特點5.復合頂板推垮型冒頂

頂板壓力不大，支架無變形，無折損多數(shù)情況下，直接頂已沿煤壁斷裂冒頂后，支柱多數(shù)沿煤層向下傾倒

多數(shù)情況下，發(fā)生在回柱放頂過程一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察冒頂機理5.復合頂板推垮型冒頂

離層圖3-5下位軟巖層離層斷裂斷裂一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察冒頂?shù)攸c5.復合頂板推垮型冒頂

開切眼附近

地質破壞帶附近舊巷附近掘進破壞復合頂板的地點傾角大的地段頂板巖層含水的地段局部冒頂區(qū)附近尖滅構造地段一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察防治措施5.復合頂板推垮型冒頂

掘進上下順槽時，不破壞復合頂板應用偽傾斜工作面，以增加阻力控制采高，使軟巖冒落后超過采高，增加六面體下推的阻力采用整體支架，用拉鉤聯(lián)接器把每排支柱連起來，與鉸接頂梁十字交叉，形成整體結構，如圖3-6所示。利用戧棚、戧柱加強支護系統(tǒng)布置樹脂錨桿，將開切眼附近和控頂區(qū)內的軟硬巖層錨在一起，防止冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察5.復合頂板推垮型冒頂

圖3-6拉鉤式連接器1-金屬支柱；2-拉鉤式連接器一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察①冒頂特點6.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂

發(fā)生在初次放頂前后及回柱時推垮前支柱受力一般不大推垮時，支柱無折損推垮速度快，人力無法抵抗煤層傾角一般在20°以上發(fā)生支護方式一般為單體金屬磨擦支柱一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察冒頂機理6.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂

由于支護失效，首先形成網(wǎng)兜由于支柱初撐力小，剛度小，在碎塊壓力下，支架失穩(wěn)。如圖3-7所示。一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察6.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂

圖3-7金屬網(wǎng)假頂下推垮型冒頂過程一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察防治措施6.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂

提高初撐力及剛度，增加穩(wěn)定性在二分層及以下分層開采時，用內錯式布置開切眼，避免網(wǎng)下碎矸之上存在空隙用“整體支架”增加支架的穩(wěn)定性初次放頂，要把金屬網(wǎng)下放到底板一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察①冒頂特點7.大塊游離頂板旋轉推垮型冒頂

發(fā)生在回柱時或放頂后

游離巖塊的重力與支反力不在同一條作用線上，重力大于支反力，且重力靠老塘側一般將支柱推向煤壁一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察冒頂機理7.大塊游離頂板旋轉推垮型冒頂

頂板由斷層、裂隙、層理或薄弱巖層切割成游離大巖塊大巖塊形成旋轉力矩，將支柱推倒案例分析一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察防治措施正確判斷游離巖塊的范圍

對游離巖塊加強支護待游離巖塊全部處于采空區(qū)時，再用回柱絞車7.大塊游離頂板旋轉推垮型冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察頂板條件直接頂較薄，厚度小于采高2～3倍

直接之上的老頂分層厚度小于5～6米8.壓垮型冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察冒頂前兆煤壁片幫頂板下沉速度急劇增加支柱載荷急劇增大靠煤幫頂板掉渣靠煤幫頂板斷裂摩擦柱放炮8.壓垮型冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察冒頂類型8.壓垮型冒頂

圖3-8壓垮型冒頂類型之一、之二一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察案例分析防治措施加強地質工作，摸清直接頂與老頂?shù)慕Y構和力學特性進行常規(guī)礦壓觀測，準確掌握來壓步距，加強來壓預報合理選擇支護方式，合理設計工作面支護強度，特別對末排支柱要加大支護強度遇到平行于工作面的斷層，要加強維護，不得正?；刂?，待斷層進入采空區(qū)后再回柱8.壓垮型冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察冒頂原因煤層之上是厚而堅硬的砂巖，常常大面積懸而不冒，老頂來壓步距達50～70ｍ。當自身強度承受不了自重和上位巖層重量時，即彎曲應力超過了極限強度時，出現(xiàn)斷裂及垮落?；夭蛇^程中遇到較發(fā)育的原生裂隙或斷層，也會導致冒落9.大面積冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察冒頂前兆頂板斷裂聲響的頻率和音響增大有明顯片幫現(xiàn)象底板有可能出現(xiàn)底鼓巷道超前壓力明顯支柱載荷和頂板下沉速度明顯增大有時采空區(qū)頂板發(fā)生裂縫和淋水加大9.大面積冒頂

