破碎頂板管理及防治

破裂頂板系指巖層強度低、節(jié)理裂隙發(fā)育、整體性差、自穩(wěn)力量低,

在工作面掌握區(qū)范圍內(nèi)維護困難的頂板。破裂頂板極易發(fā)生漏垮型局

部冒頂事故，給安全生產(chǎn)帶來很多不利因素。局部冒頂范圍雖然較小，

有時不過在1-2或3-5架支架范圍內(nèi)，但它所占的冒頂死亡事故的比例

卻很大，在人們的習(xí)慣認(rèn)識上稱局部冒頂事故為“零打碎敲”事故，正由

于這樣，往往簡單被無視。防止這類事故發(fā)生的難度要比防止大型冒頂

事故的發(fā)生難得多，因此研討破裂頂板的冒頂機理和規(guī)律，查找解決破

裂頂板的支護和掌握措施顯得非常重要，下面淺談一下因地質(zhì)因素而

造成的破裂頂板冒頂事故的管理與防治。

1.0破裂頂板冒頂?shù)臋C理及規(guī)律

破裂頂板多發(fā)生在斷層帶、褶曲、節(jié)理裂隙穿舊巷隙的地段，由于

以上地質(zhì)構(gòu)造的存在造成該處的頂板下沉和節(jié)理裂隙的發(fā)育較嚴(yán)峻，

巖塊非常破裂，主要表如今頂煤或頂板強度較低，在礦山壓力的作用下

極易斷裂折斷，有時頂板表現(xiàn)為較碎的幾米直徑的塊狀，甚至粉末狀。

1.1由于地質(zhì)變動過程中巖層受拉或擠壓、受剪切力的作用將巖層

切斷形成斷層，破壞了頂板的完好性，使斷裂面附近頂板裂隙發(fā)育、破

裂，斷層面間多充以粉狀或泥狀物，斷層面比擬平滑，使上、下盤間的

巖石無粘結(jié)力，尤其是斷層面成為導(dǎo)水裂隙時，更是彼此別離而且構(gòu)造

應(yīng)力和剩余應(yīng)力轉(zhuǎn)變了原巖的應(yīng)力場分布和應(yīng)力的大小，因此，斷層附

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近簡單發(fā)生局部冒頂，而且轉(zhuǎn)變了初次放頂、初次來壓、周期來壓步距,

使頂板管理失去了規(guī)律性。

1.2由于地殼運動使地層巖石不再能承受住水平壓力而顯現(xiàn)褶曲，

使褶曲內(nèi)的構(gòu)造應(yīng)力和剩余應(yīng)力影響到原巖層應(yīng)力場的分布和應(yīng)力的

大小，簡單在背斜和向斜區(qū)域聚集大量的彈性能。特別是小褶曲在受采

動影響時，使頂板局部破裂，垮落的破裂巖石易推倒支架，引起局部冒

頂。

1.3由于煤層受擠壓作用的影響，使擠壓的煤、巖層變薄，而且頂

板擠壓后會形成很多節(jié)理、裂隙滑動面，使頂板大多變的非常破裂，工

作面在經(jīng)過破裂面時，簡單造成局部冒頂。由于原生或構(gòu)造的影響，使

煤、巖層存在大量的節(jié)理、裂隙，這些節(jié)理、裂隙使頂板形成了單獨、

孤立的“人字形”、“草帽花”、“鍋底石”等外形的巖塊，由于其單獨和孤

立性，簡單脫落造成局部冒頂，甚至有時把支架推倒，造成大冒頂。原

生或構(gòu)造裂隙因與工作面的位置關(guān)系不同而會造成不同的冒頂事故，

主要是節(jié)理裂隙面與工作面線的關(guān)系不同而造成傘檐、探頭煤、頂板下

沉、水平移動、臺階錯動，特別是在頂板具有含水層或老塘積水條件下,

傾向煤層的斜裂隙使回采空間淋水增加，降低了直接頂?shù)膸r石強度，從

而造成工作面片幫、局部冒頂，甚至造成大面積推倒棚的冒頂事故。

2.0對破裂頂板管理所實行的措施

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破裂頂板的主要特點就是其破裂性。破裂頂板答應(yīng)暴露的時間較

