1、第六章 煤礦頂板災(zāi)害防治目 錄,第一節(jié) 基本理論概述 第二節(jié) 回采工作面頂板的日常管理 第三節(jié) 回采工作面頂板災(zāi)害防治技術(shù) 第四節(jié) 巷道頂板災(zāi)害的防治 第五節(jié) 頂板事故處理 復(fù)習(xí)題 問題思考,第一節(jié) 基本理論概述 主 要 內(nèi) 容,一、頂板事故的形式和特點(diǎn) 二、影響頂板事故的主要因素 三、支護(hù)原理,一、頂板事故的形式和特點(diǎn) 井下回采工作面和巷道由于其支護(hù)要求、方式和 支護(hù)空間的差異，其冒頂?shù)谋憩F(xiàn)形式通常不同。 1.回采工作面頂板事故 1）局部冒頂事故 工作面局部冒頂事故多發(fā)生在單體支護(hù)工作面， 尤其是在木棚及金屬摩擦式鉸接頂梁支護(hù)工作面。 2）大冒頂事故 回采工作面的大冒頂事故也叫采場大面積切頂

2、、 落大頂、垮面。,（1）由直接頂運(yùn)動所造成的垮面事故 就其作用力的始動方向可分為以下兩大類： 推垮型事故，包括走向推進(jìn)工作面常發(fā)生的傾向推垮型事故（如圖6-1-1a 、 b 所示）及傾斜推進(jìn)工作面容易發(fā)生的向采空區(qū)方向推垮型事故（如圖 6-1-1c 、d 所示）。,圖6-1-1 直接頂運(yùn)動引起的推垮型事故 a-頂板沿傾斜方向推垮前；b-頂板頂板沿傾斜方向推垮后；c-頂板向采空區(qū)方向推垮前；d-頂板向采空區(qū)方向推垮后,壓垮型事故，包括向煤壁方向壓垮（如圖 6-1-2a 、b 所示），及向采空區(qū)方向壓垮型事故（如圖 6-1-2c 、d 所示）。,圖6-1-2 直接頂運(yùn)動引起的壓垮型事故 a-頂板

3、向煤壁方向壓垮前；b-頂板向煤壁方向壓垮后； c-頂板向采空區(qū)方向壓垮前；d-頂板向采空區(qū)方向壓垮后,（2）由老頂運(yùn)動所造成的垮面事故 就其作用力的性質(zhì)、始動力的性質(zhì)及始動方向不同也可分為以下兩種類型： 沖擊推垮型（即砸垮型）事故（圖6-1-3所示）,圖6-1-3 老頂運(yùn)動引起的沖擊推垮（砸垮）型事故 a-煤壁片塌和頂板下切；b-老頂把直接頂推垮,壓垮型事故（如圖 6-1-4 所示）,圖6-1-4 老頂運(yùn)動引起的壓垮型事故 a-靠近采空區(qū)支柱先壓斷； b-支柱全部壓斷而垮面,應(yīng)該指出的是，整體液壓支架一般由于其初撐力及其工作阻力比較高，可縮量大，發(fā)生大冒頂?shù)臋C(jī)率較小。 歸納上述各類頂板事故，大

4、致情況如圖 6-1-5 所示。,圖6-1-5 采場頂板事故分類,3）大冒頂事故發(fā)生的時間、地點(diǎn) 這是由于老頂巖梁在初次來壓前其兩端由煤壁等支撐，頂板下沉很小，如圖 6-1-6 所示。,圖6-1-6 老頂初次來壓前狀況,2.巷道頂板事故 巷道的變形和破壞形式是多種多樣的，巷道中常見的頂板事故按照圍巖破壞部位可分為：巷道頂部冒頂?shù)繇?、巷道壁片幫以及巷道頂、幫三面大冒落三種類型。按照圍巖結(jié)構(gòu)及冒落特征又可分為：鑲嵌型圍巖墜矸事故、離層型圍巖片幫冒頂事故、松散破碎圍巖塌漏抽冒事故以及軟巖膨脹變形毀巷事故等幾種形式。 另外，巷道中的冒頂還會由于斜巷跑車沖倒支架、車輛掉道和車上的物料突出車外引起支護(hù)受損以

5、及支護(hù)方式選擇不當(dāng)或質(zhì)量不合格而不能承受礦山壓力等因素引起。,二、影響頂板事故的主要因素,1.影響回采工作面頂板事故的因素 1）自然因素 （1）煤層傾角：煤層傾角對回采工作面礦山壓力顯現(xiàn)的影響是很大的。對于緩傾斜煤層來講，老頂來壓步距較短，來壓較易控制。急傾斜煤層特別是急傾斜特厚煤層水平分層開采，在頂板為堅硬巖層時，來壓時頂板大面積冒落往往形成強(qiáng)烈的沖擊地壓現(xiàn)象。 （2）圍巖組成：回采工作面的圍巖，一般是指直接頂、老頂以及直接底的巖層。老頂?shù)氖Х€(wěn)、來壓強(qiáng)度以及老頂和直接頂?shù)南鄬ξ恢藐P(guān)系不僅對直接頂?shù)姆€(wěn)定性有直接影響，而且對確定支護(hù)強(qiáng)度、支架具備的可縮量以及選擇采空區(qū)處理方法都起著決定性作用。,