案例分析一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察防治措施頂板高壓注水，周期來壓步距減少60～70％，如圖3-9所示強制放頂循環(huán)式淺孔放頂（每1-2個循環(huán)，打一排鉆孔）步距式深孔放頂（周期來壓前，沿工作面向頂板打鉆孔），如圖3-10所示超前深孔松動爆破（在上下順槽，向頂板打深孔），如圖3-11所示

地面深孔放頂（地面打鉆到放頂位置而后爆破）9.大面積冒頂

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察9.大面積冒頂

圖3-9頂板注水鉆孔布置方式及其參數(shù)a-四老溝礦8205工作面頂板注水鉆孔的布置方式b-云崗礦8205工作面頂板注水孔的布置方式一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察9.大面積冒頂

圖3-10“步距式”深孔放頂一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察9.大面積冒頂

圖3-11超前深孔松動爆破一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察案例分析防治措施預測回采工作面圍巖動態(tài)（主要預測頂?shù)装宓姆€(wěn)定性）確定合理的支護強度（垂直分力小、傾斜向下分力大、沿層面下滑是控制的主要問題）。加強工作面支架不穩(wěn)定性，防止底板滑移。10.急傾斜煤層頂板事故

一、采煤工作面頂板事故的防治

（二）各種頂板事故的原因分析及勘察防治措施當煤層傾角超過60o，底板開始向下滑動，防止底板滑移的措施有：推廣急傾斜煤層工作面液壓支架（支撐力大，具有防倒防滑性能及煤矸滾落保護裝置）。打緊支柱，軟底要下底梁，順山棚梁要對接。適當控制采高。10.急傾斜煤層頂板事故

二、巷道頂板事故的致因及防治

（一）巷道頂板事故的分類

1.掘進工作面冒頂事故

2.巷道交岔處的冒頂事故

二、巷道頂板事故的致因及防治

（二）掘進工作面的冒頂事故的原因及防治1.冒頂原因

2.案例分析

掘進破巖后，頂部巖石與巖體失去聯(lián)系，若支護不及時，隨時可能冒落；已支護的頂部巖石，若支護失敗，可能造成冒落。二、巷道頂板事故的致因及防治

（二）掘進工作面的冒頂事故的原因及防治3.防治措施

根椐巖性，控制空頂距，當遇到破碎帶或層理、裂隙發(fā)育時，應緊跟掘進支護；嚴格敲幫問頂制度，危石必須挑下，無法挑下時應采取臨時支撐措施，嚴禁空頂作業(yè)；在破碎帶掘進巷道，要縮小支護棚距，用拉條將棚子連成一體，防止推跨；對破碎帶有時可超前注速凝劑，固化巖體；掘進頭有空頂區(qū)和破碎帶必須背嚴結實，必要時要掛網(wǎng)防止漏空；炮眼布置及裝藥量必須與巖石性質、支架和掘進頭距離相適應，防止放炮崩倒棚子；錨桿支護注意眼深和錨桿密度，必要時錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護二、巷道頂板事故的致因及防治

（三）巷道交岔處頂板事故的原因與防治1.冒頂原因

交岔處斷面大，巖層松動范圍大，巷道壓力大，可發(fā)生冒頂；交岔處支護復雜，有兩巷支架，有抬棚，支架穩(wěn)定性要求高，強度大，支護質量不好可發(fā)生冒頂。二、巷道頂板事故的致因及防治

