煤矿顶板防治落实情况
第一篇：煤矿顶板防治落实情况
煤矿顶板事故防治
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煤矿顶板事故防治
在煤矿五大自然灾害中，顶板事故造成的死亡人数大约占30%，近年来，综合机械化采煤工作面的大面积推广，采煤工作面的顶板事故有所下降，但是掘进工作面的顶板事故仍然多发。特别是在广大小煤矿，由于支护设施的落后，采掘工作面顶板事故仍是造成煤矿死亡事故的主要原因。约占死亡人数的40% 。
一、 顶板事故的分类
(一)、采煤工作面顶板事故的分类
1、按造成冒顶的力源及施力方向分 (1)、由老顶或老顶和直接顶引起的压垮型冒顶 由于老顶的断裂来压引起的冒顶 厚层坚硬岩层大面积垮落引起的冒顶 直接顶冒落导致的冒顶。 (2)、漏顶型冒顶
采煤工作面上下出口的漏顶。 煤壁上方的漏顶。 放顶线处的漏顶。 地质破碎带处的漏顶。 (3)、推跨型冒顶
复合顶板条件下的推垮型冒顶
分层开采时金属网假顶下的推垮型冒顶 大块游离顶板的推垮型冒顶。
采空区冒落矸石冲入工作面推垮型冒顶
2、 按冒顶的范围分 (1)、局部冒顶。冒顶范围比较小，小到几块矸石，达到几矿车矸石，经当班处理以后基本不影响正常生产，有时会造成“零打碎敲”的伤亡事故。 (2)、大冒顶。 冒顶的范围很大，而且来势凶猛，由于范围大又很快，所以人员往往很难撤离，会造成三人以上的上伤亡事故，处理起来非常困难。
(二)、采煤工作面冒顶事故的防治措施
1、靠近煤壁处的局部冒 (1)、冒顶的原因：顶板裸露空顶不及时支护;地质构造的影响;爆破引起;老顶来压引起。 (2)、防止措施：及时支护;防止偏帮;爆破加强管理;
2、出口处的冒顶防治 (1)、上下出口冒顶的原因：控顶面积大;顶板应力叠加;顶板反复支撑、卸载，受破坏。 (2)、防治措施：加强支护;采用特种支架;
3、放顶线处的局部冒顶
(1)、冒顶的原因。回收受力最大支柱过程中应力转移。 (2)、防治措施。按操作规程回柱，特别是对受力最大的最后一至两根支柱要特别注意，一般应先打替柱，以后再回柱，最后回收替柱。
4、地质破碎带处的局部冒顶 (1)、冒顶的原因：地质破碎带顶板岩石已经破碎。 (2)、防治措施：加强支护密度、放震动跑。
5、复合顶板下的推垮型冒顶 (1)、原因：由于复合顶板有“下软上硬”和软硬岩层间就夹有煤线的特征，岩层下沉时，由软岩层面形成离层，下面的硬岩层失去上部岩层的摩擦阻力，所以会向工作面下方推垮，形成冒顶。 (2)、防治措施：
采掘工作中尽量不破坏复合顶板，不形成小漏顶。 增加工作面支架的整体稳定性防止推垮事故。 利用戗柱戗棚木垛等特殊支架支护。
在工作面开切眼处布置锚杆，使控顶距内的岩层锚固在一起，增加稳定性。
6、、金属网假顶下的推垮型冒顶 (1)、冒顶的原因：
支护失效，首先形成网兜;
由于支柱的初撑力小，刚度小，在碎块岩石的压力下支架失稳。 (2)、冒顶的特点
事故发生在初次放顶阶段
支柱上受力不大，无支柱的折损现象推垮速度很快，人力无法抵抗
此类事故一般发生在煤层倾角20度以上，采用金属摩擦支柱的工作面。 (3)、防治措施
提高支柱的刚度，增加支柱的稳定性。
在二分层开采时用内错式布置开切眼，避免网上碎矸石存在空间。，并增加支架的稳定性。 处放顶过程中一定要把金属网放到地板。
7、大块游离顶板旋转推垮型冒顶 (1)、冒顶的原因
顶板由断层、裂隙、层理或薄弱岩层切割成游离大块; 大块岩石形成旋转力矩，将支架推倒。 (2)、冒顶的特点
冒顶发生在回柱放顶时或放顶以后。
、游离岩块的重力大于支撑力，且向采空区一侧推移。 (3)、防治措施
判断游离岩块的范围，对游离岩块加强支护。 采用回柱绞车回柱。
8、压垮型冒顶 (1)、冒顶的原因
直接顶较薄，厚度小于采高的2～3倍。 直接顶出现台阶下沉。 (2)、防治措施：
加强矿井地质工作，摸清直接顶的结构和力学特征。 进行矿压观测，准确掌握来压步距，加强来压预报。 合理选择支护方式，保证工作面的支护强度。 工作面遇到断层时要根据情况回柱放顶。
9、大面积冒顶 (1)、冒顶的原因
煤层之上是厚而且坚硬的砂岩。经常大面积悬顶而不冒落，老顶来压步距达50m~70m. 当顶板的自身强度承受不了上部岩层和自身的重量时，出现断裂垮落。 回采过程中遇到断层或裂隙。 柱式采煤工作面煤柱尺寸过小。 (2)、防治措施 顶板注水软化。 强制放顶。
循环浅孔式爆破放顶。 深孔式强制放顶。 超前深孔松动爆破。
(三)、巷道顶板事故的分类
巷道顶板事故按发生的地点分为两类: 掘进工作面冒顶事故，巷道交岔处的冒顶事故。
1、 掘进工作面的冒顶事故 (1)、冒顶的原因
掘进工作面破岩以后，顶部岩层失去控制，若不及时支护，随时可能冒顶。 已支护的顶部岩石，若支护失效，可能造成冒顶。 (2)、防治措施
根据掘进工作面的顶板岩性决定空顶距，当顶板岩性破碎、裂隙发育时应紧跟掘进支护。并及时延伸前探梁。
严格执行敲帮问顶制度;所有危石必须撬下，无法撬下时应采取临时支护措施，严禁空顶作业。
在通过地质破碎带时，要缩小棚距，并将各架棚子连锁。 通过破碎带时要背好顶板，防止漏矸。
炮掘工作面要严格控制炮眼装药量，防止放炮崩倒棚子。
锚杆支护巷道要注意眼深和锚杆的密度，必要时采用锚网联合支护。
2、巷道交岔处顶板事故的原因与防治措施 (1)、冒顶的原因
交岔点处断面大，岩层松动范围大，巷道压力集中是冒顶的主要原因。 交岔点处支护复杂，对支架的稳定性及支护强度都要求很高，如果支护不好则可能发生冒顶。 (2)、防治措施
开岔口处应选择在岩性好的位置。 严格执行开口安全措施及操作规程。
注意抬棚的架设质量与规格，保证有足够的强度。
(四)、冒顶的预兆与防治措施 各类冒顶事故在发生前都有预兆，从矿井客观的实际，有针对性地采取各种有效的预防措施防止冒顶事故的发生是煤矿的一向重要任务。
1、冒顶的预兆
在冒顶事故发生前一般都有预兆，这些预兆可分为以下几方面： (1)、声音方面的预兆：老顶在断裂时会发出鸣炮声、闷雷声，在老顶的压力下直接顶碎裂、发出碎裂声，支护设备受压时有劈裂声。 (2)、直接顶上的预兆：直接顶在压力的作用下下沉速度加快、下沉量增大，直接顶裂隙条数增多、并加宽，出现掉渣、“下矸雨”等现象。 (3)、支护设备上的预兆：在压力的作用下，采掘空间的支柱受力增大出现钻底、活柱下缩速度加快、下缩量加大现象，有时支柱被压裂、压折、或者支柱整体向一侧倾斜。 (4)、煤壁上的预兆：煤壁在压力的作用下被压酥，出现片帮速度加快、片帮量加大的现象。
2、防止冒顶的措施 (1)、支架方式要与顶板的岩性相适应，不同岩性的顶板要采取不同的支护方式。 (2)、采煤以后要及时支护，特别是对于破碎松软的顶板，一定要及时支护，缩短顶板的悬露时间。普采工作面要提前挂梁，综采工作面要紧跟采煤机后移架，掘进工作面要采用前探梁支护。 (3)、普通机械化采煤在整体推移运输机时要采取有效的措施，采用边移运输机边去掉临时住，并紧跟着打固定柱的法方法。 (4)、工作面上下出口处要设有特殊支架。因为在上下出口处空顶面积大、顶板暴露时间长、在超前压力的作用下顶板下沉量大。另外，在移动机头机尾时，反复的支撤支柱，对顶板的破坏很大更易冒顶。所以在上下出口处一般都架有抬棚或木垛。 (5)、炮采工作面防止放炮崩倒棚子。一是炮眼布置必须合理，装药量要适当;二是支护质量必须合格，要牢固有劲，不能搭在浮煤上;如果放炮崩到棚子，必须及时架设，不许空顶。
(6)、坚持工作面的正规循环作业。坚持正规循环作业，可以有效地缩短工作面顶板的悬露时间，从而减小顶板的下沉量。另外，正规循环以后工作面支护整齐有力，不易折断，使顶板得到有效的控制。 (7)、坚持“敲帮问顶”制度。人员在进入工作面以后首先进行“敲帮问顶”检查顶板。对于以经离层的顶板要处理下来，处理不下来时，要打点柱支撑，防止冒顶伤人事故的发生。 (8)、采用正确的回柱放顶方法。单体支柱工作面，回柱放顶是一项很危险的工作，极易造成冒顶伤亡事故。要严格执行放顶程序，特别是对每茬交接处的最后一道两根柱子要特别小心，严禁违章回柱。
