頂板管理措施課件

1、云莊煤礦頂板管理措施云莊煤礦2012年8月8日目 錄第一節(jié) 巖性概述 2第二節(jié) 影響礦山壓力顯現(xiàn)基本因素分析 3第三節(jié) 一般頂板冒落災(zāi)害的防治措施及裝備 11第四節(jié) 預(yù)防冒頂?shù)奶綔y方法 17第五節(jié) 采煤工作面冒頂?shù)念A(yù)防措施 18第六節(jié) 頂板事故的預(yù)防 21第七節(jié) 頂板事故的應(yīng)急處置 45第八節(jié) 頂板事故的自救互救 51云莊煤礦頂板管理措施第一節(jié) 巖性概述1#煤層：位于龍?zhí)督M頂部，為主要可采煤層。煤層厚（可采厚度，以下同）1.372.30m，平均1.94m。全區(qū)見煤點20個，其中，鉆孔見煤點3個（703、805、902）、井巷測煤點17個，全部可采，見煤點可采率100%，面積可采指數(shù)100%，為

2、全區(qū)可采煤層，屬較穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，含夾石01層，厚0.050.30m，為炭質(zhì)泥巖。煤層頂板為灰色泥質(zhì)灰?guī)r（標一），盛產(chǎn)動物化石，局部地段頂板為粉砂質(zhì)泥巖，亦含動物化石。煤層直接底板為泥巖，含植物根部化石，其下為粉砂巖。1#煤層的厚煤地帶，在南東部h5、h14、h12一帶，煤厚在2.02.3m左右；由該帶向NW、向SE方向，煤層均變薄，一般在1.32.0m左右。1#煤層：頂板巖性為灰色泥質(zhì)灰?guī)r，較致密堅硬，較穩(wěn)固，采空區(qū)頂板經(jīng)多年風(fēng)化后呈大塊狀垮落，小煤礦開采需支護。底板巖性為灰色、淺灰色薄層狀泥巖，其下為粉砂巖。頂板巖性主要為灰色泥質(zhì)灰?guī)r、灰色、淺灰色薄層狀粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖；煤層底

3、板為細砂巖、泥巖，巖性、厚度及其組合關(guān)系具有復(fù)雜多變性，且同一巖性的力學(xué)強度變化頗大，穩(wěn)定性也具有復(fù)雜多變性。井田內(nèi)煤層頂?shù)装鍡l件中等，頂板為細砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等，可能引起巷道頂板冒頂和片幫，應(yīng)加強頂板管理和支護；底板為泥巖、細砂巖等，在底板管理中應(yīng)采取相應(yīng)措施，消除底板軟巖危害。在今后生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)實際情況，編制相應(yīng)的作業(yè)規(guī)程，并根據(jù)頂板礦壓顯現(xiàn)和采高調(diào)整支護密度，以便更好的保證工作面的生產(chǎn)安全。根據(jù)地質(zhì)報告現(xiàn)場實際，井田內(nèi)煤層頂?shù)装鍡l件一般。因此，在采掘過程中應(yīng)加強頂板管理和支護及局部破碎帶、節(jié)理發(fā)育處頂板的管理和支護。在頂板的支護和管理過程中應(yīng)注意冒頂。第二節(jié) 影

4、響礦山壓力顯現(xiàn)基本因素分析1、煤層頂板巖性、頂?shù)装孱悇e、物理力學(xué)性質(zhì)對可能產(chǎn)生頂板事故的影響分析本礦可采和局部可采煤層直接頂板多為細砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，底板多為泥巖、細砂巖，各可采煤層頂、底板力學(xué)強度中等，可采煤層的頂、底板穩(wěn)定性不很好，煤層開采后易于垮落，如果支護不良，可能出現(xiàn)頂板跨塌、片幫、底鼓、支架下陷等工程地質(zhì)問題，因此，本設(shè)計采用錨噴支護，根據(jù)國內(nèi)及省內(nèi)支護經(jīng)驗，這種方式是可行的。在開采過程中應(yīng)加強巷道頂、底、幫的支護管理工作，預(yù)防不良事故發(fā)生。在今后生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)實際情況，編制相應(yīng)的作業(yè)規(guī)程，并根據(jù)頂板礦壓顯現(xiàn)和采高調(diào)整支護密度，以便更好的保證工作面的生產(chǎn)安全