6、（3）地質(zhì)構(gòu)造； （4）開采深度； （5）煤層厚度：中厚及厚煤層要比薄煤層發(fā)生頂板事故的機(jī)率大。其主要原因：一是厚煤層分層開采的下分層在假頂條件下，工作面剛開始推進(jìn)時頂板膠結(jié)不好，容易首先發(fā)生局部冒頂，二是采出空間大，不利于老頂形成自穩(wěn)結(jié)構(gòu)。 2)開采技術(shù) 開采技術(shù)對回采工作面頂板管理的影響是多方面的，不僅與支護(hù)方式有關(guān)，還受到回采工藝及其參數(shù)（采高、控頂距、循環(huán)進(jìn)度等）、采空區(qū)處理方式、是否分層開采等開采技術(shù)因素的影響。 另外，不同的回采工序?qū)敯逑鲁亮康挠绊懸彩遣煌摹?在一定地質(zhì)條件下，采高與控頂距是影響上覆巖層破壞狀況的最重要因素之一。由于支承壓力的作用，采高與控頂距越大，工作面煤壁也

7、越不穩(wěn)定，越易于片幫。 2.影響巷道頂板事故的因素 1）自然因素 （1）巖石性質(zhì)及其構(gòu)造特征 （2）開采深度 采深大時，由于上覆巖層重量大，形成的支承壓力較大； （3）煤層傾角 煤層傾角不同往往使巷道破壞形式有差別； （4）地質(zhì)構(gòu)造因素 （5）礦井水,（6）時間因素 2）開采技術(shù)因素 影響巷道頂板事故的開采技術(shù)因素主要包括： （l）巷道與開采工作的關(guān)系，如巷道是處于一側(cè)采動還是兩側(cè)采動的條件下，是受初次采動還是受多次采動影響； （2）巷道的保護(hù)方法，如巷道是依靠留煤柱保護(hù)還是在巷旁用專門的剛性充填帶保護(hù)； （3）巷道本身采用的支架類型和支護(hù)方式。,三、支護(hù)原理,1.回采工作面支護(hù)原理 根據(jù)礦山

8、壓力的理論，整個回采工作面上覆巖層中，裂隙帶老頂巖層能夠形成一種“大結(jié)構(gòu)”，如圖6-1-7所示。,圖6-1-7 回采工作面裂隙帶巖梁“大結(jié)構(gòu)” 煤壁支撐影響區(qū)（a-b ）；B-離層區(qū)（b- c）；C-重新壓實(shí)區(qū)（c-d）； -冒落帶；-裂隙帶；-彎曲下沉帶；-支撐影響角,2.巷道支護(hù)原理圖 （如圖 6-1-8所示）,圖 6-1-8 支架與圍巖相互作用關(guān)系圖,1-圍巖松動破壞前的承載和變形曲線；2-圍巖松動破壞后的承載和變形曲線； 3-支架承載變形曲線,第二節(jié) 回采工作面頂板的日常管理主 要 內(nèi) 容,一、回采工作面頂板情況和來壓的預(yù)測 二、回采工作面頂板管理的技術(shù)要求 三、回采工作面頂板管理的制

9、度要求,一、回采工作面頂板情況和來壓的預(yù)測,1.破碎情況的預(yù)測預(yù)報工作 1）構(gòu)造破碎的推斷 2）支承壓力影響分析 3）預(yù)測預(yù)報頂板情況 2.老頂來壓的預(yù)測預(yù)報 1）在生產(chǎn)中反映老頂動態(tài)情況的主要現(xiàn)象有： （1）頂板下沉速度的變化，老頂在兩次強(qiáng)烈運(yùn)動 之間，特別是臨近再次運(yùn)動前夕，將有一個十分沉 靜的階段，在這一階段的頂板下沉速度小而穩(wěn)定， 采煤過程如此，放頂過程中可以更明顯的看到； （2）支柱的承載情況，支柱受力是頂板運(yùn)動的結(jié) 果；,（3）直接頂中強(qiáng)度較高、支承壓力破壞不嚴(yán)重的部 分，在上覆巖層相對靜止時期，可能頂板放不下來而 出現(xiàn)懸頂現(xiàn)象； （4）“板炮”（鐵柱子“放炮”）、頂板高速沉縮時發(fā)

10、出 雷鳴般的聲響，是老頂活動的標(biāo)志，頂板愈堅硬，這 一現(xiàn)象愈明顯； 2）預(yù)示來壓的支承壓力顯現(xiàn)主要有： （1）頂板的撓曲程度 （2）煤壁片幫 （3）支柱鉆底,二、回采工作面頂板管理的技術(shù)要求,在做好工作而頂板活動和來壓預(yù)測的基礎(chǔ)上，搞好日常 頂板管理需要抓住如下幾方面關(guān)鍵的工作： 1單體支護(hù)密度 在確定了必要的支護(hù)強(qiáng)度PT 后，支護(hù)密度 n 即可由下式 求出，即： 式中 RT 為支柱在工作面實(shí)際能夠達(dá)列的平均承載能力， 可由下式求得，即： 式中 KZ支柱增阻系數(shù)； KB一支柱承載不均勻系數(shù)； RB一支柱的終工作阻力。,（ 6-2-1 ）,（ 6-2-2 ）,2單體支護(hù)控頂方式 根據(jù)理論分析研究