(五)、冒顶是案例分析
[案例1]：山东某矿一采工作面，其下中部有两个落差分别为0.5m和1.2m的断层。断层带内顶板破碎，支护困难，加上工作面管理不善，13天只推进了4m。一天工作面发生局部冒顶当班没有处理完，夜班又继续处理，在处理冒顶过程中，在断层处有一名工人发现顶板来压，出现掉碴，立即跑出来，其他4人没有来得及撤出，被冒落的矸石埋住，造成4人死亡的较大事故。
这起事故的直接原因是工程质量差，技术措施没有落实到位，没有按规程规定进行支柱、背顶，造成局部顶板离层漏顶发展为大冒顶事故。
[案例2]、山西某矿1998年8月在1207工作面发生大冒顶事故，正在工作面工作的15名矿工遇险，造成12名矿工死亡3人重伤。 导致这次冒顶事故的直接原因是：一是直接顶的厚度较大，顶板不易垮落，导致大面积空顶;二是在工作面前方有一条与其相平行的原生裂隙，顶板在煤壁前方已经断开，随着工作面的不断推进，空顶面积越来越大，距离裂隙越近顶板的力学状态越不稳，到最后顶板的力学状态完全被打破，造成大冒顶事故。
[案例3]：江苏徐州矿务局某矿掘进工作面冒顶事故。本矿夜班掘进工作面14人下井，计划掘进进尺3.2m,当掘进2m时停机准备打锚杆和扶棚，顶板突然冒落一块长9.2m,宽2.5m~3.2m，厚2.5m的大块矸石导致2人死亡。 这次事故的原因是：直接顶厚度较大，锚杆长度不够，不能起到有效的支护，加之顶板淋水，直接顶和老顶之间离层导致冒顶。 二 、顶板事故的处理
(一)、顶板事故的处理技术及基本原则
1、重大灾害处理技术
煤矿顶板事故和其他重大事故一样，同样具有突发性、灾难性、破坏性和继发性。因此，在处理重大顶板事故中要依靠指挥者个人的专业素质、处理事故的经验以及对井下的熟悉程度。当重大顶板事故发生以后，指挥者要依据每年编制的《矿井灾害预防与处理计划》结合井下有关工程图纸，以及事故现场的侦查信息，对事故进行判断做出决定。这种处理事故的方法属于经验型的，其抢救成功与否很大程度上取决于指挥者判断的准确性和抢险救灾材料、设备的充足程度，以及救护队的行动是否正确。如果失误，则会导致事故的扩大设置救护队员的牺牲，救灾失败。因此探讨重大事故处理新技术、新装备，提高指挥决策能力就显得非常重要，并十分迫切。
2、处理冒顶事故的基本原则
抢险救灾人员首先要设法直接和遇险人员联络(呼叫、敲打、使用地音探测器等)，来确定遇险人员的位置和人数。如果遇险人员所在地通风不好，必须设法加强通风。如果遇险人员被堵在里面，应利用压风管、水管及开掘巷道、打钻等办法，向遇险人员送入新鲜空气、饮料和食物。在抢救中必须注意抢险救灾人员的安全，要由有经验的人专门观察顶板，加强支护，保证后路畅通、发现有二次冒顶危险是要立即撤人。在抢救现场，根据不同情况采用以下方法。 (1)、工作面冒落范围比较小、矸石块度小比较破碎，并且继续下落，矸石扒一点、漏一点时，要用撞楔法处理，如图所示;如果冒顶
以后能够形成暂时，可以用架设木垛的方法处理，如图所示。
(2)、如果遇险人员在金属网或荆条假顶下面，地板又是岩石。掏不动时，可以沿煤壁掏小洞接近被埋人员。 (3)、如果工作面两头冒落人员堵在中间时，采用掏小洞和撞楔法穿不过去是，可以采用另开掘巷道的方法，接近被埋人员。 (4)、顶板冒落范围不大，如果遇险人员被大块矸石压住时可用千斤顶顶开岩石再用小木柱替代，逐步接近被埋人员。 (5)、如果遇险人员靠近采空区时，可以采用由放顶区向里掏小洞、架设梯形棚，边掏小洞边支护，接近被埋人员。 (6)、工作面冒顶范围很大时，遇险人员的位置在冒落区的中间时，采用掏小洞和撞楔法处理时间常长，不安全时，可以沿煤层重新开切眼接近被埋人员。 (7)、顶板沿煤壁冒落，矸石块度比较破碎，遇险人员又靠近煤壁时，可采用沿煤壁向里掏小洞的方法接近被埋人员。
第二篇：浅谈煤矿顶板灾害防治
朱英锡
(大田县丰源煤业有限公司)
摘要：通过分析研究煤矿煤层顶板赋存条件及顶底板的特征，进一步阐述防治煤矿顶板事故的具体措施，在实践中正确指导煤矿安全生产工作。
关键词：顶板事故 现状分析 防治措施
0、前言：
在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生产和消费结构中的70%左右，预计到2050年还将占50%以上。因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。当前，我国经济的快速增长，对煤炭工业发展提出了更高的要求。为此，加强安全生产，确保煤炭工业持续、稳定、健康发展，具有重要的现实意义。“安全第一”是煤矿生产的一项基本方针，搞好顶板管理工作是贯彻执行这一方针的重要环节。
1、煤矿顶板事故的现状
在煤矿五大自然灾害中，无论发生次数还是死亡人数，顶板灾害事故占的比重都是最大的。据统计，煤矿顶板、瓦斯、机电、运输、爆破、水灾、火灾及其他等八类事故中，顶板事故死亡人数占总死亡人数的比例平均为36.42%;瓦斯事故死亡人数占总死亡人数的比例平均为30.58%。
顶板作为煤矿五大自然灾害之一，具有突发性、灾难性、破坏性、继发性的特点，尽管随着煤矿开采技术、支护技术、管理水平的不断提高，顶板事故的发生率有所降低，但就死亡人数来说，仍占相当的比例，因此，加强煤矿顶板灾害的防治力度，深入研究顶板事故类型及其形成的条件、机理和防治措施是煤矿长期而艰巨的一项重要任务。本人在将乐县文曲联办煤矿工作多年，现结合文曲联办煤矿顶板的实际情况，就采场顶板管理和巷道顶板管理做以下阐述：
1.1、 采场顶板管理
1.1.1、C3煤层采场管理
C3煤层顶板多为泥岩、细粉砂岩，但伪顶较厚，且遍布整个矿区，为0.15~0.55米，平均0.35米，给采场管理带来了极大的困难。底板为泥质岩、局部底板为细砂岩，其基本顶、基本底稳定性较好。经多年来的观察，局部地方由于原生构造的原因，较为破碎，且在直接顶中往往形成具有“人字劈”“升斗劈”等游离岩块的镶嵌型顶板，直接威胁着工作面作业人员的安全，这类游离岩块落煤后，如果得不到及时支护或支柱得不牢，受采动影响后，就会渐渐脱离岩体，无约束地自由下移，冒落，往往造成局部冒顶事故。针对这些特殊的顶板情况，文曲联办煤矿工程技术人员积极地在顶板管理和采煤方法上作了调整，采用了“短顺短壁”采煤法，在时间和空间上对顶板进行了有效的控制,不仅减轻了工作面作业人员的劳动强度，还可以在老顶来压之前，将工作面结束，有效地避免了顶板事故的发生，同时，在每
一条顺槽结束后，均在结束的顺槽口下部架设木垛，既可确保采空区的石头往下窜，又可减少主切眼煤壁两帮的压力，除此之外，在采场作业过程中，加强敲帮问顶是工作面的一项非常重要的工作，即在支护前必须进行问顶工作，使游离岩块得到了有效的控制，避免了局部冒顶事故的发生。遇局部破碎地方，采用加长点柱的带帽、一板两柱、一板三柱、点柱加密、连板支护、支架加密等支护形式，使采面支柱有足够的初撑力、支得稳、抗得住，较好地控制了裂隙的发展，岩块的移动、滑落。
1.1.2、 B
9、B12煤层采场管理
B
9、B12煤层的顶板、底板均为泥质岩或细粉砂岩，两层煤均有数厘米泥岩伪底，局部地方的伪底较厚，顶、底板岩石较完整，受F31断层的拖动影响，局部地方的煤层顶板较破碎，在倾向上起伏较大，对回采巷道的布置造成极大的困难。B
9、B12煤层均为第三型不稳定的局部可采煤层，由于要经常破眼找煤，放炮过程中对支架的稳定性影响较大，因此，对工作面的支护质量提出了更高的要求。鉴于B