5、。2、影響礦山壓力顯現(xiàn)的地質(zhì)及生產(chǎn)技術(shù)因素分析(1)斷層巖層在地質(zhì)變動過程中受拉或擠壓，剪切力的作用將巖層切斷，形成正斷層和逆斷層。斷層破壞了頂板的完整性，因此斷層附近容易發(fā)生局部冒頂。斷層也能改變初次放頂、初次來壓和周期來壓的步距，增加了頂板管理的復(fù)雜性。工作面遇斷層時頂板冒頂?shù)奈ｋU程度與斷層走向和工作面的交角有關(guān)，交角越小越不利，傾斜斷層比走向斷層危險。工作面由斷層下盤向上盤推進遇到傾斜斷層時，過斷層之前容易發(fā)生冒頂，當工作面由斷層上盤向下盤推進時，在工作面過斷層后一段距離內(nèi)，也易發(fā)生冒頂。工作面遇走向斷層時，通常斷層面下方是冒頂危險區(qū)。地層在地殼運動中受擠壓而形成褶曲構(gòu)造。斷層和褶曲等地

6、質(zhì)構(gòu)造形跡都必然反映著一定性質(zhì)的構(gòu)造應(yīng)力的作用。構(gòu)造應(yīng)力和殘余應(yīng)力都將影響原巖應(yīng)力場的分布和應(yīng)力的大小。在一些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的礦區(qū)，根據(jù)地應(yīng)力實測，水平應(yīng)力比垂直應(yīng)力要大。硬巖的塑性變形能力低于軟巖，更容易在背斜和向斜區(qū)域聚集大量的彈性能，形成高應(yīng)力區(qū)。高應(yīng)力區(qū)積聚的大量彈性能，在開采過程中出現(xiàn)卸壓空間的條件下，能量的突然釋放將引發(fā)沖擊地壓，造成災(zāi)害。根據(jù)各煤層底板等高線圖統(tǒng)計，礦區(qū)范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)斷層4條，其中F42、F43為正斷層，F(xiàn)39、F40為逆斷層。F39號斷層落差為10m，F(xiàn)40、F42、F43號斷層落差均大于30m對區(qū)內(nèi)的1#煤層影響大，斷層在一定程度上破壞了煤層和頂板的完整性容易發(fā)生

7、局部冒頂或垮面，致使初步來壓與周期來壓步距改變，增加頂板管理的復(fù)雜性。實際生產(chǎn)中應(yīng)注意收集揭露斷層的相關(guān)資料，并采取相應(yīng)措施，減小地質(zhì)構(gòu)造基本因素對礦山壓力顯現(xiàn)的影響。(2）褶曲從煤礦生產(chǎn)實踐來看，大褶曲構(gòu)造只是使煤層傾角發(fā)生變化，對工作面頂板壓力的影響不是很明顯。對工作面生產(chǎn)有影響的是小褶曲。小褶曲可能使頂板局部破碎，易于發(fā)生局部冒頂。當褶曲傾向和工作面推進方向一致時，工作面忽而采上坡，忽而采下坡，也會造成頂板管理困難。在采下坡時，采空區(qū)垮落巖石可能沖向工作面，撞倒支架，引起冒頂；此時必須打斜撐加強支護。該礦沒有發(fā)現(xiàn)大褶曲，對該礦開采影響小。(3）擠壓這是指煤層受擠壓作用局部變厚或變薄的地帶