11、和現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其原則可大致歸納如下： 1）周期來壓不明顯的采場，特別是在直接頂松軟或者是采底分層的情況下，應(yīng)當(dāng)盡可能的縮小控頂距和放頂步距； 2）周期來壓明顯、強(qiáng)度較大的采場，單體支護(hù)工作面一般應(yīng)適當(dāng)加大控頂步距； 3. 采煤、控頂之間的時、控關(guān)系組織 1）對于周期來壓不明顯的采場，特別是直接頂本身巖性強(qiáng)度不高，頂板穩(wěn)定性差的情況下，單體支護(hù)工作面應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)跟隨機(jī)后架設(shè)臨時支柱、采煤、控頂平行作業(yè)，盡可能縮小采煤、回柱放頂操作間的距離，以增加工作面推進(jìn)速度； 2）對于周期來壓明顯，來壓較大，頂板穩(wěn)定性好的采場，應(yīng)當(dāng)在來壓前后采取不同的時、控組織方案。,4.單體支護(hù)工作面輔助性控頂支護(hù)（特種支護(hù)

12、）的選用 1）周期壓力不明顯，特別是直接頂板強(qiáng)度不高，采空區(qū)無懸頂（或懸頂很?。┑那闆r下，只要基本支柱的承載能力滿足要求，一般無需增設(shè)輔助性支護(hù); 2）對于周期來壓明顯的采場，應(yīng)當(dāng)在來壓前夕增設(shè)特種支護(hù)加強(qiáng)頂板管理，直接頂強(qiáng)度高（有較大跨度的懸頂）應(yīng)在靠放頂排打斜撐戧柱棚。 5.來壓前頂板的管理 單體支護(hù)工作面，要求： 1）保證支柱有足夠的初撐力，架設(shè)時打緊水平楔； 2）防止支柱鉆底：對于支承壓力大（來壓步距大），底板強(qiáng)度低的采場，應(yīng)在來壓前讓支柱穿上“硬鞋”，防止來壓時支柱鉆入底板，否則支護(hù)密度再大，操作質(zhì)量再好，也起不到作用； 3）提前打好戧柱、木垛等特種支護(hù)，起到雙保險的作用； 4）在接

13、近來壓時刻要盡可能避免在采場同時進(jìn)行采煤和放頂工作。,三、回采工作面頂板管理的制度要求,首先，要嚴(yán)格執(zhí)行煤礦安全規(guī)程的有關(guān)要求： 1）采煤工作面必須按照作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時支護(hù)，嚴(yán)禁空 頂作業(yè)，所有支架都必須架設(shè)牢固，并有防倒柱措施； 2）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度：在開工前，班（組）長和安全 檢查工必須對工作面安全情況進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無危險時， 方準(zhǔn)工人進(jìn)入工作面。 3）采煤工作面必須及時放頂或充填，控頂距離超過作業(yè)規(guī) 程規(guī)定時禁止采煤。 4）用垮落法控制頂板時，回柱放頂?shù)姆椒ê桶踩胧?，?頂、爆破、機(jī)械落煤等工序平行作業(yè)的安全距離，以及放頂區(qū) 內(nèi)支架、木柱、木垛的回收方法，都必須在作業(yè)規(guī)程中明

14、確規(guī) 定。 5）開采近距離煤層，上一煤層采用刀柱法、條帶法或帶狀 充填法控制頂板，下一煤層采用垮落法控制頂板時，必須制定 控制頂板的安全措施，報集團(tuán)公司、礦總工程師批準(zhǔn)； 6）采煤工作面的傘檐不得超過作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，不得任意 丟失頂煤和底煤。,7）采煤工作面必須經(jīng)常存有一定數(shù)星的備用支護(hù)材料。 8） 采用人工假頂分層垮落法開采的采煤工幾作面，人工假頂必須鋪沒好，搭接嚴(yán)密； 9）采用傾斜分層垮落法回采時，下一分層的采煤工作必須在上一分層頂板垮落的穩(wěn)定區(qū)域下面進(jìn)行。 10）采用綜合機(jī)械化采煤時，必須遵守下列規(guī)定： 必須根據(jù)礦井各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)、煤層地質(zhì)條件、煤層厚度、煤層傾角、瓦斯涌出量、自燃發(fā)火傾向

15、和礦山壓力等因素，編制設(shè)計（包括設(shè)備選型、選點(diǎn)）；運(yùn)送、安裝和拆除液壓支架時，必須有安全措施，明確規(guī)定運(yùn)送方式、安裝質(zhì)量、拆裝工藝和控制頂板的措施；工作面煤壁、刮板輸送機(jī)和支架都必須保持直線，支架間的煤、矸必須清理于凈；液壓支架必須接頂；采煤機(jī)采煤時必須及時移架；嚴(yán)格控制采高，嚴(yán)禁采高大于支架的最大支護(hù)高度；當(dāng)煤層變薄時，采高不得小于支架的最小支護(hù)高度；當(dāng)采高超過 3m 或片幫嚴(yán)重時，液壓支架必須有護(hù)幫板，防止片幫傷人；工作面兩端必須使用端頭支架或增設(shè)其他形式的支護(hù)；工作面轉(zhuǎn)載機(jī)安有破碎機(jī)時，必須有安全防護(hù)裝置；處理倒架、歪架、壓架以及更換支架和拆修頂梁、支柱、座箱等大型部件時，必須有安全措施

16、。,另外，對于容易發(fā)生冒頂事故的單體支護(hù)工作面，還應(yīng)該注意如下的問題： 1）工作面端頭支護(hù)形式、材料、規(guī)格必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定，總的要求應(yīng)該是加強(qiáng)支護(hù)且有長梁抬棚，抬棚梁的長度應(yīng)能保證在移動輸送機(jī)頭尾時、替換支柱時不松動頂板，一般長度應(yīng)為最大控頂距加循環(huán)進(jìn)度，通常為2.4m 的型鋼梁或工字鋼梁； 2）工作面支架、煤壁、刮板輸送機(jī)都要保持直線，拉線檢查誤差不大于0.1m ；支架排柱距符合規(guī)程要求，誤差不大于0.1m ，支架必須堅固完好，迎山有力，不準(zhǔn)有缺梁缺柱、折損彎曲和松動空頂?shù)摹暗葎胖薄?3）應(yīng)提倡和推廣交錯支設(shè)方式，交錯長度應(yīng)為0.6m ，齊頭梁不利于對頂板的有效支護(hù)，因此應(yīng)避免齊頭