9、B12煤层的特殊性，只能在支护方面加大管理力度，并严格执行安检制度，确保支架质量要求。俗话说“工欲善其事，必先利其器”，在加强作业班组技能培训的同时，还在采面工具的使用上进行改进，即每个采面配备三把以上的挖斧，一头尖锐，一头加工成“一”字型，遇坚硬光滑底板时，就可用挖斧的“一”字头敲击底板，便于柱窝的成形，确保支架的稳定、牢固。此外，在采场作业过程中，做到时时
观察顶板岩层的变化和活动情况，根据顶板的实际状况，采取必须的措施。
1.1.3、B7煤层采场管理
B7煤层顶板为细粉砂岩，底板为粗粉砂岩夹细砂岩，有数厘米泥岩伪底，一般顶、底板岩石较完整，裂隙不发育，稳定性较好。但局部地方煤层顶板稳定性较差。B7煤层属第三型不稳定的局部可采煤层，鉴于B7煤层有伪底及直接顶板易脱层的情况，除了采用B
9、B12煤层顶板管理方法外，还应在控顶方面采取措施。直接顶易脱层，在裂隙较为发育的地方，其控顶措施是十分关键的，一方面要调整支架的密度，加大支柱的口径，另一方面还要注意控顶距掌握，这种顶板的最大控顶距一般为3.8米，最小控顶距一般为2.2米，且要进行密集切顶，同时，工作面在作业过程中还应注意观察顶板裂隙的发展情况，必要时应采用连板支护等措施。
1.2、巷道顶板管理
针对文曲联办煤矿的煤层赋存条件及岩性， 片盘运输巷均采用煤层底板布置大巷的方式，均为全岩巷道，此方式不仅提高了巷道施工的安全系数，而且减少了巷道的维修量，其巷道顶板管理主要采取了以下防治措施：
1.2.1、根据岩性控制空顶距，当遇到破碎带或层理、裂隙发育时，支架应紧跟掘进迎头并采用超前支护，且要背严背实。
1.2.2、严格执行敲帮问顶制度，危石必须挑下，无法挑下时应采
取临时支护措施，严禁空顶作业。
1.2.3、在破碎带中掘进巷道，要缩小支护棚距，用拉条将棚连成一体，防止推垮。
1.2.4、炮眼布置及装药量应考虑岩石性质，支架和掘进头距离相适应，防止爆破崩倒支架。
1.2.5、各巷道的开岔口选择岩性较好的位置。
1.2.6、当开口处围岩夹角被破坏，应及时采取稳定措施。
2、结束语
通过对采掘工作容易发生顶板事故的部位及情况的讨论，可以看出顶板事故的原因是多方面的，但人的主观行为占主导地位，自然因素的客观原因完全可以通过主观努力加以改变，只有严格执行“三大规程”、采取相应的预防措施，才能防止和减少顶板事故的发生。
作者简介：朱英锡，男，出生于一九七○年十一月，一九九一年六月毕业于福建煤炭工业学校采煤专业，曾在大田县广平煤矿、将乐县文曲联办煤矿工作，现在大田县丰源煤业有限公司供职。
文曲联办煤矿
顶
板
管
理
论
文
二00八年二月
第三篇：矿井顶板事故的防治
矿井顶板事故的防治(安全资格证培训教材)
1、 采煤工作面局部冒顶的预防
1) 单体支柱工作面预防靠近煤壁附近局部冒顶的措施： a) 采用能及时支护悬露顶板的支架，如正悬臂交错顶梁支架、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，可以采用长钢梁对棚迈步支架。 b) 炮采时，炮眼布置及装药量应合理，尽量避免崩倒支架。
c) 尽量使工作面与煤层的主要节理方向垂直或斜交，避免煤层片帮。煤层一旦片帮，应掏梁窝超前支护，防止冒顶。
2) 综采工作面的局部冒顶，主要是发生在靠近煤壁附近的漏冒型冒顶，其预防措施为： a) 支架设计上，采用长侧护板、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。
b) 工艺操作上，采煤机过后，及时伸出伸缩梁，及时擦顶带压移架，顶梁的俯视角不超过7度。
c) 当碎顶范围较大时(比如过断层破碎带等)，则应对破碎直接顶注入树脂类黏结剂使其固化，以防止冒顶。
3) 放顶线附近的局部冒顶预防措施：
a) 加强地质及观察工作，记载大岩块的位置及尺寸。 b) 在大岩块范围内用木垛等加强支护。
c) 当大岩块沿工作面推进方向的长度超过一次放顶步距时，在大岩块的范围内要延长控制顶距。
d) 如果工作面用是单体金属支柱，在大岩块范围内要用木支架替换金属支架。 e) 待大岩块全部都处在放顶线以外的采空区时，再用绞车回木支柱。 4) 采场两端局部冒顶预防措施。
为预防采场两端发生漏冒，可在机头、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)，毎对抬棚随机头、机尾的推移迈步前移;或在机头、机尾处采用双楔铰接顶梁支护。在工作面巷道相连处，宜用一对抬棚迈步前移，托住原巷道支架的棚梁。此外，在采场两端还可以采用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10～20米，巷道支架应加单中心柱以防冒顶。
综采时，如果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中心柱加强。 5) 地质破坏带附近局部冒顶预防措施。
为预防这类顶板事故，应在断层两侧加设木垛加强支护，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、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别破碎，为保证正常割煤、不漏矸石，可采用全楔式木锚杆。
当断层处的顶板特别破碎，用锚杆锚固的效果不佳时，可采用注入法，将较多的树脂注入大量的煤岩裂隙中进行预加固。
2、 采煤工作面大面积冒顶的预防措施
1) 采煤工作面大面积冒顶的一般预防措施： a) 提高单体支柱的初撑力和刚度。由于使用的木支柱和摩擦金属支柱初撑力小、刚度
1 差，易导致煤层复合顶板离层，使采煤工作面支架不稳定，所以有条件的矿要推广使用单体液压支柱。
b) 提高支架的稳定性。煤层倾角大或在工作面仰斜推进时，为防止顶板沿倾斜方向滑动推倒支架，应用斜撑、抬棚、木垛等特种支架来增加支架的稳定性。在摩擦金属支柱和金属铰接顶梁采煤工作面中，用拉钩式连接器把毎排支柱从工作面上端头至下端头连接起来，形成稳定的“整体支架”。 c) 严格控制采高。开采厚煤层第一分层要控制采高，使直接顶冒落后破碎膨胀能充满采空区。这种措施的目的在于堵住冒落大块岩的滑动。 d) 采煤工作面初采时不要反向开采。有的矿为了提高采出率，在初采时向相反方向采几排煤柱，如果是复合顶板，开切眼处顶板暴露日久，己离层断裂，当在反向推进范围内初次放顶时，很容易在原开切眼处诱发推垮型冒顶事故。
e) 掘进回风、运输巷时不得破坏复合顶板。挑顶掘进回风、运输巷破坏了复合顶板的完整性，易造成推垮型冒顶事故。 f) 高压注水和强制放顶。对于坚硬难冒顶板可以用微振仪、地音仪和超声波地层应力仪等进行监测，做好来压预报，避免造成灾害。具体可心用顶板高压注水和强制放顶等措施来改变岩体的物理力学性质，以减小顶板悬露及冒落面积。 g) 加强矿井生产地质测量和矿压的预测预报工作。
此外，还可以改变工作面推进方向，如采用伪俯斜开采，防止推垮型大面积冒顶。 2) 预防基本顶来压时的压垮型冒顶事故的措施：
a) 采场支架的初撑力应能保证直接顶与基本顶之间不离层。 b) 采场支架的可缩量应能满足裂隙带基本顶下沉的要求。 c) 普采工作面遇到平行于工作面的断层时，在断层范围内要加强工作面支护(最好用木垛)，不得采用正常办法回柱。
d) 采场支架的支撑力应能平衡垮落带直接顶基本顶岩层的重量。
e) 普采要扩大控顶距，并用木支柱替换金属支柱，待断层进到采空区后再回柱。 f) 遇到平行于工作面的断层时，如果工作面支护是单体支柱，当断层刚露出煤壁时，在断层范围内就要及时加强工作面支护(最好用木垛)，不得采用正常回柱法;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;如果工作面支护是液压自移支架，若支架的工作阻力有较大的富余，则工作面可以正常推进，若支架的工作阻力没有太大的富余，则应考虑使用工作面与断层斜交或在采空区挑顶的措施过断层。 3) 预防厚层难冒顶板大面积冒顶事故的措施：