8、，擠壓在平面圖上成圓形或橢圓形，面積有十幾平方米到百余平方米不等。工作面通過煤層變薄帶，由于頂板巖層下壓極易離層和破斷，并可能發(fā)生頂板短時急劇下沉現(xiàn)象，這些都是造成冒頂?shù)牡刭|(zhì)因素。(4）破碎帶這里是巖石和煤層突然變得破碎的地帶。破碎往往與擠壓因素有關(guān)，也可自然生成。工作面經(jīng)過破碎帶將給頂板管理帶來許多困難。(5）沖刷沖刷是成煤后水流侵蝕了巖層或煤體，而后又充填了被侵蝕的地方。沖刷對礦壓的影響很大。有些頂板本來是頁巖，由于沖刷作用，頁巖被堅硬的砂巖所代替，巖性發(fā)生了變化，本來容易放頂?shù)膸r層成為不易垮落的頂板，采空區(qū)大片懸頂對工作面構(gòu)成了威脅。此外，沖刷后先成巖層和原來頂板接觸的邊緣地帶，由于兩種

9、巖石接觸面可能離層而容易冒頂，在支護上必須注意，并采取相應(yīng)措施。(6）節(jié)理、裂隙常見的與局部冒頂有關(guān)的節(jié)理、裂隙有多種：如兩組相對傾斜方向相交而成的人字形裂隙；圓的象一頂草帽蓋在煤層上的草帽裂隙；節(jié)理、裂隙切割的巖塊象大鍋一樣且底面光滑的鍋底狀裂隙。人字形裂隙切割的三角巖塊，煤采出后易脫落造成局部冒頂。草帽裂隙的底面積較人字形裂隙大，其危害性與人字裂隙同。這兩種節(jié)理、裂隙的長軸處于沿工作面推進方向時，離層后易整體垮落，有時把支架推倒，發(fā)生大冒頂。鍋底狀節(jié)理邊緣頂板破碎，容易漏矸和局部冒頂。頂板被四周裂隙切割成長方形或菱形等的游離巖塊，這種六面體游離巖塊，特別是厚度1.0m左右的，最易脫落傷人。

10、發(fā)育的直立裂隙有時切割全部直接頂，并可能向上延深到老頂內(nèi)。煤層采出后，被裂隙切割的一端的頂板下沉，裂縫變寬，易發(fā)生掉碴掉粉現(xiàn)象。有時直立裂隙又是巖層水的通道，使工作面產(chǎn)生淋水。直立裂隙不僅能改變直接頂?shù)目迓洳骄啵部赡芨淖兝享斂迓洳骄?。平行工作面的直立裂隙常常在回柱時切斷工作面頂板，推倒工作面支架，發(fā)生大冒頂。直立裂隙近似直角。具有傾斜角的裂隙稱為斜裂隙。斜裂隙傾向采空區(qū)時易造成片邦；傾向煤壁時易造成傘檐或探頭煤。傾向煤層的斜裂隙易使頂板在控頂距內(nèi)產(chǎn)生臺階錯動，在頂板具有含水層或老塘積水條件下，回采空間淋水增大，惡化工作條件，降低直接頂巖石強度，并使支架受到側(cè)向推力，容易造成冒頂。我國一些礦區(qū)

11、的安全經(jīng)驗認為，工作面線與頂板裂隙走向線的夾角不應(yīng)小于1520。一項專門的研究表明，當節(jié)理面走向與工作面線接近平行且工作面推進方向與節(jié)理面傾斜方向相反時，煤壁容易片邦，頂板緩慢沉降，工作空間冒頂事故少。當工作面推進方向與節(jié)理面傾斜方向一致時，片邦不明顯，頂板巖石大塊錯動，工作空間容易發(fā)生冒頂，頂板管理困難。節(jié)理面走向與工作面線的夾角大于45時，頂板就如懸臂梁，將沿切頂線垮落，工作空間冒頂可能性很小。在使用走向長壁采煤法工作面線與節(jié)理走向接近平行時，煤壁在支承壓力作用下，易于大塊壓出，片邦嚴重，并且在生產(chǎn)過程中頂板水將沿節(jié)理和裂隙流入工作面，使生產(chǎn)條件惡化。(7）陷落柱陷落柱的直徑從幾米到幾十米