3.防治措施

開岔口應選擇巖性較好的位置嚴格操作規(guī)程，先支抬棚，后拆除原棚注意選用抬棚材料的質量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強度當開口處圍巖夾角被壓壞，應及時采取加強和穩(wěn)定措施

（三）巷道交岔處頂板事故的原因與防治第四部分：深井礦壓知識分析

一、研究深井礦山壓力的重要性及其意義

二、深井開采極限深度的確定三、深井巷道的礦壓顯現(xiàn)特點分析四、深井采場的礦壓顯現(xiàn)特點分析五、深井與沖擊地壓的關系六、深井巷道、采場的支護措施與研究方向一、研究深井礦山壓力的重要性及其意義

隨著采深的增加，工作面前方支承壓力帶中巷道頂?shù)装逡平恳蚕鄳黾?，其梯度為：圍巖強度為30MPa移近量212mm/100m(采深)圍巖強度為50MPa移近量115mm/100m(采深)圍巖強度為90MPa移近量35

mm/100m(采深)煤體內支承壓力帶總寬度增加37%，(平均增量為6m/100m)支承壓力帶內最大壓力增加一倍，(平均增量為2.4MPa/100m)沿煤層法線方向，頂板強烈破壞帶的高度增加77%，（平均增量為4.6m/100m）。（一）國外煤礦巷道極限深度的確定１.原蘇聯(lián)表達式為：二、深井開采極限深度的確定即：式中：——覆巖重量，t/m3；H——極限深度，m；Rc——單向抗壓強度，kg/cm2；極限深度確定為：H=800m（注：不同的巖性有不同的容重及單向抗壓強度）為不穩(wěn)定狀態(tài)時的極限深度

（一）國外煤礦巷道極限深度的確定2.德國結合實測數(shù)據(jù)及實驗室實驗，計算所得的極限壓力值與極限深度值為：二、深井開采極限深度的確定式中：ρ——極限壓力MN/m2；β——底板巖層強度MN/m2，巖性不同，值也不相同；H——極限深度，m為此得出德國煤礦的極限深度為800~1200m，1200m為超深度或大深度開采。（一）國外煤礦巷道極限深度的確定3.英國極限深度為750m。二、深井開采極限深度的確定根據(jù)國外有關資料介紹，波蘭煤礦的極限深度為750m日本煤礦的極限深度為600m（二）我國煤礦極限深度的確定當巖層處于塑性變形階段時，1.確定側壓系數(shù)“λ”值側壓系數(shù)“λ”值是水平壓力與垂直壓力之比。二、深井開采極限深度的確定即認為μ=0.5（二）我國煤礦極限深度的確定2.確定巷道周邊圍巖壓力集中系數(shù)k表6-1不同巷道斷面壓力集中系數(shù)一覽表二、深井開采極限深度的確定巷道斷面形狀壓力集中系數(shù)k橢圓巷道斷面長短軸之比1.51.5圓形斷面2圓拱形斷面2.5拱形斷面3直角形(梯形)斷面3.5（二）我國煤礦極限深度的確定3.時間效應巖石強度常隨時間而變化，一般認為長時強度為瞬時強度的0.7~0.75倍，即長時載荷影響系數(shù)，η=0.7~0.75。二、深井開采極限深度的確定表6-2長時載荷影響系數(shù)巷道服務年限（a）影響系數(shù)干浸濕<51.000.955~100.900.85>100.800.70（二）我國煤礦極限深度的確定4.巖體強度Rc二、深井開采極限深度的確定Rc為巖體單向抗壓強度，由實驗室得出。5.回采影響系數(shù)不受相鄰礦區(qū)回采影響時，取KH=0.77受相鄰礦區(qū)回采影響時，KH=0.5~0.4（二）我國煤礦極限深度的確定二、深井開采極限深度的確定所以，當巷道周邊圍巖壓力超過巷道周邊巖體單向抗壓強度時，巷道變形劇烈，可認為此時的巷道即為極限深度，表達式為：