a) 顶板高压注水。从工作面平巷向顶板打深孔，进行高压注水，注水泵最大压力为15MPa。顶板注水可起弱化顶板和扩大岩层中的裂隙及弱面的作用。其主要机理是：注水溶解顶板岩层中的胶结物和部分矿物，削弱层间粘结力;高压注水可以形成水楔，扩大和增加岩石中裂隙与弱面。因此，注水后岩石的强度将显著降低。
b) 强制放顶。所谓强放顶，就是用爆破的方法(主要有三种方法：平行工作面深孔强制放顶、钻孔垂直工作面的强制放顶、超前深孔爆破预松顶板)人为地将顶板切断，使顶板冒落一定厚度形成矸石垫层。切断顶板可以控制冒落面积，减弱顶板冒落时产生的冲击力，形成矸石垫层则可以缓和顶板冒落时产生的冲击波及暴风。为了形成垫层，挑顶的高度可按需要形成垫层的厚度进行计算。据大同矿区的实践经验，采空区中矸石充满程度达到采高和挑顶厚度之和的2/3，就可以避免过大的冲击栽荷和防止形成暴风。
强制放顶方法主要有：在工作面内向顶板放顶线处进行钻孔爆破放顶;对于综采工作面，由于在工作面内无法设置钻顶板炮眼的设备，可分别在上下平巷内向顶板打深孔，在工作面未采到以前进行爆破，预先破坏顶板的完整性;对于历史上有大面积冒顶 2 的地区，目前又无法从井下采取措施时，可在采空区上方的地面打垂直钻孔，达到已采区顶板的适当位置，然后进行爆破，将悬露的大面积顶板崩落。
对厚层难冒顶板来说，不论是采取高压注水还是强制放顶，不论是在采空区处理还是超前工作面处理，所应处理的顶板厚度均应为采高的2~3倍(包括直接顶在内)，从而保证安全生产。
4) 复合顶板推垮型冒顶的预防措施：
a) 应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达4~6 。 b) 掘进上下顺槽时不破坏复合顶板。 c) 工作面初采时不要反推。
d) 控制采高，使软岩层冒落后能超过采高。 e) 尽量避免上下顺槽与工作面斜交。
f) 灵活地应用戗柱、戗棚，使它们迎着六面体可能推移的方向支设。
g) 在开切眼附近，于控顶区内系统地布置树脂锚杆。但是，在采用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，来压是否会过于强烈。
在使用摩擦支柱和金属铰接顶梁的采煤工作面中，用拉钩式连接器把毎排支柱从工作面上端至工作面下端连接起来。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止六面体下推的“整体支架”。必须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止软岩层下滑，从而支架本身也能稳定。 5) 金属网上推垮型冒顶的预防措施。
生产实践表明，由于支柱初撑力低导致产生高度超过150mm的网兜时，有可能引发网下推垮型冒顶。防止这类冒顶事故的主要措施是提高支柱初撑力及增加支架的稳定性，也可附加其它一些措施：
a) 回采下分层时用内错式布置切眼，避免金属网上的碎矸之上存在空隙。 b) 提高支柱初撑力，增加支架稳定性。防止发生高度超过150mm的网兜。
c) 用整体支架增加支护的稳定性。如金属支柱铰接顶梁加拉钩式连接器的整体支护，金属支柱铰接顶梁加倾斜木梁对接棚子的整体支护，金属支柱与十字铰接顶梁组成的整体支护。
d) 采用伪俯斜工作面，增加抵抗下推的阻力。 e) 初次放顶时要把金属网下放到底板。
3、 巷道顶板事故的预防措施
1) 预防掘进工作面冒顶事故的措施：
a) 掘进工作面严禁空顶作业，严格控制空顶距。当掘进工作面遇到断层、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，在工作面附近应采用拉条等把棚子连成一体以防止棚子被推垮，必要时还要打中柱。 b) 严格执行敲帮问顶制度，危石必须挑下，无法挑下时应采取临时支撑措施，严禁空顶作业。
c) 掘进工作面冒顶区及破碎带必须背严接实，必要时要挂金属网防止漏空。 d) 掘进工作面炮眼布置圾装药量必须与岩石性质、支架与掘进工作面距离相适应，以防止因爆破面崩倒棚子。
e) 采用“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。
3 f) 根据顶板条件变化，采取相应的支护形式，并应保证支护质量。架棚支护冒顶区及破碎带必须背严接实，必要时要挂网防止漏空。 2) 预防巷道开岔处冒顶的措施：
a) 开岔口应避开原来巷道冒顶的范围。
b) 交岔点抬棚的架设应有足够的强度，并与邻近支架连接成一个整体。
必须在开口抬棚支设稳定后再拆除原巷道棚腿，不得过早拆除，切忌先折棚腿后支护抬棚。
c) 注意选用抬棚材料的质量与规格，保证抬棚有足够的强度。
d) 当开口处围岩尖角被挤压坏时，应及时采取加强抬棚稳定性的措施。 e) 交叉点锚喷支护时，使用加长或全锚式锚杆。
f) 全锚支护的采区巷道交岔点应缩小锚杆间距，并使用小孔径锚索补强。 3) 支架支护巷道冒顶事故的一般防治措施：
支架支护巷道的冒顶可分为压垮型、漏垮型和推垮型。
a) 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，导致巷道顶部已破碎的岩块冒落。
b) 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。
c) 推垮型冒顶是因巷道顶帮破碎岩石，在其运动过程中存在平行于巷道轴线的分力，如果这部分巷道支架的稳定性不够，可能被推倒而冒顶。
根据冒顶的原因，有如下几条预防措施：
a) 巷道应布置在稳定的岩体中，尽量避免采动的不利影响。 b) 巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力。
c) 巷道支架所能承受的变形量，应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应。
d) 尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时，尽可能采用有初撑力的支架，支架施工时要严格按工序质量要求进行，并特别注意顶与帮的背严实问题，杜绝支架与围岩间的空顶、空帮现象。
e) 凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工。 f) 巷道替换支架时，必须先支新支架，再拆老支架。 g) 锚喷巷道成巷后要定期检查危岩并及时处理。
h) 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。
此外，在掘进工作面10m内，断层破碎带附近各10m内，巷道交岔点附近各10m内，冒顶处附近各10m内，这些都是容易发生顶板事故的地点，巷道支护必须适当加强。 4) 压垮型冒顶的防治措施：
a) 巷道应布置在稳定的岩体中，并尽量避免采动的不利影响。采区回采巷道双巷掘进时，护巷煤柱的宽度应视其围岩的稳定程度而定——围岩稳定时，护巷煤柱的宽度不得小于15m;中等稳定时，应不小于20m;软弱时，应不小于30m。不用护巷煤柱时，最好是待相邻区段采动稳定后再沿空掘巷。
b) 巷道支架应有足够的支撑强度以抵抗围岩压力。
c) 巷道支架所能承受的变形量，应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应。
d) 尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时，尽可能采用具有初撑力的支架。支架施工时，要严格按工程质量要求进行，并特别注意顶与帮的背严背实问题，杜绝支架与围岩的空顶、空帮现象。