12、不等，柱內(nèi)是由煤塊、巖塊和其它雜質(zhì)膠結(jié)在一起的松散體。工作面遇陷落柱時，必須采取措施，防止冒頂。(8）層理層理是煤系巖層沉積過程中，由于沉積物成分、粒度和膠結(jié)物的變化而形成的巖層分界面。分層面之間的粘結(jié)力小，受采動影響容易產(chǎn)生離層裂隙。層理面不僅造成離層，而且在巖層彎曲下沉過程中還會出現(xiàn)層理面錯動。錯動對工作面支架產(chǎn)生橫向推力，易引起支架的歪斜和傾倒，甚至導(dǎo)致冒頂事故。(9）采動裂隙采動裂隙是由煤壁前方的支承壓力所引起的，也叫做“壓力裂隙”。這種裂隙往往超前于煤壁515m，與工作面平行而傾向于煤壁。裂隙面的傾角與巖石性質(zhì)軟硬有關(guān)，軟巖石中裂隙面傾角為55，硬砂巖中可達6580。當工作面對著裂隙

13、的傾向推進時，壓力裂隙常與節(jié)理裂隙互相交切，使頂板中形成楔形巖塊，造成局部冒頂事故。如果工作面推進方向與節(jié)理傾向一致，在采動影響下可能使節(jié)理裂隙進一步擴展，出現(xiàn)張開的裂縫或頂板臺階式下沉。如果不采取措施，會發(fā)生大冒頂。(10）頂、底板巖石的物理性質(zhì)頂?shù)讎鷰r的物理力學(xué)性質(zhì)是影響礦山壓力顯現(xiàn)的主要因素之一。巖石的厚度、硬度、層理、裂隙等因素決定了巖層性質(zhì)，而采場覆巖的性質(zhì)和各巖層的組合情況，對礦壓顯現(xiàn)起著主導(dǎo)作用。若老頂巖層堅硬，抗壓和抗拉強度較高，開采大面積懸露而不垮落，當達到強度極限時，頂板巖層斷裂即產(chǎn)生周期來壓。若老頂巖層是強度較低的頁巖或砂質(zhì)頁巖，隨著直接頂板垮落而冒落則周期來壓就不明顯。

14、據(jù)現(xiàn)場實際觀測，頂板下沉量與巖石強度關(guān)系極大，巖石強度越低，頂板下沉量越大。(11）煤層傾角煤層傾角對礦山壓力顯現(xiàn)的影響也很大，實踐證明，近水平煤層的礦山壓力顯現(xiàn)比傾斜和急傾斜煤層劇烈。該礦煤層平均傾角為11，煤層傾角對礦山壓力顯現(xiàn)的影響較小。3、影響礦山壓力顯現(xiàn)的生產(chǎn)技術(shù)因素分析（1）開采深度開采深度直接影響原巖壓力大小，同時也影響巷道或工作面周圍巖層內(nèi)支承壓力值。開采深度雖然對礦山壓力具有絕對的影響，但對礦山壓力顯現(xiàn)的影響則不全同。開采深度對巷道礦山壓力顯現(xiàn)的影響比較明顯，如在松軟的巖層中開掘巷道，隨著深度的增加，巷道圍巖的“擠、壓、膨”現(xiàn)象更為嚴重。開采深度對回采工作面頂板壓力大小的影響

15、并不突出，因而對礦山壓力顯現(xiàn)的影響也不明顯。實踐證明，在一般條件下，一定的開采深度是出現(xiàn)沖擊地壓的一個必要條件。（2）采高與控頂距工作面頂?shù)装逡平渴堑V山壓力顯現(xiàn)的一個重要參數(shù)，它同采高與控頂距有密切關(guān)系。在一定地質(zhì)條件下，采高是影響上覆巖層破壞狀況的最重要因素之一。采高越大，采出的空間越大，必然導(dǎo)致上覆巖層破壞嚴重，根據(jù)現(xiàn)場測定，在單一煤層或厚煤層第一分層開采時，冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶的總厚度與采高基本上成正比關(guān)系。工作面頂板下沉量也基本如此。SL=mL式中：SLL范圍內(nèi)的巖層與頂板下沉量L控頂距m采高下沉系數(shù)，即每米采高每米推進度的頂板下沉量，一般取0.0250.05。顯然采高越高，控頂距越大

