煤礦頂板事故防治技術(shù)

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(biāo)：事故次數(shù)及傷亡人數(shù)縱坐標(biāo)：事故次數(shù)及傷亡人數(shù)百分比

事故性質(zhì)1－水災(zāi)事故;2－瓦斯煤塵爆炸;3－頂板事故;4－火災(zāi)事故;5－瓦斯窒息中毒事故;6－煤塵爆炸事故;7－提升運(yùn)輸事故;8－其他;99－自救傷亡;10－機(jī)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(jì)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(shì)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(diǎn)頂板事故具有四個(gè)屬性（一）突發(fā)性（二）災(zāi)難性（三）破壞性（四）繼發(fā)性四、對(duì)頂板事故的認(rèn)識(shí)和加強(qiáng)頂板管理的重要性

一、有關(guān)概念

1．偽頂、直接頂、老頂

偽頂——直接位于煤層之上，厚度不大，一般約0.2~0.4m，是極易脫落的頁(yè)巖，隨落煤而掉，極難支護(hù)。直接頂——位于偽頂或煤層之上，有一層或幾層巖石組成，較易垮落，一般在回柱后，很快就會(huì)垮落

老頂——位于直接頂或煤層上方，厚度大，巖性較堅(jiān)硬，呈周期性垮落。第一部分：煤礦頂板事故綜述

2．離層系指采面頂板發(fā)生層間脫離，從而失去了層間“控制”和依存關(guān)系。離層是采面的重大隱患之一。

3．初壓、周壓初次來(lái)壓——系指老頂?shù)谝淮螖嗔芽迓?，從而?dǎo)致采面來(lái)壓的現(xiàn)象，叫做老頂初次來(lái)壓。

周期來(lái)壓——隨老頂周而復(fù)始的垮落，而引起采面周期來(lái)壓的現(xiàn)象，稱之為周期壓力。

4．初次放頂初次放頂在此是廣義的概念，系指從切眼裝面，到初次來(lái)壓結(jié)束，這一時(shí)段，叫采面初次放頂期間。初次放頂期間是較大頂板事故多發(fā)期。務(wù)必加強(qiáng)“精細(xì)化”管理。

5．初撐力系指人們使用升柱工具，給支柱對(duì)頂板的主動(dòng)支撐力叫初撐力，它是回采工作面頂板管理最重要的一項(xiàng)指標(biāo)。必須達(dá)標(biāo)。第一部分：煤礦頂板事故綜述

6．阻力監(jiān)控法系指采用科學(xué)方法，對(duì)采面支柱的初撐力、工作阻力和支護(hù)質(zhì)量及頂板動(dòng)態(tài)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定與監(jiān)控的方法叫阻力監(jiān)控法，它是單體液壓支柱工作面的“支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)控”方法的簡(jiǎn)稱。

7．支護(hù)系統(tǒng)剛度從實(shí)踐上講，系指采面支架，從支柱扎底量，到過(guò)頂材料、頂梁、支柱、柱鞋可壓縮的程度，即，頂?shù)装宓囊平?，稱支護(hù)系統(tǒng)剛度。生產(chǎn)實(shí)踐表明，其“合理剛度”應(yīng)為每米采高＜100mm／m，采煤工作面的頂板將處于良好狀態(tài)。第二部分：礦山壓力基本知識(shí)一、開(kāi)采后上覆巖層的移動(dòng)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(diǎn)分析

一、開(kāi)采后上覆巖層的移動(dòng)特征1.巖層移動(dòng)和破壞的影響因素2.上覆巖層移動(dòng)的破壞特征（一）三帶的形成冒落帶裂隙帶彎曲下沉帶一、開(kāi)采后上覆巖層的移動(dòng)特征（一）三帶的形成圖2-1頂板巖層移動(dòng)和破壞現(xiàn)象一、開(kāi)采后上覆巖層的移動(dòng)特征（一）三帶的形成3.上覆巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究?jī)?nèi)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(nèi)外應(yīng)力場(chǎng)的形成條件及其發(fā)展變化規(guī)律。一、開(kāi)采后上覆巖層的移動(dòng)特征（一）三帶的形成4.上覆巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)頂板事故的影響事故原因：采動(dòng)誘發(fā)頂板運(yùn)動(dòng)和破壞；事故形成條件支護(hù)不及時(shí)支護(hù)決策失誤：支護(hù)方式不合理（沒(méi)有針對(duì)頂板運(yùn)動(dòng)破壞等特點(diǎn)），沒(méi)有滿足“合理位態(tài)”控制的要求，表現(xiàn)為支護(hù)阻力不足或可縮量不夠。采場(chǎng)上覆巖層的豎三帶（1）冒落帶：指直接頂巖層。冒落后成塊狀，彼此間失去了力的聯(lián)系，不規(guī)則地堆積在底板上。如果直接頂比較厚，冒落后由于其碎脹性，可以充滿采空區(qū)，對(duì)老頂巖層會(huì)起到支撐作用，這將大大減輕老頂?shù)膩?lái)壓強(qiáng)度。（2）裂隙帶：指老頂巖梁組合。工作面推過(guò)以后，老頂巖梁組合斷裂、下沉，但由于塊度很大，巖層斷裂后，各巖塊間并沒(méi)有失去力的聯(lián)系，而是彼此間相互咬合，形成諸如“砌體梁、懸臂梁、壓力拱、鉸結(jié)巖塊”等之類的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)將上覆巖層的重量一方面?zhèn)鬟f到工作面前方煤壁，另一方面?zhèn)鬟f給工作面后方冒落矸石，而工作面支護(hù)工作空間則在這種結(jié)構(gòu)的保護(hù)下，承受較小的壓力。（3）彎曲下沉帶：裂隙帶之上至地表的巖層。采動(dòng)以后，這部分巖層只發(fā)生下沉和彎曲，并沒(méi)有斷裂。但下沉的結(jié)果會(huì)使地表產(chǎn)生下沉盆地，嚴(yán)重時(shí)可能使地表形成局部裂縫、塌陷或臺(tái)階下沉，給地表建筑物造成破壞。采場(chǎng)上覆巖層的橫三區(qū)(1)