4 5) 预防垮落型冒顶的措施：
a) 掘进工作面爆破后应立即进行临时支护，严禁空顶作业。 b) 凡因支护失效而空顶的地点重新支护时应先护顶，再施工。 c) 巷道替换支架时，必须先支新支架，再拆旧支架。
d) 锚杆支护巷道应施工，施工前应先清除危石，成巷后要定期检查危石并及时处理。
第四篇：煤矿顶板事故案例
煤矿顶板事故
1.1 构造区打眼片帮伤人
事故经过：
某综采工作面过构造，部分煤帮全断面矸石，需打眼放震动炮，就在李某、郭某一组持风钻在构造区打炮眼时，无人观山，瞬间煤壁片帮，大块矸石掉落砸到李某，使其左大腿受伤。
违反规定：
A、违反《综采工作面过构造安全技术措施》中“进入煤帮打眼时，必须设专人观山，并严格执行敲帮问顶和找掉制度”的规定。
B、违反支护工保命条款中“严禁未对工作面顶、帮进行敲帮问顶、找掉就进行作业;进入作业地点前，必须先进行敲帮问顶并找掉危煤(矸)。”的规定。
C、违反“三违”条款顶板专业中“不进行敲帮问顶作业的责任者(一般违章)”的规定。
1.2 锚索失效掉落伤人
事故经过：
某综采工作面上下班必经巷道，时间已久，顶板锚索部分失效，又没有吊挂锚索保护套，一天下班途中，一根失效的锚索受顶板压力影响，“砰”的一声锚索断了，连托盘一起从顶板上掉下，正好掉在从此通过的王某肩部，造成王某肩部受伤。 违反规定：
A、违反《晋煤集团安全管理强制性若干规定》采掘专业中“回采工作面超前支护段、巷道顶帮压力较大地段、留设巷道、人员密集地点、行人路线等地点必须对锚索加设专门的防射出锚索套。严禁进入以上无锚索套区段施工作业。”
1.3 煤壁片帮伤人
事故经过：
某综采工作面机头上坡，前溜机头大架翘起严重，出煤困难，需要进入煤壁卧底放平溜子，班长张某安排丁某、李某进入煤壁卧底作业，卧底过程中，煤壁突然劈下一块1.2m×0.6m的大碳，将丁某扑倒至溜子中，使其腰部和腿部轻微磕伤。
违反规定：
A、违反作业规程中工作面综合管理安全措施 “作业人员进入煤帮和溜子内作业前，必须严格执行敲帮问顶和找掉制度，其次支架工要将作业地点前后5m范围内的支架护帮板打出，闭锁工作面溜子，且溜子闭锁键不少于2个处于有效闭锁状态，并要有专人看护。班长和作业人员必须进行敲帮问顶，找掉活矸、活炭。找掉前，首先清理好退路，确认无隐患后，方可进行找掉作业。在煤帮作业时，班长要设专人观山，禁止任何人乱动周围支架手把。”的规定。
B、违反“三违”条款顶板专业中“不进行敲帮问顶作业的责任者(一般违章)”的规定。 C、违反《晋煤集团安全管理强制性若干规定》采掘专业中“严格执行敲帮问顶制度，必须使用专门的敲帮问顶工具。严禁未敲帮问顶进入下道工序作业。”的规定。
D、违反《晋煤集团安全管理强制性若干规定》采掘专业中“采煤工作面进入煤帮作业(除检修外)，跟班干部、当班班长和安检工必须三员到岗，严禁三员不到岗进行作业。”的规定。
1.4 工作面注浆溜子拉出大碳挤伤人
事故经过：
某大采高工作面中部顶板破碎，注浆维护，班长孙某违章指挥机组在工作面机尾割煤，割下的大碳拉至工作面注浆段时，由于顶板塌矸全部拉出超前架，空间有限，大碳通过时将宋某挤到支架立柱上(宋某此时站在挡煤板处倒注浆料)，导致其背部不同程度受伤。
违反规定：
A、违反《工作面注浆安全技术措施》中“工作面注浆时，必须闭锁溜子，且就近的闭锁键不少于两处，并将开关打至零位，挂上停电牌，专人看护;进入煤帮打注浆眼，严格执行敲帮问顶和找掉制度，并设专人观山，以防煤壁片帮伤人。”的规定。
B、违反大采高工作面清煤工保命条款中“大采高工作面严禁进入立柱前片帮威胁区域作业;清煤过程中必须注意煤帮、架间掉矸并有专人观山(大采高工作面)。”的规定。
C、违反“三违”条款其它中“干部违章指挥者(严重违章)”的规定。
1.5 工作面展网煤壁片帮伤人
事故经过：
某综采工作面末采做通道上网，闭锁工作面溜子、机组后，两人一组开始展网，张某和安某在30#架左右展网，安某站在挡煤板外，张某违章站在前溜上，泵站喊叫要停液，机尾要拆管，班长宁某看到30#架前煤帮的网有搓网现象，护帮板压着网无法联网，于是宁某就往回收护帮板，刚收了一架护帮板，煤壁就劈下一块1.5m×0.6m×0.6m的斜茬碳，将站在前溜里的张某扑倒至挡煤板上，造成其小腿轻微砸伤。
违反规定：
A、违反《综放工作面末采做撤架通道安全技术措施》中“工作面铺联网前，必须停机闭锁，有效闭锁键不少于两处，并将前溜和机组开关打至零位，挂上停电牌;展网人员不允许站在齿条上或溜子上，必须站在挡煤板外，并随时注意煤壁片帮和架间掉碳，以防伤人。”的规定。
B、违反《综放工作面末采做撤架通道安全技术措施》中“铺联网过程中，必须设专人观山;操作支架护帮或前梁时，必须在确保本架和其相邻两支架下方无人的情况下方可操作。”的规定。
1.6 架间掉矸伤人
事故经过：
某综采工作面过构造，机组割矸，煤壁劈下一块大矸，无法通过机组，冯某和其他几名职工闭锁工作面溜子和机组后，未执行敲帮问顶和找掉工作，就急忙进入溜子使用大锤破矸，冯某正好站在两个支架前梁间，突然架间掉下一块300mm×200mm×150mm的矸石，正好落在冯某脚上，导致其左脚第
二、三脚趾骨折。
违反规定：
A、违反作业规程中工作面综合管理安全措施 “作业人员进入煤帮和溜子内作业前，必须严格执行敲帮问顶和找掉制度，其次支架工要将作业地点前后5m范围内的支架护帮板打出，闭锁工作面溜子，且溜子闭锁键不少于2个处于有效闭锁状态，并要有专人看护。班长和作业人员必须进行敲帮问顶，找掉活矸、活炭。找掉前，首先清理好退路，确认无隐患后，方可进行找掉作业。在煤帮作业时，班长要设专人观山，禁止任何人乱动周围支架手把。”的规定。
B、违反“三违”条款顶板专业中“不进行敲帮问顶作业的责任者(一般违章)”的规定。
C、违反《晋煤集团安全管理强制性若干规定》采掘专业中“严格执行敲帮问顶制度，必须使用专门的敲帮问顶工具。严禁未敲帮问顶进入下道工序作业。”的规定。 D、违反《晋煤集团安全管理强制性若干规定》采掘专业中“采煤工作面进入煤帮作业(除检修外)，跟班干部、当班班长和安检工必须三员到岗，严禁三员不到岗进行作业。”的规定。
1.7 进入老塘空顶作业顶板塌矸伤人
事故经过：
某综采工作面，卢某违章进入机头老塘回收顶板上的锚索锁具，突然老塘靠工作面侧顶板塌下矸石，滚落到卢某腿部，致使其右腿一根骨头骨折。
违反规定：
A、违反作业规程中退锚索、锚杆安全技术措施“退锚工艺：退锚、卸顶锚杆螺帽位置要在根据现场实际情况而定，当工作面溜子正常或溜子存在窜前现象时，支架侧护板与煤帮范围内的锚索和螺帽应在切顶柱前1米范围内退去;退锚前，必须严格执行敲帮问顶和找掉制度。”的规定。
B、 违反“三违”条款顶板专业“采掘工作面超控顶作业的责任者(严重违章)”的规定。
C、违反支护工保命条款中“严禁在空顶下作业;必须采取有效、可靠的临时支护后再进行作业。”的规定。
1.8 打锚索接钻杆，钻杆掉落伤人
事故经过：
综采工作面某班宋某和李某负责在机头超前支护内打锚索上槽钢临时支护，在打到第4根锚索加接第5根钻杆时，宋某负责接钻杆，由于钻杆未确认接好的情况下就匆忙往上举钻杆，不料上面的4根钻杆掉下后，正好砸在宋某握着第5根钻杆的左手虎口处，致使其左手虎口被穿透。
违反规定：
A、违反作业规程中主要安全技术措施“各项作业前，必须认真开展“安全零事故”，并坚持好“三个阶段、三个变化”的“零事故”活动。”的规定。
B、违反《超前支护打锚索安全技术措施》中“打锚索作业人员不得少于2人，一人使用钻机，另一人配合。加钻杆时，严禁戴手套，接好钻杆必须确认无误后，方可举起钻杆插入钻机，安全后方可松手，以防坠杆情况发生。” 的规定。
第五篇：煤矿顶板管理 2014
煤
矿
顶