17、梁，如果作業(yè)規(guī)程規(guī)定交錯布置，則應(yīng)杜絕齊頭梁現(xiàn)象； 4）回柱放頂應(yīng)有明確規(guī)定和安全措施；密集支柱、安全出口及分段放頂?shù)拈_口和合攏位置的選擇，以及分段放頂之間的距離都應(yīng)明確規(guī)定； 5）整個回柱工作必須在有經(jīng)驗(yàn)的老工人指揮下進(jìn)行，并且要清理好安全退路，一旦頂板發(fā)生險情，能立即撤離險區(qū)；采空區(qū)要每隔一段距離留有信號柱； 6）采煤機(jī)割煤時應(yīng)追機(jī)支設(shè)臨時貼幫點(diǎn)柱；割煤、移輸送機(jī)和支設(shè)正式支架的距離在規(guī)程中應(yīng)有明確規(guī)定，一般應(yīng)不小于15m、不大于20m；,第三節(jié) 回采工作面頂板災(zāi)害防治技術(shù)主 要 內(nèi) 容,一、局部冒頂事故預(yù)防措施 二、大冒頂事故預(yù)防措施,一、局部冒頂事故預(yù)防措施 1.應(yīng)該采取以下幾方面防范

18、措施： 1） 防止應(yīng)力集中和放頂不實(shí) 2）合理選擇工作面推進(jìn)方向 3）采取正確的支護(hù)方法 4）堅持工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 5）減少頂板暴露面積和縮短頂板暴露時間 2.單體支柱采煤工作面 1）及時掛梁或探板，及時打柱；頂板用小板或笆棍插嚴(yán)； 如果煤壁松軟，煤壁一律背好； 2）掛梁、探板和支柱必須保證質(zhì)量，其操作程序和要求為： 向煤壁掏梁窩，寬度為200300 mm ，高度為300 mm ，深度以能夠掛一 塊鐵梁為準(zhǔn)； 將鐵梁伸入已構(gòu)好的梁窩內(nèi)，插上扁銷并打緊； 在掛好兩 塊鐵梁后，刨兩梁間的頂煤，夠一塊小板寬度時即插上一塊小板，逐步背嚴(yán)背 實(shí)，并墊好梁頭和柱頂，若鐵梁上方頂板已經(jīng)掉空，需用木料填實(shí)，

19、并及時打 好貼幫柱； 將煤壁全部用小板背嚴(yán)實(shí)； （3）減少放炮對頂板的震動破壞或崩倒棚子。,3.液壓支架采煤工作面 1）根據(jù)煤層軟硬程度，采高超過2.52.8 m 時，應(yīng)選用帶護(hù)幫裝置的架型，以免煤壁垮落傷人或引起掉矸冒頂;采煤機(jī)割到時，放回護(hù)幫板，采煤機(jī)在護(hù)幫裝置下通過； 2）采用帶壓移架法； 3）當(dāng)工作面頂板在割煤后很快就要冒落，且冒落面積較大時，可在相鄰支架間超前架設(shè)一梁兩柱或一梁三柱的垂直于煤壁方向的支架，在該支架下面再架設(shè)12 架臨時平行于煤壁方向的支架； 4）對于破碎易掉矸頂板，可以在頂梁上鋪設(shè)金屬（塑料）網(wǎng)，網(wǎng)與網(wǎng)之間的搭接長度應(yīng)為200 mm ，每隔100 mm連一扣，特別注意

20、新網(wǎng)片應(yīng)放在舊網(wǎng)片的下面。,二、大冒頂?shù)姆乐未胧?1.大冒項的原因 雖然冒頂事故的根本原因是工作面周圍礦山壓力活動造成的結(jié)果，但反映出來發(fā)生冒頂?shù)脑騽t是多種多樣，綜合有以下幾個方面： 1）初次放頂； 2）未掌握周期來壓規(guī)律； 3）過舊巷安全技術(shù)措施不利； 4）工作面工程質(zhì)量低劣，支架規(guī)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不符合要求； 5）頂板管理不善； 6）作業(yè)規(guī)程編制不認(rèn)真，執(zhí)行不嚴(yán)格； 7）地質(zhì)構(gòu)造；,2預(yù)防大冒項的措施 1）必須加強(qiáng)礦井生產(chǎn)的地質(zhì)工作，對每個采區(qū)、每個回采工作面的頂?shù)装鍘r性、組成和物理力學(xué)性質(zhì)有清楚的掌握； 2）認(rèn)真編制采區(qū)設(shè)計和工作面作業(yè)規(guī)程； 3）大力開展頂板觀察工作，掌握頂板活動規(guī)律，進(jìn)行