煤壁支撐影響區(qū)：煤層上方的巖層在開(kāi)采的影響下，在工作面前方20~30m處開(kāi)始變形，其特點(diǎn)是水平移動(dòng)劇烈，垂直運(yùn)動(dòng)很小，當(dāng)工作面推過(guò)此區(qū)，才能引起垂直位移急劇增加。(2)

離層區(qū)：此區(qū)垂直位移急劇增加，但各層位移速度不盡相同，特點(diǎn)是上位巖層移動(dòng)緩慢，下位巖層移動(dòng)較快，因此，此區(qū)內(nèi)會(huì)形成離層現(xiàn)象。(3) 重新壓實(shí)區(qū)：工作面后方已斷裂的老頂遇到矸石支撐后，下位巖層下沉速度慢，上位巖層下沉速度快，原來(lái)發(fā)生離層的地方又重新被壓實(shí)，故該區(qū)叫重新壓實(shí)區(qū)。

煤壁支撐影響區(qū)(a—b);B—離層區(qū)(bc);C—重新壓實(shí)區(qū)(cd);I—冒落帶;II—裂隙帶;III—彎曲下沉帶;

—支撐影響角二、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(qiáng)度、厚度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度等因素確定。初次垮落應(yīng)注意：在掌握步距或冒落規(guī)律的同時(shí)，放頂時(shí)應(yīng)采取必要的加固措施，以保證生產(chǎn)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?lái)壓

初次來(lái)壓步距大小與老頂厚度、巖性、地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，一般為20~35米，有時(shí)可達(dá)50~70米，甚至更大。初次來(lái)壓的特點(diǎn)：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(tái)階下沉現(xiàn)象，煤壁嚴(yán)重片幫、采空區(qū)頂板大面積垮落，形成巨大的聲響和風(fēng)流等。

老頂斷裂成巖塊后的轉(zhuǎn)動(dòng)定義由于老頂?shù)某醮螖嗔咽Х€(wěn)引起工作面頂板來(lái)壓的現(xiàn)象。形成過(guò)程隨著工作面推進(jìn)還可能形成四、五……不同數(shù)量巖塊的咬合平衡，直到巖塊間的咬合關(guān)系不能滿足平衡為止。初次來(lái)壓特征老頂初次來(lái)壓比較突然來(lái)壓前回采工作空間上方的頂板壓力比較小因而往往容易使人疏忽大意。初次來(lái)壓時(shí)，老頂垮距比較大，影響的范圍也比較廣，工作面易出現(xiàn)事故。衡量指標(biāo)來(lái)壓強(qiáng)度和初次來(lái)壓步距頂板堅(jiān)硬、直接頂薄的工作面初次來(lái)壓強(qiáng)度大、來(lái)壓步距大。采取對(duì)策在來(lái)壓期間，必須加強(qiáng)支架的支撐力，尤其要加強(qiáng)支架的穩(wěn)定性。一般可以采用木垛、斜撐等特種支架加強(qiáng)回采工作空間的支護(hù)。（二）老頂?shù)某醮蝸?lái)壓周期來(lái)壓的主要表現(xiàn)形式頂板下沉速度急劇增加，頂板的下沉量變大；支柱所受的載荷普遍增加；有時(shí)還可能引起煤壁片幫、支柱折損、頂板發(fā)生臺(tái)階下沉等現(xiàn)象。如果支柱參數(shù)選擇不合適或者單體支柱穩(wěn)定性較差，則可能導(dǎo)致局部冒頂、甚至頂板沿工作面切落等事故。由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來(lái)壓現(xiàn)象隨著回采工作面的推進(jìn)，在老頂初次來(lái)壓以后，裂隙帶巖層形成的結(jié)構(gòu)，將始終經(jīng)歷“穩(wěn)定-失穩(wěn)-再穩(wěn)定”的變化，這種變化將呈現(xiàn)周而復(fù)始的過(guò)程。由于結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)導(dǎo)致了工作面頂板的來(lái)壓。這種來(lái)壓也將隨著工作面的推進(jìn)而呈周期性出現(xiàn)。（三）周期來(lái)壓二、采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的基本規(guī)律

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

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點(diǎn)

1.層面內(nèi)圖2-4采空區(qū)周圍應(yīng)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(diǎn)分析

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點(diǎn)

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

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點(diǎn)

2.頂?shù)装宸较驁D2-6支承壓力在被開(kāi)采煤層頂?shù)装逯蟹植际疽鈭D1–采動(dòng)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(diǎn)分析

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點(diǎn)

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(yīng)力增高區(qū)，不應(yīng)布置巷道應(yīng)力降低區(qū)，受采動(dòng)影響且距離較遠(yuǎn)，不宜布置巷道影響輕微區(qū)，適合布置巷道未受采動(dòng)影響區(qū)。三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)分析

（一）回采工作面周圍的礦壓規(guī)律及特點(diǎn)