板
管
理
---利川富源煤业集团有限公司总工程师谭耀武
2014.5.9 煤矿的五大灾害中，最常见的是顶板事故。我国煤矿2013年共发生安全伤亡事故604起，死亡1067人，百万吨死亡率0.288,第一次降低到0.3以下，其中顶板事故起数占50%以上，死亡人数占30%以上，我市煤矿前4个月共发生安全事故11起，其中顶板事故9起，占比例81.8%，几乎全部是在巷道中发生的，在回采工作面仅有一起轻微伤，要确保集团公司煤矿生产安全，加强顶板管理是杜绝安全生产事故发生的关键。鉴于如此多发的顶板事故，我认为今天这个会议对遏制顶板事故多发势头是非常及时的。
煤矿井下生产中,顶板事故对矿井安全危害极大,严 重影响煤矿安全生产和井下职工的生命安全.顶板事故在煤炭企业中时有发生,冒落的形式很多,冒落的原因也错综复杂.通过分析内因和外因导致顶板冒落的原因,采取相应措施,减少冒顶事故的发生。
一、我市煤矿顶、底板性质
根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶(老顶)、直接顶、伪顶三个部分;底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤层来说，其顶底板的这六个组成部分不一定发育俱全。可能缺失某一个或几个组成部分的岩层。 煤层的顶板
1伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.1～0.5m，多由页岩、炭质页岩等组成。力学强度低。
2直接顶：是直接位于伪顶或煤层(如无伪顶)之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。
3基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上(此时无直接顶和伪顶)的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。 煤层底板
1伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度一般为0.2～0.3m。
2直接底：直接位于煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般由几十厘米到1米左右，通常由泥岩、页岩或粘土岩。若直接底为粘土岩，则遇水后易膨胀，可能造成巷道底鼓与支架插底现象，轻者影响巷道运输与工作面支护，重者可使巷道遭受严重破坏。
3老底：指位于直接底之下，比较坚硬的岩层，多为砂层，石灰岩等。
(一)、采煤工作面顶板分类
根据工作面顶板冒落的难易程度，将顶板分为五类。
1、易冒落的松软顶板。该类顶板的特点是煤层顶板是易垮落的松软岩层，回柱后顶板能立即冒落，且能填满采空区。这类顶板由于冒落比较充分，使位于裂隙带的老顶岩层，在回采过程中，很容易取得平衡，因而老顶的开裂，弯曲下沉，对工作面几乎没有什么影响，工作面来压比较缓和，无明显的周期压力，靠采空区一侧的顶板下沉量较稳定，顶板容易管理。
2、中等冒落性的顶板。其上部为比较坚硬的老顶，虽然回柱后直接顶随之垮落，但因厚度不大，不能填满采空区，老顶则置于悬露状态，当工作面推进一段距离后老顶才开始垮落，此时因采空区落差较大，致使工作面呈现周期来压状态，严重时可使采场切顶垮面。对于这类顶板应注意老顶的活动规律。
3、难冒落的坚硬顶板。这类顶板的特点是老顶直接赋于煤层之上，或有一伪顶，无直接顶，由于老顶垮时采空区的落差太大，使工作面呈现明显的周期来压，工作面平时的下沉量及下沉速度较小，而当周期来压时下沉速度急剧增加，工作面顶板情况迅速恶化，应当注意及时采取措施。
4、极难冒落的坚硬顶板。这类顶板的特点是煤层板为极其坚硬的整体性厚岩层，在采空区能悬露上万平方米而不垮落，当垮落时则能形成暴风，致使工作面造成垮面和严重破坏。
5、可塑性弯曲的顶板。该类顶板是具有一定厚度的坚硬岩层(如砂岩、石灰岩)，但由于其中存在有平行于工作面的节理裂隙，采煤后顶板下沉，在移动过程中断裂成块，但仍互相挤在一起具有传递水平的能力，就像“砌体梁”一样，各岩块互相牵制而成平衡，随工作面推进顶板弯曲下沉接触底。
1 (二)、巷道围岩压力概念
地下岩体在开挖以前,由于自重和构造所引起的应力是处于平衡状态的， 当开掘巷道或进行回采工作时,破坏了原来的应力平衡状态,就会引起岩体内部应力的重新分布。表现为巷硐周围煤、岩体产生移动、变形甚至破坏,直到煤、岩体内部形成一个新的应力平衡状态为止。在此过程中,巷道本身或安设在其中的支护物会受到各种应力的作用。这种由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中的支护物上所引起的力,就叫做"矿山压力"。
在矿山压力的作用下,会引起各种力学现象,如顶板下沉,底板臌起,巷道变形后断面缩小,岩体破坏散离甚至大面积冒落,煤被压松产生片帮或突然抛出,支架严重变形或损坏, 充填物被压缩,以及大量岩层移动、地表塌陷等等。这些由于矿山压力作用,使围岩、煤体和各种人工支护物产生的种种力学现象,统称为"矿山压力显现"。
围岩膨胀、崩解体积增大而施加于支护上的压力,称为膨胀压力。膨胀压力与变形压力的基本区别在于它是由吸水膨胀而引起的。从现象上看,属于变形压力范畴,但两者的变形机制截然不同,前者是指与水发生物理化学反应,后者主要 是围岩应力与结构效应。
影响巷道围岩压力的地质因素
影响围岩压力的因素很多,通常可分为地质、开采和支护等类,影响围 岩压力的地质因素有:原岩应力状态、围岩力学性质及岩体结构等。
(1)原岩应力状态 原岩应力是引起围岩变形、破坏的基本作用力。原岩应力随开采深度的增加而增长。所以,随采深的增加,巷道围岩压力会明显增长。 原岩体中主应力的大小和方向不同,对巷道的影响作用不同,也直接影响到围岩压力。
(2)围岩力学性质 围岩力学性质是指它的强度(包括抗压、抗拉、抗剪等各种强度和粘聚力c、内摩擦角φ等值)和变形性质及其它力学属性。不言而喻,强度小的岩体,围岩压力必然大,反之亦然。C、φ值大的岩体,其围岩压力小,反之亦然。其中φ的影响要较c大。岩体的变形性质是指它的弹性、塑性和粘性。岩体的塑性变形和粘性流动是影响围岩压力大小的重要因素,许多围岩压力较大的巷道,常常是由它引起的。(3)岩体结构 当结构面强度远小于结构体强度时,结构对围岩压力的影响极大。 通常岩体破坏首先从弱面开始,这是围岩压力在节理和层理等弱面发育区、破坏带、断层和褶皱区显现强烈的重要原因。由于层状岩体具有定向弱面,所以层状岩体的走向和倾角也与围岩压力密切相关。如果岩层走向与巷道轴向平行或夹角很小,则岩体结构容易与巷道轴线形成不稳定的松动体,因而围岩压力大。水平岩层沿巷道侧帮的稳定性较好,因而帮压较小,而顶压较大。
(4)膨胀压力的影响因素 影响膨胀压力的因素主要有岩石的组成与胶结状态,物理化学性质, 围岩中水分的补给状况,水与岩石的接触条件,支护和充填层的可 塑性等。