21、頂板來壓預(yù)報； 4）重視初次放頂，加強(qiáng)有效的安全措施； 5）加強(qiáng)工作面支護(hù)和管理。 三、特殊頂板條件下預(yù)防冒頂事故的技術(shù)要求 1. 回采工作面過斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造帶 1）回采工作面過斷層 （1）過斷層的方法：采煤工作面過斷層時，先把斷層落差、范圍、與走向的交角弄清楚，然后制定過斷層的方法。,對于傾斜斷層，可提前調(diào)整改變工作面方向，圖6-3-2 遇斷層打戧柱。,圖6-3-2 遇斷層打搶柱 1-加強(qiáng)木垛；2-加密支柱；3-迎山戧柱；4-支撐木,工作面遇大斷層，采高在 2.5-3 m左右時，如圖6-3-3 及 圖6-3-4 所示。,2）回采工作面過褶曲 回采工作面過褶曲時需事先挑頂或臥底，使底板起

22、伏變化平緩。 3）回采工作面過沖刷帶 沖刷帶在采煤工作面破碎范圍較大，使煤層變薄，甚至尖滅。 4）回采工作面過陷落柱（無炭柱） 遇陷落柱的預(yù)兆和斷層很相似，其不同是陷落柱的邊緣多呈凹凸不平的鋸齒狀，有各種不同巖石的混合體。 5）遇劈口支護(hù)方法 劈口是在地質(zhì)應(yīng)力作用下，使巖層產(chǎn)生裂隙和節(jié)理。這些裂隙和節(jié)理把巖層分割成不同的形狀，即所謂的劈口。劈口的冒落頂兆很不明顯，一般采用敲幫問頂方法和眼睛觀察法。劈口比節(jié)理和裂隙開的縫隙大，使頂板失去了連續(xù)性和完整性，有時有掉渣現(xiàn)象。 2. 回采工作面過老巷,采煤工作面過老巷預(yù)防冒頂?shù)拇胧┩ǔ椋?（1）維護(hù)加固老巷； （2）調(diào)整過老巷方向； （3）液壓支架過

23、老巷（圖6-3-5）； （4）老巷在工作面下方（開采厚煤層）時，老巷處要加打木垛托頂（圖6-3-6）。,圖6-3-5 液壓支架過老巷,圖6-3-6 厚煤層過采空區(qū) l 上分層；2 中分層； 3 下分層 4 采空區(qū)；5 底梁； 6 頂梁,3.工作面開采初期的安全技術(shù)措施 （1）掘進(jìn)工作面平巷不能破壞復(fù)合型頂板； （2）初采時不要反向推進(jìn)（圖6-3-7 中工作面應(yīng)由開切眼向左邊推采）； （3）提高支架的穩(wěn)定性； （4）提高單體支柱的初撐力和剛度。,圖6-3-7 工作面初采時反向推進(jìn),4.金屬（塑料）網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)姆乐?金屬（塑料）網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)姆乐畏椒ǔ伺c復(fù)合型頂板推垮型冒頂?shù)姆乐畏椒ㄏ嗤?/p>

24、外，按其特點(diǎn)還應(yīng)增加以下措施： 1）開采第一分層時，從開始到初次放頂，由采空區(qū)向頂板打深孔（35m）爆破將煤崩出，直接頂崩碎，充填網(wǎng)上冒落空隙，以阻止六面體的去路； 2）注意提高鋪網(wǎng)質(zhì)量； 3）開采第二分層時，其開切眼位置應(yīng)采用內(nèi)錯式布置，避免網(wǎng)上碎矸上方存有空隙； 4）盡可能延長第一分層與第二分層的開采間隔時間； 5）為了使金屬（塑料）網(wǎng)不出現(xiàn)網(wǎng)兜，在開采第一分層時沿工作面傾斜方向每隔0.61.0m 鋪設(shè)一根底梁（長度為1.21.6m），底梁可以采用對接方式，也可以采用搭接方式。,5.堅硬難冒頂板 頂板大面積來壓主要的危險是由頂板冒落而形成的沖擊載荷和風(fēng)暴。具體的辦法可有以下幾種: 1）合理

25、確定開采方式 2）做好預(yù)測預(yù)報 頂板大面積來壓和冒落的預(yù)兆有： （1）工作面煤壁片幫或刀柱煤柱炸裂，并伴有明顯的響聲； （2）由于煤體內(nèi)支承壓力的作用，煤層中的炮眼變形，打完眼不能裝藥，甚至打眼后連鉆桿都拔不出來； （3）頂板下沉急劇增加； （4）頂板有時出現(xiàn)裂隙與淋水，底板局部也可能底鼓，出現(xiàn)裂隙和出水，斷層處滴水增大，有時出現(xiàn)鉆孔中流水混有巖粉現(xiàn)象，嚴(yán)重時頂板可能掉矸； （5）如果設(shè)有微震儀觀測，可發(fā)現(xiàn)記錄中有較多的巖體破裂與滑移的波形出現(xiàn)，也可記錄到小的頂板冒落。 3）軟化頂板強(qiáng)制放頂,軟化頂板是指通過鉆孔向頂板灌注壓力水，軟化和壓裂頂板。 （1）注壓力水處理堅硬難冒頂板 可分別采用不同

26、的方法：A超前工作面頂板高壓注水。如圖 6-3-8 所示；B采空區(qū)注水。,圖 6-3-8 頂板注水鉆孔布置方式及其參數(shù) a 一四老溝礦8205 工作面頂板注水鉆孔的布置方式； b 一云崗礦 8305 工作面頂板注水鉆孔的布置方式,（2）強(qiáng)制放頂 式中 H-放頂高度，m； M一采高，m； KP一爆破后形成巖塊的碎脹系數(shù)。 強(qiáng)制放頂方法有以下幾種： A“循環(huán)式”淺孔放頂 B“步距式”深孔放頂（圖 6-3-9） C臺階式放頂 D 超前深孔松動爆破（ 6-3-10） E地面深孔放頂 4）預(yù)防暴風(fēng)措施 在有大面積來壓危險的礦井或區(qū)域，可采取預(yù)防措施，以,圖6-3-9 “步距式”深孔放頂,圖6-3-10