即

如果考慮構造因素的影響，應乘以構造系數(shù)Kg，Kg的取值范圍一般按經(jīng)驗取0.67。即

（二）我國煤礦極限深度的確定二、深井開采極限深度的確定圍巖性質不同，極限深度也是不同的，根據(jù)我國礦情，在非軟巖類圍巖中，不穩(wěn)定的圍巖極限深度為300~400m；中等穩(wěn)定的圍巖極限深度為650~750m；穩(wěn)定的圍巖極限深度為1000m以上。超過各類圍巖的極限深度后，埋深每增加100m，其圍巖移近量的增量如表6-3所示

。

（二）我國煤礦極限深度的確定二、深井開采極限深度的確定表6-3不同圍巖不同深度移近量增量一覽表圍巖類型極限深度超過極限深度，每增加100m，位移增量（mm）軟巖150400不穩(wěn)定的圍巖300~134中等穩(wěn)定的圍巖650~75080比較穩(wěn)定的圍巖100050（二）我國煤礦極限深度的確定二、深井開采極限深度的確定在各類圍巖條件下，埋深與巷道圍巖移近量的關系如圖6-1所示：圖6-1埋深與巷道圍巖變形量的關系2004006008001000120014001600H(m)2000400600800100012001400(mm)軟巖不穩(wěn)定巖石中等穩(wěn)定巖石比較穩(wěn)定巖石三、深井巷道的礦壓顯現(xiàn)特點分析

表6-4中硬巖石兩幫壓力、煤巖平均抗壓強度與采深的關系

煤巖體抗壓強度與采深的關系如表6-4所示

深度H（m）兩幫最大壓力（N/cm2）平均抗壓強Rc（N/cm2）砂巖泥巖硬煤20090019802700182040018402360340017006002820455041001580800380058304800146010004820710055001340120058408400620012201400690097006900110016007960108007600980三、深井巷道的礦壓顯現(xiàn)特點分析

對表中數(shù)據(jù)進行回歸分析后，求得砂巖、泥巖、硬煤隨著深度增加而增加的平均抗壓強度梯度為：砂巖：Rcs=380+6.6H泥巖：Rcn=2000+3.5H硬煤：Rcm=1940-0.6H三、深井巷道的礦壓顯現(xiàn)特點分析

1000200030004000500060007000800090001000012000130002004006008001000120014001600深度（m）應力（N/cm2）巷幫最大壓力硬煤平均抗壓強度泥巖平均抗壓強度砂巖平均抗壓強度圖6-2巷幫最大壓力與煤巖平均抗壓強度關系圖四、深井采場的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（一）回采工作面前方壓力峰值距煤壁距離與采深的關系表6-5回采工作面前方壓力峰值隨采深采厚變化表

采深H(m)原巖壓力P(Mpa)抗壓強度Rc(Mpa)煤層厚度（m）11.52.02.53.0工作面前方壓力峰值距煤壁的距離（m）2004.4201.11.652.242.803.344009.2301.271.922.503.183.8560014.4401.352.062.763.444.1080020.0501.452.202.883.704.43100025.0601.562.353.113.854.5四、深井采場的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（二）被采煤層上方垮落高度隨采深的變化表6-6被采煤層上方垮落高度的變化采深H(m)重量r(kN/m3)抗壓強度(Mpa)煤層1.01.52.02.53.0垮落高度20022203.95.97.89.811.740023404.06.08.010.012.060024604.16.18.11.0312.380025704.56.79.011.412.5100026804.77.19.411.814.8四、深井采場的礦壓顯現(xiàn)特點分析

（三）支承壓力帶內支架載荷與巷寬、單向抗壓強度與采深的關系表6-7支承壓力帶內，支架載荷與巷寬、單向抗壓強度與采深的關系開采深度H(m)巷道寬度m支架承載力（MPa）20010050巖石單向抗壓強度（MPa）8060408060408060406003283739294448325162429404230475533557263145523256703566948003579010968119162821542454611031277513519191170298671127166901712551112304261000310218226813225243416