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(diǎn)分析

（二）巷道礦壓特點(diǎn)分析1.受采動(dòng)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?dòng)的全過(guò)程曲線1–移動(dòng)速度曲線；2–移近量曲線Ⅰ.巷道掘進(jìn)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(wú)采掘影響階段每天0.2~0.5毫米/天Ⅲ.采動(dòng)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(dòng)影響穩(wěn)定帶＜1毫米/天，高達(dá)1~2毫米/天，占5~8%Ⅴ.二次采動(dòng)影響帶

10~30毫米/天，占20~25%。從掘進(jìn)到報(bào)廢整個(gè)服務(wù)期間，頂?shù)装逡平偭繛椋篣=U0+v0t0+U1+v1t1+U2巷道掘進(jìn)階段（Ⅰ）掘進(jìn)巷道僅對(duì)小范圍巖體造成擾動(dòng)，故一般情況下礦壓顯現(xiàn)不會(huì)很劇烈.無(wú)采掘影響階段（Ⅱ）頂?shù)装逡平俣缺染蜻M(jìn)期間要小得多，故巷道基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)。采動(dòng)影響階段（Ⅲ）采動(dòng)影響是由于回采工作引起圍巖應(yīng)力再次重新分布而造成的。這階段中礦壓顯現(xiàn)也最強(qiáng)烈。采動(dòng)影響穩(wěn)定階段（Ⅳ）這是巷道圍巖經(jīng)受一次采動(dòng)影響后重新進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的階段，故其圍巖移動(dòng)特征基本上與無(wú)采掘影響階段類似。二次采動(dòng)影響階段（Ⅴ）二次采動(dòng)影響的時(shí)間和空間規(guī)律與一次采動(dòng)影響類似，但由于這種情況下巷道受到下區(qū)段工作面超前支承壓力和巷道煤體一側(cè)殘余支承壓力的疊加作用，二次采動(dòng)影響的劇烈程度和影響范圍都會(huì)比一次采動(dòng)影響稍大。移近速度曲線移近量曲線巷道礦山壓力顯現(xiàn)三、采掘工作面周圍的礦壓顯現(xiàn)特點(diǎn)分析

（二）巷道礦壓特點(diǎn)分析1.采動(dòng)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(yīng)力帶1—冒落帶;2—裂隙帶a—覆巖為軟巖層;b—覆巖為中硬巖層;c—覆巖為堅(jiān)硬巖層2.不同類型覆巖開(kāi)采后的破壞情況3.回采工作面附近應(yīng)力集中兩相鄰采空區(qū)周圍的應(yīng)力分布4.采場(chǎng)周圍支承壓力分布老頂斷裂前的結(jié)構(gòu)形式及其周圍的應(yīng)力再分布A—應(yīng)力增高區(qū);B—應(yīng)力降低區(qū);C—應(yīng)力不變區(qū)

（1）工作面在正常推進(jìn)期間，上覆巖層所形成的結(jié)構(gòu)，由“煤壁——已冒落矸石”支撐體系來(lái)支撐，下位巖層（直接頂）由“煤壁——工作面支架——已冒落矸石”所形成的支撐體系來(lái)支撐。（2）由于上覆巖層的結(jié)構(gòu)大多是半拱式的，因此煤壁一端幾乎支撐著回采工作空間上方懸露巖層的大部分重量，而采空區(qū)后方只承受壓實(shí)區(qū)的重量。（3）工作面前后方形成三個(gè)不同的支承壓力區(qū)。即工作面前方壓力增高區(qū)、工作面支護(hù)空間前后減壓區(qū)及工作面后方穩(wěn)壓區(qū)。（4）隨著工作面不斷向前推進(jìn)，這三個(gè)區(qū)不斷向前移動(dòng)，使工作面承受的壓力顯現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的過(guò)程。5.分層開(kāi)采時(shí)的礦山壓力顯現(xiàn)的基本規(guī)律由于在第一分層回采時(shí)頂板巖層已經(jīng)歷了一次懸露、破裂、折斷和垮落的過(guò)程，完整性受到了破壞；下分層工作面的老頂來(lái)壓將會(huì)顯著減弱或者不再顯現(xiàn)，即通常所說(shuō)的在回采頂分層時(shí)可能出現(xiàn)“動(dòng)壓”，而在回采下分層時(shí)則主要表現(xiàn)為“靜壓”。其基本表現(xiàn)為老頂來(lái)壓步距小，強(qiáng)度低;支架載荷變小;頂板下沉量變大。放頂煤開(kāi)采技術(shù)由于放頂煤開(kāi)采的支架上方存在一層厚而破碎且隨采隨放的頂煤，因而與分層開(kāi)采相比，其礦壓顯現(xiàn)也有一些其自身的特點(diǎn)支承壓力冒落的松散頂煤損傷和破壞的頂煤煤層6.放頂煤工作面礦山壓力顯現(xiàn)特征斷層與褶曲擠壓與破碎帶節(jié)理、裂隙煤層傾角開(kāi)采深度上部煤層殘留煤柱工作面推進(jìn)速度采高與控頂距7.影響工作面礦山壓力顯現(xiàn)的基本因素四、采煤工作面頂板的控制

（一）支護(hù)對(duì)支架的要求

采掘工作面支架的“支、護(hù)、穩(wěn)”與常見(jiàn)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(hù)對(duì)支架的要求

1.要考慮不同的煤層頂板條件和煤層傾角

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

（一）支護(hù)對(duì)支架的要求

2.要考慮不同地點(diǎn)對(duì)支護(hù)的不同要求靠近煤壁附近的無(wú)支護(hù)空間要特別注意“護(hù)頂”問(wèn)題。放頂線附近要特別注意“支和穩(wěn)”問(wèn)題。對(duì)上下出口處要尤其注意“支、護(hù)、穩(wěn)”問(wèn)題。四、采煤工作面頂板的控制