巷道矿压控制的三类方法及途径: 第一类:巷道保护 第二类:巷道支护 第三类:巷道维护(维修) 目前所采用的各种矿压控制方法,其对付矿压的原理来看不外"抗压"、"让压"、"躲压"、"移压"等几种 。 (抗 压) 提高支架的支撑能力或支护密度, 用加强支护的手段去抑制或减少围岩移动,增强巷道抗变形能力 以对付矿压的作用 1.增大型钢重量,提高支架承载能力 2.增加支护密度 3.充填支架背后空间 巷道布置地点及掘进时 间可不受限制,但为此要消耗大量支护材料, 支护劳动量大,使开采费用大幅度提高。(让压) 在采用适当支护措施和保持支架本身不遭受严重破前提下,容忍围岩产生一定变形,以释放掉一些能量(也称应力释放) 1.采用有一定工作阻 的大可缩支架 2.为巷道受压收缩预留 备用断面 3.容忍巷道底鼓然后起底 可在一定程度上利用围岩自承力,减轻支架受载, (躲压) 将巷道布置在应力经重新分布后 岩体已处于卸载状态的天然低应力区,从时间上和空间上躲开高压力的作用 1.在煤体边缘或煤体下 放的低压区内布置巷道 2.错过高压作用的时间 ,等压力充分稳定后再掘巷 可在不同程度上减轻巷道受压,有利于支护工作,但有时要多开一 辅助巷道(如联络眼等),或要求延迟掘 时间,不利于采掘接替工作 转移矿压。(移压) 通过人为方法使巷道围岩受到松动,形成卸载槽孔或其他形式的卸载空间,迫使载荷转移到离巷道较远的地点,达到减轻巷道受 压的目的 1.在巷道或底板中形成卸载槽孔 2.宽面掘进或在巷旁故意留出卸载空间 3.用跨采工作面使巷道 得到卸载 巷道布置地点及掘进时间可不受限制,但要增加与采用卸载措施有关的额外费用。
二、顶板事故发生的一般原因
顶板事故原因分析：1. 认识不足，抓得不力 一些矿的领导对加强顶板管理的重要性缺 乏应有的认识。没有针对本单位采掘工作进展情 况采取得力措施。特别是目前煤炭行情差，贷款压力大，只注重出煤、降低成本、挣钱还账，放松了安全教育和安全管理，这是顶板事故频频发生的根本原因。 2. 干部违章指挥，工人违章作业 从我市历年发生的顶板事故看，80%以上是由于违章指挥、违章作业造成的。突出表现是不认真执行《煤矿安全规程》、 作业规程和操作规程。干部为什么要违章指挥?主要是重产量、 轻安全的思想所驱使。工人为什么要违章作业?除少数是不懂 三大规程之外，大多数是图省事，侥幸心理作怪，认为违章不一定死人，质量差一点未必出事故。因此，对空顶作业、缺梁少柱、迎山不够等违章现象司空见惯，不以为然，以致酿成事故。 3. 现场管理不严，工程质量低劣 从对顶板事故的分析看，将近一半是由于工程质量低劣造成的。可见抓好工程质量，加强现场管理，是防止事故的重要基础和关键。有人认为“煤矿是粗活，采场支护是临时的， 得再好一回柱也什么都看不见了，费那么大劲没用”。因此习惯于“眼睛当线，镐把当尺” 2 的老一套，对待工程质量“马乎、凑合、不在乎’‘。有的金属支架长期不检修、不试验、 承载力达不到设计要求;有的支柱规格小，间距大，该“穿鞋” 的不“穿鞋,该“戴帽”的不“戴帽”，达不到应有的支撑效果;有的工作面质量检查验收制度执行不严，致使工程质量放任自流，干部带班下井流于形式、工作责任心不强、对安全规程、质量标准化嗤之以鼻，缺乏现场指挥、指导和检查，由于劳动力资源越来越少，对职工不敢大胆管理，任凭一些技术差操作水平不高又缺乏经验的临时工、农协工蛮干。 4. 技术管理工作薄弱 不少作业规程公式化、通用化，缺乏针对性，不能根据地质 条件的变化和事故多发地点的施工特点拿出有针对性的控制事故 的具体措施。有的作业规程编制完了就束之高阁，不及时向工人传达贯彻，工人在井下盲目干活。
工程技术人员应积极探索适合本矿地质条件和有利于顶板管理的工程设计方案，编制作业规程应从多方面考虑，尽可能周全。严格执行《作业规程》审批、学习制度《作业规程》是煤矿指导生产、保证生产安全的纲领性文件。因此，要求采掘作业规程编制之前都要事先进行论证，编制时依据地质资料与矿压观测资料，包括顶板来压规律进行切合实际的编写。矿长、总工程师应严格把关，制定“四不批”制度，即地质构造不清不审批;顶板管理措施不具体不审批;规程编写不认真，措施没有针对性不审批。“三大规程”出台后必须组织干部和职工认真学习，让大家领会和掌握，同时通过考核合格后才能上岗作业。
5. 技术装备落后目前，对工作面顶板和巷道围岩的监测和预报几乎为零。
我市近几年发生的顶板事故原因基本上是以下几个方面：
①,缺乏支护，支护不当或不及时(背帮接顶不实),缺少支架,支架的初撑力与顶板压力不相适应。 ②,采矿方法不合理和顶板管理不善.采掘顺序,凿岩爆破,支架放顶等作业不妥当. ③,检查不周和疏忽大意.在顶板事故中很多事故都是由于事先缺乏检查,没有认真执行"敲帮问顶"制度等原因造成的. ④,地质条件不好.断层,褶曲等地质构造形成破碎带,或者由于节理,层理发育,破坏了顶板的稳定，容易发生顶板事故. ⑤,操作不合规范.不遵守操作规程,发现问题不及时处珲, 作业循环不正规,爆破崩倒支架等.
三、顶板事故的防治措施分析
掘进巷道顶板管理的主要内容:(1)掌握巷道开掘后围岩体的范围及围岩应力分布情况。根 据影响巷道围岩应力的因素:围岩的性质、巷道所处的深 度、巷道周围的地质构造、水文变化、巷道的断面形状尺 寸等,了解围岩应力分布情况及在此应力作用下围岩的变 形和位移后,才能选择合适的支护材料、支护形式,达到维护巷道的目的。(2)从有利于巷道围岩的稳定性出发,合理选择巷道的施工方法,减少各工序对顶板管理的影响。(3)按作业规程规定控制工作面空顶距离和临时支护的长度 ,尽可能缩短工作面空顶时间和临时支护巷道的长度。 (4)施工中,做好基础资料的积累和隐蔽工程的记录工作。 施工中和竣工时,按国家煤矿安全监察局颁发的井巷工程 质量标准进行检查和验收。
巷道掘进期间日常顶板管理工作:(1)敲帮问顶。上班进入工作面,打眼放炮前均应敲帮问顶 ,处理隐患,排除不安全因素后再作业。 (2)控制工作面空顶距离,超过规定的空顶距应先支护后掘进 。 (3)长距离掘进,要经常检查工作面后方支架的情况,对 断梁折腿或变形严重的支架,应加固修复。修复巷道时,修复地点以里的人员应全部撤出,预防冒顶堵人。工作面因放炮,崩倒的棚子应由外向里逐架扶棚复位。 (4)熟悉掘进巷道出现冒顶事故的原因,加强日常检查,采用针对性措施,预防冒顶片帮事故的发生。
顶板管理的措斲
架棚巷道的顶板管理的顶板管理： 架棚巷道掘进工作面迎头必须使用金属前探梁,严禁空顶作业。 采用工字钢支护的炮掘工作面在爆破前迎头加固长度不少于10m 。巷道开口时的顶板管理。 (1)开掘地点要选在顶板稳定,支护完好并目避开地质构造区 、压力集中区、顶板冒落区。 (2)新掘巷道与原有巷道的方位要保持较大的夹角 (最好大于 45°)。 (3)必须加固好开掘处及其附近的巷道支架,若近处有空顶空的情况,小范围的可加密支架,背好帮顶;大范围的应用木垛接顶处理,同样用背板背好打紧。对将受施工影响的棚子 进行加固,其方法有挑棚、打点柱、设木垛等。 (4)新巷开掘施工,要打浅眼、少装药、放小炮,或用手镐 挖掘的方法,尽量避免震动围岩或因放炮引起冒顶。 (5)新巷开掘处要及时进行支护,尽量缩短顶板暴露时间和减小暴露面积。若压力增大,则应及时采用适合现场情况的 特殊支护。
沿空掘巷顶板破碎时的顶板管理措施:(1)避开动压影响,巷道施工必须在上区段回采工作结束, 待岩层活动完全稳定后再进行。 (2)尽量减小掘进时的空顶面积。放炮前支架紧跟到工作面 ,放炮后及时架设支架。要减少装药量,避免对顶板的震动 。如果放炮难以控制和管理顶板,改用手镐方法掘进。 (3)巷道支架要加密,将顶帮用木板等背严接实。 (4)擦边掘进时,如遇上区段巷道的棚腿外露时,其下帮棚腿不要抽掉,可以捆上木板或笆片,起到挡矸帘的作用。 (四)过断层、裂隙地质构造带的顶板管理措施 (1)采用架棚支护时,棚距要缩小,提高支护应变能力。 (2)棚梁方向尽量正交节理面架设,增大支架密度,减少空顶距离,永久支架要紧跟工作面,背帮背顶要严实。 (3)采用砌碹支护时,每次掘砌长度不大于1m。 (4)顶板特别破碎时需采用超前支护的办法管理顶板。