27、超前深孔松動爆破,免對生產(chǎn)和安全造成危害。預(yù)防時一般是采用堵和泄的辦法。,在工作面未采到以前進(jìn)行爆破，預(yù)先破壞頂板的完整性。鉆孔布置如圖 6-3-11所示。,圖6-3-11 刀柱法的深孔放頂,第四節(jié) 巷道頂板災(zāi)害的防治主 要 內(nèi) 容,一、掘進(jìn)工作面頂板管理的制度要求及注意事項 二、常見巷道頂板事故的預(yù)防,一、掘進(jìn)工作面頂板管理的制度要求及注意事項 （1）掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)； （2）支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉桿； （3）更換巷道支護(hù)時，在拆除原有支護(hù)前，應(yīng)先加固臨近支護(hù)，拆除原有支護(hù)后，必須及時除掉頂幫活矸和架設(shè)永久支護(hù)，必要時還應(yīng)采取臨時支護(hù)措施。 （4）采用錨桿、錨噴等支護(hù)形式時，應(yīng)遵守下

28、列規(guī)定： 錨桿、錨噴等支護(hù)的端頭與掘進(jìn)工作面的距離，錨桿的形式、規(guī)格、安裝角度，混凝土標(biāo)號、噴體厚度，掛網(wǎng)所采用金屬網(wǎng)的規(guī)格以及圍巖涌水的處理等，必須在施工組織設(shè)計或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定；采用鉆爆法掘進(jìn)的巖石巷道，必須采用光而爆破；打錨桿眼前，必須首先敲幫問頂，將活矸處理掉，確保安全，方可作業(yè)；錨桿使用錨固劑時，應(yīng)將孔壁沖洗干凈，砂漿錨桿必須灌滿填實(shí)；軟巖使用錨桿支護(hù)時，必須全長錨固；采用人工上料噴射機(jī)噴射混凝土、砂漿時，必須采用潮料，并使用除塵機(jī)對上料口、余氣口除塵，作業(yè)人員必須佩戴勞動保護(hù)用品；錨桿必須按規(guī)定做拉力試驗(yàn)；煤巷還必須進(jìn)行頂板離層監(jiān)測，并用記錄牌板顯示；錨桿必須用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊，

29、確保錨桿的托板緊貼巷壁；巖幫的涌水地點(diǎn)，必須處理；處理堵塞的噴射管路時，噴槍口的前方及其附近嚴(yán)禁有其他人員。,（5）開鑿或延深斜井下山時，必須在斜井及下山的上口設(shè)置防止跑車裝置，以防跑車沖倒支架造成巷道冒頂； （6）由下向上掘進(jìn)長度250m以上的傾斜巷道時，必須將溜煤（矸）道與人行道分開，防止煤（矸）滑落傷人。 除上述有關(guān)要求外，由于巷道掘進(jìn)迎頭臨時支護(hù)存在問題以及在交叉點(diǎn)施工、砌碹支護(hù)時處理不當(dāng)，常導(dǎo)致事故的發(fā)生。還應(yīng)注意如下一些問題： （1）加強(qiáng)掘進(jìn)迎頭臨時支護(hù)：掘進(jìn)工作面施工時為了防止空頂作業(yè)，永久支護(hù)前必須有臨時支護(hù)措施；掘進(jìn)工作面的循環(huán)進(jìn)尺必須依據(jù)現(xiàn)場條件在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定；巷道頂

30、部錨桿施工時應(yīng)由外向里逐個逐排進(jìn)行，不得在所有的錨桿眼施工完后再安裝錨桿；采用架棚支護(hù)時，應(yīng)對巷道迎頭至少10m的架棚進(jìn)行整體加固；,（2）巷道交岔點(diǎn)支護(hù)。巷道交岔點(diǎn)的位置盡量選在巖性好、地質(zhì)條件穩(wěn)定的地點(diǎn)。在安全技術(shù)措施中對支護(hù)的技術(shù)參數(shù)、監(jiān)測點(diǎn)的布置及監(jiān)測方法等進(jìn)行規(guī)定。監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)支護(hù)問題及時采取措施進(jìn)行處理。 架棚巷道的交岔點(diǎn)采用抬棚支護(hù)時，要進(jìn)行抬棚設(shè)計，根據(jù)設(shè)計對抬棚材料專門加工，抬棚梁和插梁要焊接牙殼。 （3）砌碹支護(hù)施工。砌碹用的料石材質(zhì)和幾何尺寸必須符合規(guī)程要求并經(jīng)檢驗(yàn)合格，不準(zhǔn)用風(fēng)化石料。拼棚必須有專門安全措施。工作臺搭設(shè)的材料和規(guī)格必須符合規(guī)程規(guī)定，做到牢固平穩(wěn)。開挖基礎(chǔ)、