（一）支護(hù)對(duì)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(shí)，應(yīng)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。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(chǎng)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(chǎng)支架而導(dǎo)致的冒頂，又分為：①老頂來(lái)壓時(shí)壓垮型冒頂②厚層難冒頂板大面積冒頂③直接頂導(dǎo)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(méi)有得到有效的防護(hù)而冒落導(dǎo)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|(zhì)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(dǎo)致的冒頂，又分為：3.推垮型冒頂

復(fù)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(zhuǎn)推垮型冒頂

采空區(qū)冒矸沖入采場(chǎng)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(xí)慣把采場(chǎng)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(zhì)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(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂

厚層難冒落大面積冒頂直接導(dǎo)致的壓垮型冒頂大面積漏垮型冒頂

復(fù)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(zhuǎn)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(qiáng)度低

支護(hù)質(zhì)量差，支撐力不足造成離層炮采時(shí)，裝藥量過(guò)多，放頂崩倒支架，頂板失控老頂來(lái)壓時(shí)，煤壁附近直接頂破碎新暴露的頂板沒(méi)有及時(shí)支護(hù)綜采時(shí)，端面距過(guò)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②防治措施1.靠近煤壁附近的局部冒頂

對(duì)新暴露的頂板及時(shí)支護(hù)，如圖3-1、3-2所示炮采時(shí)，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(jìn)方向垂直或斜交來(lái)壓期間，若煤壁片幫，要進(jìn)行超前支護(hù)，減小端面距綜采時(shí)，對(duì)破碎頂板要注入粘結(jié)劑進(jìn)行固化加快工作面推進(jìn)速度采高大，煤體松軟時(shí)，加設(shè)護(hù)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(cuò)頂梁支護(hù)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(cuò)梁直線柱支架布置1-臨時(shí)柱；2-正式柱2.鑲嵌型頂板局部冒頂?shù)刭|(zhì)及技術(shù)條件煤層編號(hào)：11#直接頂巖性：粉砂巖底板：砂頁(yè)巖采高：1.8~2.2m采煤方式：炮采支護(hù)方式：金屬摩擦支柱+1.0m金屬梁事故發(fā)生經(jīng)過(guò)靠近煤壁裝煤直徑2m，厚0.9m巖塊掉落死亡1人頂板楔形巖塊冒落地質(zhì)及技術(shù)條件煤層編號(hào)：12#直接頂巖性：細(xì)砂巖底板：粉砂巖采高：1.2m采煤方式：80采煤機(jī)，截深0.6m支護(hù)方式：金屬摩擦支柱+1.1m木板梁事故發(fā)生經(jīng)過(guò)靠近煤壁裝煤2.7m長(zhǎng)、0.85m寬、1.04vm厚巖塊掉落死亡1人①采用能及時(shí)支護(hù)懸露頂板的支架，并使端面距不大于200mm；正懸臂交錯(cuò)頂梁支架錯(cuò)梁直線柱支架布置3.單體支柱工作面冒頂事故防治②炮采時(shí)，炮眼布置及裝藥量應(yīng)合理，盡量避免崩倒支架。③盡量使工作面與煤層的主要節(jié)理方向垂直或斜交，避免煤層片幫。④在金屬網(wǎng)下，還可以采用長(zhǎng)鋼梁對(duì)棚邁步支架。⑤在架設(shè)支架前還必須敲幫問(wèn)頂，以防止掉巖塊傷人4.綜采工作面的局部冒頂預(yù)防措施支架設(shè)計(jì)上采用長(zhǎng)側(cè)護(hù)板整體頂梁內(nèi)伸縮式前梁增大支架向煤壁方向的水平推力提高支架的初撐力；工藝操作上，采煤機(jī)過(guò)后，及時(shí)伸出伸縮梁，及時(shí)擦頂帶壓移架，頂梁的俯視角不超過(guò)7°。當(dāng)碎頂范圍較大時(shí)（比如過(guò)斷層破碎帶等），則應(yīng)對(duì)破碎直接頂注入樹(shù)脂類粘結(jié)劑使其固化，以防止冒頂。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①原因分析2.上下出口局部冒頂

此處為應(yīng)力疊加區(qū)域，頂板完整性可能遭到破壞換棚時(shí)，破碎頂板冒落移機(jī)頭機(jī)尾，交換抬棚，破碎頂板冒落老頂來(lái)壓時(shí)，支柱側(cè)向力不足，推倒支架造成局部冒落老頂來(lái)壓時(shí)，壓壞部分支柱，導(dǎo)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②防治措施2.上下出口局部冒頂

及時(shí)架設(shè)有足夠支撐力和可縮性的支柱

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

在機(jī)頭機(jī)尾處各應(yīng)用四對(duì)一梁三柱的鋼梁抬棚支護(hù)，每對(duì)抬棚隨機(jī)頭機(jī)尾的推移邁步前移；在機(jī)頭機(jī)尾處采用雙楔鉸接頂梁支護(hù)。在采場(chǎng)兩端采用十字鉸接頂梁支護(hù)系統(tǒng)以防漏冒。在超前工作面10m以內(nèi)，巷道支架應(yīng)加雙中心柱，超前工作面10~20m，巷道支架應(yīng)加單中心柱以預(yù)防冒頂。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(shí)，回柱后游離巖塊推倒支架，導(dǎo)致冒頂。如圖3－4所示在金屬網(wǎng)假頂下回柱放頂時(shí)，如果網(wǎng)上有大塊游離巖，也會(huì)發(fā)生因游巖塊旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yuǎn)距離回柱加強(qiáng)地質(zhì)工作，記載大巖塊的位置與尺寸在大巖塊下用木垛等加強(qiáng)支護(hù)