短，暴露面積小，如得不到按時支護易發(fā)生漏頂事故，如得不到按時有

效地掌握，漏頂范圍越來越大，造成較大的冒頂事故，為了防止破裂頂

板發(fā)生漏跨型災(zāi)害，必需在局部發(fā)生從前就要妥當(dāng)?shù)卣莆兆№敯?，使?/p>

不形成薄弱環(huán)節(jié)或者在發(fā)生局部漏頂以后按時加以封堵?，強化支護、限

制局部漏頂?shù)拿娣e進一步擴大。為此，依據(jù)破裂頂板的冒頂機理規(guī)律，

防止局部冒頂事故的發(fā)生，必需實行有針對性的措施。

2.1強化生產(chǎn)地質(zhì)工作，在工作面回采前必需提供具體的地質(zhì)說明

書，包括工作面地質(zhì)構(gòu)造改變、斷層產(chǎn)狀、褶曲和破裂帶、節(jié)理裂隙、

水的情況。

2.2采區(qū)技術(shù)員和主管工程師在回采過程中，必需按時把握工作面

的斷層的性質(zhì)、小褶曲的構(gòu)造、頂板巖性、破裂帶等實際情況，預(yù)測可

能冒頂?shù)姆秶?、性質(zhì)，并制定切實可行的、有針對性的措施。

2.3強化職工培訓(xùn)教育，使職工充足認(rèn)識到局部冒頂?shù)奈：皬娀?/p>

工程質(zhì)量的重要性。要求將工作做得很細(xì)，對采、支、回等主要工種人

員要反復(fù)進行局部冒頂機理的教育，要總結(jié)防止局部冒頂?shù)慕?jīng)驗，把局

部冒頂事故的發(fā)生掌握在最小的范圍。

2.4強化循環(huán)進度和作業(yè)工序管理.。單體支柱工作面，由于支護阻

力較小，頂?shù)装逡平看?，在我礦工作面日進2米和2天進1米的頂

板破裂狀況就有明顯差異，只要到達(dá)日進2米，就很大程度的改善了

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頂板狀況，保證了頂板的完好性。在作業(yè)工序上，保證落煤和放頂不同

時進行，杜絕因放頂與落煤同時進行而造成局部冒頂。

2.5節(jié)理裂隙發(fā)育的鑲嵌形頂板，大多發(fā)生煤壁側(cè)，時間大多在放

炮后，在永遠(yuǎn)支架尚未建立的空頂階段內(nèi)，因此，我礦采納超前掛梁、

提前打探板等方法，縮短梁端至煤壁的距離來掌握局部冒頂。

2.6按時超前支護、插背嚴(yán)實處理局部空頂（空洞）來防止冒頂及

抽冒，當(dāng)直接頂因頂板破裂、疏松而冒頂形成空洞時，要按時在空頂區(qū)