31、砌墻、立拱架、支模（混凝土碹支盒子板）、鋪拱板、拆拱架等在作業(yè)規(guī)程中要有具體現(xiàn)定。砌墻和扣拱必須做到灰漿飽滿，不準(zhǔn)有干縫瞎縫，不準(zhǔn)出現(xiàn)重縫現(xiàn)象。拱架之間必須有撐桿拉手，拱架要支穩(wěn)支牢，保證巷道中腰線符合規(guī)定。壁后必須做好充填，做好隱蔽工程記錄。充填物不準(zhǔn)用煤炭等易碎易燃物，要用片石，較大空頂空棚要用木垛充填。砌體要保證足夠的養(yǎng)護(hù)期，不準(zhǔn)提前拆拱架。頂板不好時要有專門措施，實(shí)行短掘短砌。要明確最大空頂距，并不準(zhǔn)超過最大空頂距。,（一）常見巷道頂板事故的原因 1. 鑲嵌型圍巖墜矸事故原因分析 （1）開工前或放炮后，在無支護(hù)空頂區(qū)，敲幫問頂和找掉不及時、不徹底或違章操作，對隱性鑲嵌型頂板未發(fā)現(xiàn)或未采

32、取有效措施。 （2）空頂范圍大，空頂距離超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定。 （3）在炮掘工作面，尤其在大斷面巷道或交叉點(diǎn)，炮眼布置不合理，裝藥量過大，崩倒或崩歪迎頭支架。 （4）在機(jī)掘工作面，由于斷面大，進(jìn)度快，空頂面積迅速增大，受采動支撐壓力和沖擊地壓等外力影響。 2. 離層型圍巖片幫冒頂事故原因分析 （1） 工作面出現(xiàn)“傘檐”離層斷裂向下方自由空間滑移導(dǎo)致劈幫。 （2） 錨噴巷道封閉錨噴不及時或質(zhì)量不符合要求。 （3）空頂面積大，無超前支護(hù)，迎頭支架架設(shè)不及時或質(zhì)量差；,二、常見巷道頂板事故的預(yù)防,3. 松散破碎圍巖塌漏抽冒事故原因分析 1）在空頂區(qū)，由于空頂范圍大，破碎圍巖懸露時間長，支護(hù)未跟到迎頭，造

33、成迎頭塌漏抽冒； 2）在迎頭支護(hù)區(qū)，由于放炮崩倒迎頭支架而塌冒，或支架未插嚴(yán)背實(shí)，造成空頂虛幫； 3）在地質(zhì)作用破碎帶、采掘影響破碎區(qū)，巷道穿過老巷或松軟厚煤層、巷道維修及收尾回撤支架區(qū)； 4）在巷道交叉點(diǎn)及貫通點(diǎn)，因巷道支撐壓力集中疊加，抬棚上方直接頂冒落范圍及高度擴(kuò)大。 （二）常見巷道頂板事故的防治措施 1鑲嵌型圍巖墜矸事故的防治措施 2離層型圍巖片幫冒頂事故的防治措施 1）易風(fēng)化剝落的巷道，應(yīng)在一晝夜內(nèi)封閉錨噴到迎頭，封閉噴漿厚度至少20mm； 2）合理確定空頂距離及超前支護(hù)形式； 3）合理選擇巷道位置及掘進(jìn)時間；根據(jù)離層型圍巖特征，采用適應(yīng)的錨桿支護(hù)或金屬拱型可縮性支架。,3松散破碎圍

34、巖塌漏抽冒事故的防治措施 此類事故隱患比較明顯，同時也最容易由較小的冒落迅速發(fā)展成大面積高拱冒落。防治措施主要有以下幾種： 1） 炮掘工作面采用對圍巖震動較小的掏槽方法，控制裝藥量及放炮順序； 2） 根據(jù)不同情況，采用超前支護(hù)、留中心垛掘進(jìn)法、短段掘砌法、超前導(dǎo)峒法等少暴露破碎圍巖的掘進(jìn)和支護(hù)工藝，縮短圍巖暴露時間，盡快將永久支護(hù)緊跟到迎頭； 3）根據(jù)圍巖性質(zhì)、巷道服務(wù)年限及用途，合理選擇不同的永久性支護(hù)形式，通過壓力異常區(qū)時，應(yīng)縮小棚距，加強(qiáng)支架的穩(wěn)固性； 4）積極采用圍巖固結(jié)及冒落空間充填新技術(shù)； 5）采上分層工作面時，回凈順槽及開切眼支架，鋪滿假頂，放落頂板，堅持注水或注漿提高再生頂板質(zhì)

35、量；避免出現(xiàn)網(wǎng)上空洞區(qū)； 6）選用大直徑優(yōu)質(zhì)木抬棚或金屬抬棚，嚴(yán)格按抬棚操作規(guī)程架設(shè)及維修； 7）維修老巷時，必須從有安全出口及支架完好的地方開始；在斜巷及立眼維修時，必須架設(shè)安全操作平臺，加固眼內(nèi)支架，保證行人及煤矸溜放暢通。 應(yīng)當(dāng)指出，影響巷道頂板事故的因素是多方面的，因此，巷道頂板事故的防治應(yīng)該采取綜合治理的措施。,第五節(jié) 頂板事故處理主 要 內(nèi) 容,一、頂板事故處理基本原則 二、采煤工作面冒頂事故處理 三、巷道冒頂事故處理 四、救護(hù)隊處理冒頂事故的行動,1. 采煤工作面冒頂?shù)奶幚碓瓌t 1）頂板冒落范圍不大時，如果遇難人員被大塊矸石壓住，可采用干斤頂、液壓起動器等工具把大塊巖石頂起，將人