當(dāng)大巖塊尺寸超過(guò)一次放頂步距時(shí)，在大巖塊下延長(zhǎng)控頂距①加強(qiáng)地質(zhì)及觀察工作，記載大巖塊的位置及尺寸；②在大巖塊范圍內(nèi)用木垛等加強(qiáng)支護(hù)；③當(dāng)大巖塊沿工作面推進(jìn)方向的長(zhǎng)度超過(guò)一次放頂步距離時(shí)，在大巖塊的范圍內(nèi)要延長(zhǎng)控頂距；④如果工作面用的是單體金屬支柱，在大巖塊范圍內(nèi)要用木支架替換金屬支架；⑤待大巖塊全部都處在放頂線以外的采空區(qū)時(shí)，再用絞車回木支柱。防治措施一、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4.地質(zhì)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(dòng)過(guò)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

4．地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂致因頂板裂隙發(fā)育、破碎；斷層面間多充以粉狀或泥狀物；斷層面都比較尖滑,使上、下盤(pán)之間的巖石無(wú)粘結(jié)力,尤其是斷層面成為導(dǎo)水裂隙時(shí)，更是彼此分離；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②防治措施4.地質(zhì)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(qiáng)支護(hù)，背好背板在放頂線處，斷層兩側(cè)架好木垛，加強(qiáng)支護(hù)迎著巖塊可能滑下的方向支設(shè)戧棚或戧柱

在斷層兩側(cè)加設(shè)木垛加強(qiáng)維護(hù)，并迎著巖塊可能滑下的方向支設(shè)戧棚或戧柱。在煤壁的前方頂板和煤層特別破碎時(shí)，采用錨桿。用樹(shù)脂注入煤巖裂隙中，進(jìn)行預(yù)加固。防治措施一、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冒頂特點(diǎn)5.復(fù)合頂板推垮型冒頂

頂板壓力不大，支架無(wú)變形，無(wú)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(guò)程致因頂板離層頂板巖層存在六面體六面體有去路并有傾角推力大于阻力一、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(jī)理5.復(fù)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c(diǎn)5.復(fù)合頂板推垮型冒頂

開(kāi)切眼附近

地質(zhì)破壞帶附近舊巷附近掘進(jìn)破壞復(fù)合頂板的地點(diǎn)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(gòu)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(fù)合頂板推垮型冒頂

掘進(jìn)上下順槽時(shí)，不破壞復(fù)合頂板應(yīng)用偽傾斜工作面，以增加阻力控制采高，使軟巖冒落后超過(guò)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(lái)，與鉸接頂梁十字交叉，形成整體結(jié)構(gòu)，如圖3-6所示。利用戧棚、戧柱加強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)布置樹(shù)脂錨桿，將開(kāi)切眼附近和控頂區(qū)內(nèi)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(fù)合頂板推垮型冒頂

圖3-6拉鉤式連接器1-金屬支柱；2-拉鉤式連接器預(yù)防措施應(yīng)用偽俯斜工作面;掘進(jìn)上下順槽時(shí)不破壞復(fù)合頂板;工作面初采時(shí)不要反推;控制采高，使軟巖層冒落后能超過(guò)采高;盡量避免上下順槽與工作面斜交;應(yīng)用戧柱戧棚，使它們迎著六面體可能推移的方向支設(shè);在開(kāi)切眼附近于控頂區(qū)內(nèi)，系統(tǒng)地布置樹(shù)脂錨桿;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(diǎn)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(shí)推垮前支柱受力一般不大推垮時(shí)，支柱無(wú)折損推垮速度快，人力無(wú)法抵抗煤層傾角一般在20°以上發(fā)生支護(hù)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(jī)理6.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂

由于支護(hù)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(guò)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(kāi)采時(shí)，用內(nèi)錯(cuò)式布置開(kāi)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(diǎn)7.大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂

發(fā)生在回柱時(shí)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(cè)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(jī)理7.大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(duì)游離巖塊加強(qiáng)支護(hù)待游離巖塊全部處于采空區(qū)時(shí)，再用回柱絞車7.大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)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

致因（1）垮落帶老頂巖塊壓壞采場(chǎng)支架導(dǎo)致冒頂；（2）由于采場(chǎng)支架初撐力不足，在老頂巖塊未明顯運(yùn)動(dòng)之前，直接頂與老頂已發(fā)生離層。（3）當(dāng)老頂巖塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，采場(chǎng)支架要承受沖擊載荷，支架容易被損壞，從而導(dǎo)致冒頂。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、之二堅(jiān)硬頂板冒頂實(shí)例地質(zhì)及技術(shù)條件工作面長(zhǎng)度：75m直接頂巖性：石英砂巖4~5m老頂：白色石英砂巖8m采煤方法：爆破支護(hù)：木支柱事故發(fā)生原因及經(jīng)過(guò)支柱阻力低在煤壁大面積片幫和支架折斷情況下，沒(méi)有采取措施工作面推進(jìn)48m時(shí)，初次來(lái)壓從煤壁處切頂冒頂30m壓垮型冒頂實(shí)例地質(zhì)及技術(shù)條件直接頂巖性：石英砂巖3.3m采煤方法：爆破支護(hù)：金屬摩擦支柱事故發(fā)生原因及經(jīng)過(guò)支柱阻力低，支護(hù)質(zhì)量不好控頂5排，懸頂6m回柱放頂冒頂29m回柱3人全部死亡臺(tái)階下沉引起冒頂實(shí)例地質(zhì)及技術(shù)條件直接頂巖性：砂巖4m采煤方法：爆破支護(hù)：金屬摩擦支柱事故發(fā)生原因及經(jīng)過(guò)支柱阻力低，支架插底控頂5排臺(tái)階下沉回柱放頂冒頂12m1人死亡