域架設(shè)木垛、插背嚴(yán)實。

2.7強化對落差較小的小斷層帶處的支護。我礦現(xiàn)場作業(yè)時將斷層

與工作面斜交，盡量縮小斷層與工作面的接觸面，實行局部依次過斷層

的方法；并在局部過斷層處實行延長控頂距、密集插背，質(zhì)量到達(dá)“穩(wěn)”、

“緊工”均，”齊,，的方法；待放頂步距增大后，再一次回收斷層處的支

柱；放炮落煤實行打淺眼、少裝藥、放小炮的控頂方法來削減震驚破壞。

由于實行了加密支架、縮小控頂距、斷層附近打木垛、斜撐支斷層面、

放小炮等措施，從而到達(dá)了斷層帶處有效掌握局部冒頂?shù)男Ч?/p>

2.8破裂頂板巖層大多已經(jīng)喪失了自身的支持力量，此時頂板巖層

只有靠支架支持才能維持穩(wěn)定，作用在支架上的力量是既定的破裂巖

塊的“定載荷”重量。綜采、綜放工作面必需做到破裂頂板杜絕漏頂現(xiàn)象

的發(fā)生。一旦發(fā)生漏頂現(xiàn)象造成支架頂梁上方發(fā)生了空洞，使支架無法

對其上方頂板進行有效支護而使其處于無支護狀態(tài)時，在礦山壓力的

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作用下就會連續(xù)發(fā)生斷裂折斷以至漏頂。為防止局部漏頂，首先要考慮

到支架的選型，防止支架前梁及伸縮前梁段相鄰支架間的架縫過大，我

礦原來選用的ZFSB4400/16/28型支架，前梁與伸縮前梁段相鄰支

架間的架縫有時到達(dá)了0.2米以上，破裂頂板的碎煤、碎砰極易從架縫

中漏下而造成支架上方空頂，以致常常發(fā)生冒、漏頂事故。后來的

ZFSB3800/16/28型支架有所改進，大大削減了漏頂事故的發(fā)生，在

支架本身存在缺陷的時分，為削減破裂頂板漏煤、漏肝現(xiàn)象的發(fā)生，我

礦采納了在有頂板破裂預(yù)兆之前鋪菱形網(wǎng)的方法強化預(yù)防從而到達(dá)了

預(yù)期效果；在頂板發(fā)生根本好轉(zhuǎn)的情況下停止鋪網(wǎng)，從而又削減噸煤本

錢。姚橋礦采煤三隊運用的YFJ2200/16/24型放頂煤液壓支架，架

縫更小，幾乎沒有發(fā)生過漏煤、漏肝現(xiàn)象而發(fā)生冒、漏頂事故。

2.9破裂頂板的漏頂現(xiàn)象不僅發(fā)生在支架架縫，更多的發(fā)生在支架

前方，即梁端位置，由于支架本身無法支護到梁端位置，梁端位置處于

空頂狀態(tài)。對于綜采、綜放工作面來說，最好盡量削減梁端距，如有可

能梁端距為零最好。在片幫嚴(yán)峻的工作面，支架本身無論如何也不能支

撐到煤壁而留下無支護空間，在這種情況下，要采納臨時支護的方法來

掌握頂板C我們實行的措施是利用直徑大干300mm、厚度大于150mm、

長度2.4-3m的半圓木進行一梁三柱緊貼煤幫進行臨時支護，當(dāng)采煤

機割到該位置時進行更改單體，這種方法在收面期間較為適用，在平常

的正?；夭蛇^程中相對影響時間較長，針對后一種情況，我們可采納直

徑28mm或直徑32mm的螺紋鋼在支架前梁下().lm處向煤體里打設(shè)走

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向超前"依據(jù)頂板的破裂度確定螺紋鋼的間距，螺紋鋼的間距一般掌握

在300-500mm之間，螺紋鋼的打設(shè)肯定要跟工作面的仰俯角根本保

持全都，防止螺紋鋼竄入支架下方影響生產(chǎn)。打設(shè)螺紋鋼對頂板能起到

支撐作用，為防止在過支架過程中老塘側(cè)螺紋鋼被頂板壓下，可在支架

上設(shè)半圓木或大板給螺紋鋼一個支撐點，打設(shè)螺紋鋼的方向盡可能垂

直斷層面。

2.10在過破裂頂板時，支架工要堅持采納帶壓擦頂移架，盡量削減

頂板下沉量，為增加支架帶壓移架速度，可依據(jù)工作面支架高度選用配

套的單體過支架，將單體底部打在相鄰支架的底座窩內(nèi)，上方打在要移

支架的前梁上方進行幫助移架，同時煤機司機在過斷層時要防止進刀

位置選在斷層附近，同時割煤時盡可