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巷维修顶板管理：(1)、矿井在进行巷道维修前必须制定施工安全措施,确定临时支护方式.在井巷维修前应进行现场顶板鉴定,确定施工方法,采取针对性措施并向维修人员贯彻,施工中明确顶板监护人员.维修巷道要执行"先外后里,先支后撤,先上后下,先近后远,先顶板后帮"的原则.(2)、加强巷道巡回检查,及时除掉脱皮,危石,悬矸,对严重失修地段必须及时维护.(3)、扩大断面和维修井巷时,必须保证有安全出口.独头巷道必须由外向里逐架进行,严禁维修人员进入维修地点里侧;严禁前后两处同时维修;严禁前掘后修.巷道对头维修时,两处都必须有安全出口;发生冒顶时必须木垛接顶.更换巷道支护时,必须先加固支护,拆除和架设支架应连续进行,严禁留尾巴工程. (4)、生产采区的巷道有失效支架或有冒顶危险时, 必须立即处理,否则应停止生产.加强独头井巷维修和掘进工作面的维护,如出现断梁折柱,歪斜,弯曲,片帮,撑木、拉杆脱落等情况,必须停止作业,防止发生顶板冒落伤人,堵人事故.(5)巷道冒顶处理时应由外向里逐架进行,支护要牢固,要有专人观察顶板.倾斜巷道处理冒顶时,处理人员要有护身柱或护身板. 采煤工作面的顶板管理：(1)采煤上作而必须按规定及时支护,严禁空顶作业.所有支护必须架设牢固,并有防倒柱措施检查到有损坏、失效的支柱, 必须立即恢复或更换.移动输送机机头,机尾需要拆除附近的支架时,必须先架好临时支架.回采工作面两端必须使用端头支架 或增加其它形式的支护,采煤工作面遇顶底板松软或破碎,过断层,过老空,过煤柱或冒顶区以及托伪顶开采时,必须制定安全措施.(2)采煤工作面必须经常存有足够的备用支护材料.使用单体液压支柱的工作面,必须备有坑木,其数量,规格,存放地点和管理方法必须存作业规程中规定.在地质条件复杂的采煤工作面,必须制定安全措施.(3)采煤工作面必须及时回柱放顶或充填,控顶距超过作业规程时,禁止采煤.采煤作面采用密集支柱切顶时,必须有防止工作冒顶和矸石窜入工作面的措施.(4)减少工作面控顶时间,加快工作而推进速度.工作面推进速度对顶板下沉量和冒顶影响很大,尤其对松软顶板影响更大.由干工作面进度慢,顶板下沉大,支架折损多。(5)我们矿井的安全管理人员要密切关注回采工作面顶板动态，掌握初次与周期来压规律。回采工作面初次来压和周期来压容易造成冒顶事故，特别是对于断层、裂隙发育的顶板，一旦采面某个地点的支架失效，就有可能发生局部漏冒，破碎顶板从这点开始沿工作面往上全部漏空，造成大片支架失去平衡，导致漏垮工作面。因此，必须认真搞好初次放顶和周期来压期间的顶板管理，预防大型恶性顶板事故发生。日常工作中要摸索和掌握来压步距，在来压之前采取加强支护的措施，如加木垛、从柱等，确保安全无事故。(6)、强化事故多发地点的顶板管理，局部冒顶实质是控顶区内已破碎的伪顶、直接顶失去有效支护而造成的，采掘工作面较容易发生冒顶事故的位置：一是地质构造破坏附近;二是采面靠近煤壁处或顺槽掘进迎头;三是巷道、顺槽交叉口及回采工作面上下出口处;四是采面放顶线附近。这四个位置是顶板事故多发区域，因此也是顶板管理的重点部位。
根据以上采掘工作面顶板管理分析，结合集团公司煤矿实际情况，我们提出以下防范措施： ①、严格控制控顶距，工作面随采随支，遇顶板破碎时严格执行超前支护。
②、严格执行敲帮问顶制度，危石必须挑下，无法挑下时应采取临时支护措施，严禁空顶作业。
③、架设支架要有足够的初撑力，顺槽上的支架要有3-5度的迎山角，支架的顶部与两侧应用木板背紧背牢，严防片帮。 ④、布置炮眼时，应使最小抵抗线处在相邻两柱之间，装药量要适度、合理，尽量采用小范围放炮方式。
⑤、巷道、顺槽交叉口架设抬棚支护，特别是几个急倾斜煤矿的煤层巷道交叉口，其支柱不但要承受顶底板压力，还要承受上面煤层的压力，工作面上下出口的支护必须加密，必要时增设特殊支架。
⑥、每班检查一次支柱压力，压力不足的及时加压，目前还没有压力检测设备的必须每天加一次乳化液，但对坏柱没有作用，所以没有压力检测设备的矿井要及时购买。发现有歪斜、断梁折柱等情况应及时更换。
⑦、强化班组建设，定期培训教育，班组是企业管理和职工从事生产劳动的最基本单位;是有效控制事故发生的基本环节;也是企业实现生产安全的基础。要实现安全生产，关键问题就是要把安全管理的各项工作，包括规章制度、作业规程、安全措施和监督检查等都要在采掘班(组)当中落实，只有这样，才能让国家安全生产的方针和企业的安全工作部署变成每个职工的自觉行动，把安全生产的标准、制度和措施等安全管理工作真正落实到生产工艺流程第一线的物和人的不安全因素上，达到有效避免各种灾害事故。为此，要切实加强班组建设，特别是加强对班组长的培训和安全教育，提高他们的素质，使他们在顶板管理中发挥积极作用。
⑧、加大安全监察执法力度，充分发挥监督部门的作用。矿井安全管理人员、集团公司工程技术人员、行业主管部门、安全监督管理部门都是安全管理的重要力量。监管部门应严格执行《煤矿安全管理条例》，对“三违”人员一经查出，都要进行严肃处理，任何人不准讲情，不得护短。对于预防重大顶板事故的有功人员给予重奖。井下一旦发生顶板事故，必须以“三铁”手段按照“四不放过”原则，认真分析原因，严格追究事故责任人，同时以血的教训教育群众，并制定防范措施，杜绝同类事故重复发生。以前因为行情低迷、工人难招、个人情感因素(对煤矿业主普遍抱有同情心、集团 4 公司工程技术人员因为特殊的身份，拿着煤矿的工资，如果提出问题多，部分业主也很反感等)基本上没有什么安全处罚，而处罚是安全事故的预防疫苗，也是最有效的管理手段，如果我们的同情心给煤矿带来安全事故，那反而是害了煤矿，现在一起死亡一人的安全事故一般是200万元的损失，而按现在的市场行情和生产成本需要挖4万吨煤炭才能弥补，而生产4万吨煤炭要大半年，有的矿甚至一年还生产不了。现在的煤炭行情还没到最恶化的时间，但一起死亡事故足以让一个煤矿破产，如何能坚持到煤炭行业的春天是我们业主们要认真思考的问题。
技术措施完善可行是顶板管理的基础，生产现场管理到位是搞好顶板管理的保证，职工安全意识高低是顶板管理的关键，这三个环节环环相扣，缺一不可。冒顶事故的发生是有条件的，也是有规律的，只要采用正确的手段对顶板实行监测，掌握其规律，并提前采取针对性预防措施，将顶板管理建立在科学基础上，绝大多数顶板事故是可以避免的。
四、顶板事故现场应急处置措施
(1)抢救事故前，现场抢险救灾指挥部要根据现场情况制定抢救方案及安全技术措施。
(2)抢救遇险人员时，首先应通过电话、喊话或敲打管子等物体与遇险人员取得联系，探明冒顶范围和被埋压人数及位置。
(3)处理冒顶前，必须先恢复冒顶区域的正常通风，如暂不能恢复时，可利用水管、压风管等向被堵压人员处输送新鲜空气，并把后路和顶板清理维护好，保证后路畅通、安全。
(4)处理冒顶前，必须坚持由外向里、逐步进行的原则，要排查冒顶地点附近的支架情况，采取措施因地制宜地进行加固，确保在抢救中不会再次冒落;另外要对后路进行找顶加固，保障退出时的安全。
(5)处理冒顶区的方法要根据现场情况确定，如冒顶严重无法通过时，可采取打绕道的方法抢救人员。若遇险者被碎煤矸所埋，清理时要小心地使用工具，不可用镐刨的方法扒人;若遇险者被煤岩块压住，应用千斤顶或液压起重器等工具把煤、岩块抬起，绝不可用锤砸的方法破岩(煤)，使遇险人员近一步受到伤害。抢救被埋压的人员时间较长时，可通过管路向遇险人员送饮料或食物。
(6)营救人员应沉着冷静，根据灾情和现有条件进行施工，行动中必须保证统一的指挥和严密的组织，防止灾情扩大，避免二次事故的发生。
(7)事故单位在抢救过程有困难时，指挥部可抽调其他单位有经验、有技术的骨干力量，进行紧急增援。 (8)医疗救护组要安排到达井下事故现场附近，对抢救出的受伤人员进行紧急医疗救治或护送重伤人员上井救治。 (9)抢救出伤员后，必须判断伤性的轻重，人员较多时先抢救重伤人员，后抢救轻伤人员，并按照 “三先三后”的原则，即：①对窒息或心跳呼吸停止不久的伤员必须先复苏后搬运。②对出血伤员必须先止血后搬运。③对骨伤的伤员必须先固定后搬运。
2013.5.9