漏垮型冒頂?shù)闹乱蚣胺乐沃乱蛎簩觾A角較大，直接頂又異常破碎；某個(gè)地點(diǎn)失效先發(fā)生局部漏冒，造成支架失穩(wěn)，工作面頂板大面積漏垮。預(yù)防措施選用合適的支柱，使工作面支護(hù)系統(tǒng)有足夠的支撐力與可縮量；頂板必須背嚴(yán)實(shí)；嚴(yán)禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出現(xiàn)局部冒頂。支架損壞漏頂實(shí)例地質(zhì)及技術(shù)條件煤層編號(hào)：9#直接頂巖性：金屬網(wǎng)假頂采高：2.2m采煤方式：爆破，深1.6m支護(hù)方式：木支柱+木板梁事故發(fā)生經(jīng)過(guò)靠近煤壁裝煤裂網(wǎng)漏矸，冒頂兩個(gè)柱空死亡1人一、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加強(qiáng)地質(zhì)工作，摸清直接頂與老頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和力學(xué)特性進(jìn)行常規(guī)礦壓觀測(cè)，準(zhǔn)確掌握來(lái)壓步距，加強(qiáng)來(lái)壓預(yù)報(bào)合理選擇支護(hù)方式，合理設(shè)計(jì)工作面支護(hù)強(qiáng)度，特別對(duì)末排支柱要加大支護(hù)強(qiáng)度遇到平行于工作面的斷層，要加強(qiáng)維護(hù)，不得正?；刂龜鄬舆M(jìn)入采空區(qū)后再回柱8.壓垮型冒頂

防治措施提高支架支撐力和初撐力，保證直接頂與老頂之間不離層;支架有足夠的可縮量，滿足裂隙帶老頂下沉的要求;

遇到平行工作面的斷層時(shí)：?jiǎn)误w支柱支護(hù)時(shí)要及時(shí)加強(qiáng)工作面支護(hù)（最好用木垛）;液壓自移支架支護(hù)時(shí)，則應(yīng)考慮使工作面與斷層斜交或在采空區(qū)挑頂?shù)拇胧┻^(guò)斷層。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(jiān)硬的砂巖，常常大面積懸而不冒，老頂來(lái)壓步距達(dá)50～70ｍ。當(dāng)自身強(qiáng)度承受不了自重和上位巖層重量時(shí)，即彎曲應(yīng)力超過(guò)了極限強(qiáng)度時(shí)，出現(xiàn)斷裂及垮落。回采過(guò)程中遇到較發(fā)育的原生裂隙或斷層，也會(huì)導(dǎo)致冒落9.大面積冒頂

致因煤層頂板是整體厚層硬巖層,不易冒落。征兆頂板斷裂聲響的頻率和音響增大；煤幫有明顯受壓與片幫現(xiàn)象；底板出現(xiàn)底鼓或沿煤柱附近的底板發(fā)生裂縫；巷道（上下平巷）超前壓力較明顯；工作面中支柱載荷和頂板下沉速度明顯增大；有時(shí)采空區(qū)頂板發(fā)生裂縫或淋水加大，向頂板中打的鉆孔原先流清水后變?yōu)榱靼缀隣畹囊后w。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(lái)壓步距減少60～70％，如圖3-9所示強(qiáng)制放頂循環(huán)式淺孔放頂（每1-2個(gè)循環(huán)，打一排鉆孔）步距式深孔放頂（周期來(lái)壓前，沿工作面向頂板打鉆孔），如圖3-10所示超前深孔松動(dòng)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(dòng)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防治措施預(yù)測(cè)回采工作面圍巖動(dòng)態(tài)（主要預(yù)測(cè)頂?shù)装宓姆€(wěn)定性）確定合理的支護(hù)強(qiáng)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(wèn)題）。加強(qiáng)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(dāng)煤層傾角超過(guò)60o，底板開(kāi)始向下滑動(dòng)，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(hù)裝置）。打緊支柱，軟底要下底梁，順山棚梁要對(duì)接。適當(dāng)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

掘進(jìn)工作面冒頂巷道交叉處冒頂支架支護(hù)巷道冒頂錨桿支護(hù)巷道冒頂二、巷道頂板事故的致因及防治

（二）掘進(jìn)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(jìn)破巖后，頂部巖石與巖體失去聯(lián)系，若支護(hù)不及時(shí)，隨時(shí)可能冒落；已支護(hù)的頂部巖石，若支護(hù)失敗，可能造成冒落。頂部存在將與巖體失卻聯(lián)系的巖塊，支護(hù)不及時(shí)；頂部存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊，支護(hù)力不足或支護(hù)失效。受節(jié)理切割頂板冒落地質(zhì)及技術(shù)條件煤層編號(hào)：9#直接頂巖性：堅(jiān)硬頂板底板：煤，f=3支護(hù)方式：金屬拱形支架事故發(fā)生經(jīng)過(guò)5.0m長(zhǎng)、3.7m寬、1.7vm厚巖塊掉落死亡1人，救出4人過(guò)頂板巖性突變帶地質(zhì)及技術(shù)條件迎頭頂板出現(xiàn)板棱頂板由砂頁(yè)巖變成煤頂經(jīng)過(guò)放炮崩板棱，空頂2.7m沒(méi)有用點(diǎn)柱護(hù)頂頂板掉矸2m*1.6m*0.6m原因巖性突變，連續(xù)性遭到破壞炮崩板棱對(duì)頂板振動(dòng)大迎頭空頂面積大巖層節(jié)理裂隙及破碎帶影響多發(fā)地點(diǎn)斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶層理裂隙發(fā)育的巖層中放炮不慎崩倒附近支架接頂不嚴(yán)實(shí)而導(dǎo)致巖塊砸壞支架掘進(jìn)工作面無(wú)支護(hù)部分片幫冒頂推倒附近棚子預(yù)防措施（1）掘進(jìn)工作面遇到斷層褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育的巖層時(shí)，棚子支護(hù)時(shí)應(yīng)緊靠掘進(jìn)工作面，嚴(yán)格控制空頂距。（2）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂制度，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。（3）冒頂區(qū)及破碎帶必須背嚴(yán)接實(shí)，必要時(shí)要掛金屬網(wǎng)防止漏空。（4）控制炮眼布置及裝藥量，防止放炮而崩倒棚子。進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)二、巷道頂板事故的致因及防治