36、迅速救出。 2）頂板沿煤壁冒落，矸石塊度比較破碎，遇難人員又靠近煤壁位置時，可采用沿煤壁由冒頂區(qū)從外向里掏小硐，架設(shè)梯形棚子維護(hù)頂板，邊支架邊掏硐，把遇難人員救出。 3）工作面冒落范圍較小，矸石塊度小，比較破碎、并且繼續(xù)下落、開石扒一點(diǎn)漏一點(diǎn) 4）分層開采的工作面發(fā)生事故，底板是煤層，遇難人員位置在金屬或荊條假頂下面時，可沿底板煤層掏小硐，邊支護(hù)邊掏硐，接近遇難者后將其救出。 5）工作面冒落范圍很大時，遇難者的位置在冒落工作面的中間，采用掏小硐和撞楔法處理，時間長，不安全。,一、頂板事故處理基本原則,6）如果工作面兩頭冒頂，把人堵在中間，采用掏小硐和撞楔法穿不過去，可采用另開巷道的方法，繞過冒

37、落區(qū)或危險區(qū)將遇難人員救出。 2.巷道冒頂?shù)奶幚碓瓌t 1）先外后里：先檢查該處前后5m范圍內(nèi)支架的完整情況，有問題先處理，必要時可采取臨時加固措施； 2）先支后拆：更換巷道支護(hù)時，在拆除原有支護(hù)前，應(yīng)先加固臨近支護(hù)； 3）先上后下：傾斜巷道維修支架和處理冒頂時應(yīng)該由上至下進(jìn)行； 4）先近后遠(yuǎn)； 5）先頂后幫：為了保證操作人員的人身安全，在處理程序上必須注意先維護(hù)，支撐住頂板，再維護(hù)好兩幫。,二、采煤工作面冒頂事故處理,采煤工作面冒頂事故的處理 主要有以下4 種方法： （一）局部小冒頂?shù)奶幚矸椒?1掏梁窩架棚法(圖6-5-1),B用懸掛金屬頂梁處理局部冒頂1-懸臂梁；2-臨時金屬支柱； 3-插頂

38、木垛,A用單腿棚處理局部冒頂 圖6-5-1 回采工作面局部小冒頂?shù)奶幚?具體步驟是： （1）在掏梁窩或掛頂梁之前，必須先檢查冒頂?shù)攸c(diǎn)附近的支架情況；（2）在冒頂范圍內(nèi)清理出一部分塌矸后，進(jìn)行掏梁窩架單腿棚子或金屬懸臂梁的工作；（3）架好單腿棚子或掛好懸臂梁后，棚梁上的空隙要用木料架設(shè)小木垛接到頂。 （4）小木垛架好后，便可清理浮煤煤矸，打好貼幫柱，防止片幫。 2撞楔法處理采煤工作面冒頂 在頂板冒落矸石塊度較小，而且冒頂區(qū)頂板碎矸繼續(xù)往下流或者一動就流的情況下，可采取撞楔法（圖6-5-2）。,6-5-2 撞楔法處理采煤工作面冒頂,（二）大冒頂?shù)奶幚矸椒?1小巷法 （1）從采面冒頂?shù)膬深^，由外往里

39、，先用雙腿套棚維護(hù)好頂板，保護(hù)后路暢通無阻。梁棚上用板皮剎緊背嚴(yán)，防止頂板繼續(xù)錯動、垮落； （2）邊整理工作面，邊支棚子，把垮落的矸石清理并倒入采空區(qū)，每整0.5m支一架板梁棚管理頂板； （3）遇到大塊巖石不易破碎，應(yīng)采用電鉆（如有壓風(fēng)，最好是用風(fēng)鉆）打眼放小炮的方法破碎巖石； （4）如頂板垮落的矸石很碎，一次整巷不易通過時，可先沿煤幫運(yùn)輸機(jī)道整修一條小巷，支架形式可采用人字形掩護(hù)支架。 （5）若采煤機(jī)在冒頂區(qū)前方，當(dāng)運(yùn)輸機(jī)除矸時，應(yīng)先將采煤機(jī)吊起，以便矸石能順利通過，見圖6-5-3。,圖6-5-3 小巷法處理采煤工作面冒頂 （a）先整通小巷道用人字形支護(hù)； （b）后按原來采高支護(hù),2開巷繞道

40、法 有三種情況： 1）冒頂發(fā)生在工作面機(jī)尾處可以沿工作面煤壁從回風(fēng)巷重開一條補(bǔ)巷繞過冒頂區(qū)（圖6-5-4）。 （1）補(bǔ)巷的支架多數(shù)采用一梁二柱或一梁三柱棚子。 （2）冒頂區(qū)埋壓的設(shè)備、支架材料的回收方法是：當(dāng)新開的補(bǔ)巷緊靠冒頂區(qū)（無煤柱）時可直接扒開矸石取出。,圖6-5-4 機(jī)尾冒頂開補(bǔ)巷繞過 1補(bǔ)巷：2冒頂區(qū),（3）若冒頂區(qū)范圍較大，巖石堵塞巷道，造成采空區(qū)回風(fēng)角瓦斯積存，可用臨時擋風(fēng)簾或安裝局扇排除。 2）冒頂區(qū)在工作面中部可以平行于工作面留 3-5m煤柱重開開切眼 （1）新開切眼的掘進(jìn)可采用對打的方法，以加快掘進(jìn)速度； （2）對壓埋在冒頂區(qū)的設(shè)備和材料，用整通小巷的辦法，分段進(jìn)行回收； （3）回收完設(shè)備、支架和材料后，應(yīng)在煤柱上打眼放炮，人工倒采幾個循環(huán)，最好采透直達(dá)冒頂區(qū)，避免煤柱支撐頂板，給以后回采造成困難（如圖6-5-5）。,圖6-5-5 中部冒頂重掘開切眼方法,3）冒頂區(qū)在工作而的機(jī)頭側(cè) 處理方法基本與處理機(jī)尾側(cè)冒頂區(qū)相