（二）掘進(jìn)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(dāng)遇到破碎帶或?qū)永?、裂隙發(fā)育時(shí)，應(yīng)緊跟掘進(jìn)支護(hù)；嚴(yán)格敲幫問(wèn)頂制度，危石必須挑下，無(wú)法挑下時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支撐措施，嚴(yán)禁空頂作業(yè)；在破碎帶掘進(jìn)巷道，要縮小支護(hù)棚距，用拉條將棚子連成一體，防止推跨；對(duì)破碎帶有時(shí)可超前注速凝劑，固化巖體；掘進(jìn)頭有空頂區(qū)和破碎帶必須背嚴(yán)結(jié)實(shí)，必要時(shí)要掛網(wǎng)防止漏空；炮眼布置及裝藥量必須與巖石性質(zhì)、支架和掘進(jìn)頭距離相適應(yīng)，防止放炮崩倒棚子；錨桿支護(hù)注意眼深和錨桿密度，必要時(shí)錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)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

2.案例分析

交岔處斷面大，巖層松動(dòng)范圍大，巷道壓力大，可發(fā)生冒頂；交岔處支護(hù)復(fù)雜，有兩巷支架，有抬棚，支架穩(wěn)定性要求高，強(qiáng)度大，支護(hù)質(zhì)量不好可發(fā)生冒頂。巷道開(kāi)岔時(shí)，頂部存在與巖體失卻聯(lián)系的巖塊，開(kāi)岔口新支設(shè)抬棚的強(qiáng)度不足，或穩(wěn)定性不夠；交叉點(diǎn)面積大，支護(hù)力不足。交叉點(diǎn)處空頂?shù)刭|(zhì)及技術(shù)條件煤層巷道巷道凈斷面：6.8擴(kuò)大到10.5無(wú)臨時(shí)支護(hù)經(jīng)過(guò)空頂作業(yè)，頂板突然冒頂原因交叉地點(diǎn)套修屬特殊作業(yè)，沒(méi)有制定詳細(xì)技術(shù)補(bǔ)充措施麻痹大意，誤認(rèn)為頂板穩(wěn)定先拆支架后支護(hù)交叉點(diǎn)處空頂?shù)刭|(zhì)及技術(shù)條件頂?shù)装寰鶠閹r石巷道凈斷面：6.8m*m掘進(jìn)方式：炮掘支護(hù)方式：u型鋼拱形支架臨時(shí)支護(hù)背板：木板與木條2#碹已掘進(jìn)9.6m，右邊3.6m已砌碹，斷面3.9m*3.6m事故發(fā)生原因及經(jīng)過(guò)2#碹向前打眼掘進(jìn)時(shí)局部冒頂三架支架被推倒交叉點(diǎn)懸頂面積大，沒(méi)有專人觀察頂板情況支架穩(wěn)定性不好，臨時(shí)支護(hù)不起護(hù)頂作用預(yù)防措施（1）開(kāi)岔口應(yīng)避開(kāi)原來(lái)巷道冒頂?shù)姆秶唬?）必須在開(kāi)口抬棚支設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿。（3）抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格符合要求；（4）當(dāng)開(kāi)口處圍巖尖角被擠壓壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)抬棚穩(wěn)定性的措施。二、巷道頂板事故的致因及防治

3.防治措施

開(kāi)岔口應(yīng)選擇巖性較好的位置嚴(yán)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(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強(qiáng)度當(dāng)開(kāi)口處圍巖夾角被壓壞，應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)和穩(wěn)定措施

（三）巷道交岔處頂板事故的原因與防治（三）.支架支護(hù)巷道冒頂防治致因壓垮型：巷道壓力過(guò)大，損壞了支架，頂部已破碎的巖塊冒落；漏垮型：無(wú)支護(hù)巷道或支護(hù)失效（非壓壞），巷道頂部游離巖塊在重力作用下冒落；推垮型：巷道頂幫破碎巖石在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在平行巷道軸線的分力，巷道支架的穩(wěn)定性不夠，被推倒而冒頂。支架嚴(yán)重變形破壞支架穩(wěn)定性差工程因素影響⑴支架支設(shè)質(zhì)量差替換支架時(shí)空頂空幫地質(zhì)及技術(shù)條件工作面出口處煤層巷道將4.7m*m拱形支架替換為1.8*1.8m的木棚經(jīng)過(guò)木棚先支三架回收第三架拱形支架時(shí)費(fèi)力用錘猛擊，頂板突然冒落原因換棚前支架受力大換棚后支架頂板和兩幫不接回拱形支架時(shí)，木棚沒(méi)打中柱預(yù)防措施（1）巷道布置在穩(wěn)定的巖體中，避免采動(dòng)影響；（2）巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度；（3）巷道支架有足夠的可縮量；（4）支架施工時(shí)要嚴(yán)格按工序質(zhì)量要求進(jìn)行，并特別注意頂與幫的背嚴(yán)背實(shí)問(wèn)題；（5）凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn)，重新支護(hù)時(shí)應(yīng)先護(hù)頂，再施工；（6）巷道替換支架時(shí)，必須先支新支架，再拆老支架。(四)錨桿支護(hù)巷道冒頂防治致因巷道頂板出現(xiàn)離層錨桿強(qiáng)度不足巷道冒頂?shù)脑颉駧r層層理影響●鑲嵌性圍巖結(jié)構(gòu)影響●巖層節(jié)理裂隙及破碎帶影響●地下水影響錨桿支護(hù)失效防治措施1.應(yīng)用地應(yīng)力為基礎(chǔ)的錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法2.鉆孔、錨桿、樹(shù)脂卷直徑進(jìn)行合理匹配3.使用高強(qiáng)錨桿及全長(zhǎng)錨固4.使用小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索加強(qiáng)支護(hù)5.進(jìn)行煤巷錨桿支護(hù)監(jiān)測(cè)第四部分：沖擊地壓的基本知識(shí)

一、概述二、沖擊礦壓的形成和機(jī)理

三、影響沖擊礦壓發(fā)生的因素四、具有沖擊地壓煤層的開(kāi)采技術(shù)一、概述

（一）國(guó)內(nèi)外沖擊地壓的發(fā)生情況

1.根據(jù)沖擊地壓的物理特征，按發(fā)生原因分為三類。

壓力型沖擊地壓突發(fā)型沖擊地壓爆炸型沖擊地壓（二）沖擊地壓的分類一、概述

（二）沖擊地壓的分類2.根據(jù)沖擊地壓的能量特征，按沖擊時(shí)釋放的地震能大小分為五個(gè)等級(jí)。

微沖擊

弱沖擊

中等沖擊強(qiáng)烈沖擊災(zāi)害性沖擊一、概述

（二）沖擊地壓的分類3.根據(jù)參與沖擊的巖體類別分為兩類。

煤層沖擊（煤爆）

巖層沖擊（巖爆）

一、概述

（二）沖擊地壓的分類4.根據(jù)沖擊力源分為3級(jí)重力型

構(gòu)造型

中間型一、概述

（二）沖擊地壓的分類5.我國(guó)對(duì)沖擊地壓的分類

一般沖擊地壓

破壞型沖擊地壓

沖擊地壓事故一、概述

（三）沖擊地壓的危害及研究現(xiàn)狀主要成果：

沖擊地壓機(jī)理研究

煤層沖擊傾向試驗(yàn)研究

鉆屑法的研究地音煤層注水（已推廣使用）煤層卸壓爆破（已部分推廣使用）堅(jiān)硬頂板處理（注水軟化等措施，有效控制了大冒頂?shù)葲_擊地壓現(xiàn)象）（四）沖擊地壓在我國(guó)礦區(qū)的分布二、沖擊礦壓的成因和機(jī)理

沖擊礦壓的成因和機(jī)理可用以下準(zhǔn)則的原理模型加以說(shuō)明：強(qiáng)度準(zhǔn)則：式中:--分別為自重和構(gòu)造應(yīng)力；--分別由開(kāi)采引起的附加應(yīng)力和其他條件（水、溫度等）引起的應(yīng)力；--煤體與圍巖交界處的應(yīng)力；--煤體和圍巖系統(tǒng)強(qiáng)度；二、沖擊礦壓的成因和機(jī)理

能量準(zhǔn)則：式中:--圍巖與煤中貯存的彈性能；

--消耗于克服煤體與圍巖邊界處和煤體破壞等阻力的能量；

--圍巖系統(tǒng)和煤體內(nèi)的能量釋放速度；

--克服圍巖邊界阻力和煤體破壞時(shí)吸收能量的速度；

--分別為圍巖系統(tǒng)和煤體內(nèi)能量釋放的有效系數(shù)；

二、沖擊礦壓的成因和機(jī)理

沖擊傾向準(zhǔn)則：式中:--煤體（圍巖）的沖擊傾向度指數(shù)，是用來(lái)描述沖擊地壓危險(xiǎn)性的指標(biāo)；

--試驗(yàn)確定的沖擊傾向界限值。

三、影響沖擊地壓發(fā)生的因素1.開(kāi)采深度

假設(shè)煤層中的形變彈性能被塑性變形所吸收，則體變彈性能全消耗于破壞煤體和使其產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)應(yīng)力集中的影響作用時(shí)，則有（一）礦山地質(zhì)因素三、影響沖擊地壓發(fā)生的因素1.開(kāi)采深度（一）礦山地質(zhì)因素令則三、影響沖擊地壓發(fā)生的因素1.開(kāi)采深度設(shè)煤在單向載荷時(shí)的抗壓強(qiáng)度為，則用于破碎煤塊的單位體積所需要的能量為：（一）礦山地質(zhì)因素故三、影響沖擊地壓發(fā)生的因素1.開(kāi)采深度

若考慮巷道周邊的巖塊處于雙向受力狀態(tài)，則所需能量要比U1大，現(xiàn)用一般性系數(shù)K0（K0≠1）來(lái)表示，則破壞單位體積的能量U2為：（一）礦山地質(zhì)因素三、影響沖擊地壓發(fā)生的因素1.開(kāi)采深度按能量準(zhǔn)則：（一）礦山地質(zhì)因素所以：化簡(jiǎn)得：