16、，在同樣位置的老頂可能取得平衡的機率越小，意味著頂板壓力越大，直接頂?shù)姆€(wěn)定性也越降低，而且，在支承壓力作用下，工作面煤壁容易片邦。因此采高大的工作面中礦壓顯現(xiàn)嚴重，采高越低頂板活動越緩和，煤壁也較穩(wěn)定。但是，控頂距并不是越小越好。有時放頂后，采空區(qū)頂板冒不下來，工作面支架載荷就會加大，如果支架阻力不足，支柱穩(wěn)定性差，也可能造成工作面冒頂事故。最大控頂距與放頂寬度有關(guān)，放頂距小，頂板放不下來，會增加壓力；放頂寬度太大，采空區(qū)垮落面積太大將易撞倒支架，引起冒頂。因此，對于某一煤層頂板究竟采用多大的控頂距和放頂距較為合理，必須通過試驗，在總結(jié)實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，合理地加以確定。（3）工作面推進速度與生產(chǎn)

17、工序許多礦壓實測資料已經(jīng)表明，對工作面頂?shù)装逡平俣扔绊懽畲蟮纳a(chǎn)工序是落煤和放頂?？梢哉J為，加快工作面推進度可以抑制礦山壓力的顯現(xiàn)，但不能從根本上改變落煤和放頂兩工序?qū)數(shù)装逡平康挠绊?。推進速度快意味著回采工作面停滯時間短，頂板巖層下沉量小，一般來說，頂板壓力也較小。反之，推進速度慢，工作面頂板下沉量大，頂板壓力也會較大。所以，為了改善工作面頂板管理，縮短每一循環(huán)的間隔時間而加塊工作面的推進速度是必要的。觀測結(jié)果表明，單體液壓支柱支護的工作面，由于支護阻力較小，頂?shù)装逡平看?，工作面日進2.0m和2天進1.0m的頂板破碎情況有明顯差別，所以加快單體支柱工作面的推進速度，可在相當程度上改善頂

18、板狀況，保持頂板完整性，有利于頂板管理。此外，由于落煤與放頂兩工序是影響頂?shù)装逡平康闹饕蛩兀栽诮M織工作面生產(chǎn)時，不宜將落煤與放頂兩工序同時進行，以避免頂板的劇烈活動，導(dǎo)致頂板下沉速度增大。如果放頂與落煤兩工序同時進行時，其錯距應(yīng)保持1015m以上，以防發(fā)生冒頂。（4）上部煤層殘留煤柱如果煤層間距較小，上部煤層開采時殘留的煤柱支承著上覆巖層，形成壓力集中。高壓力將向底板傳遞，從力學(xué)上說，這是一個布興濕克問題，可以計算。對巷道掘進及維護影響很大。該礦井采用全部跨落法管理頂板，不留設(shè)煤柱。該礦可有煤層1#與17#煤層層間距較大(約114m)，上層煤層留設(shè)有煤柱，對下覆煤層造成應(yīng)力集中不明顯。

19、（5）支護方法支架的作用是阻止直接頂離層冒落。使用初撐力小的支架易造成頂板破碎、動壓強烈。使用初撐力大而又垣阻力的單體液壓支柱，頂板完整，回柱后頂板延遲垮落，呈巖塊絞接，煤壁不易片邦，動壓顯現(xiàn)不明顯，頂板下沉量小。應(yīng)當注意，不同特性，不同特征的支架應(yīng)避免混合使用。（6）工作面推進方向由于裂隙嚴重地影響頂板穩(wěn)定性，當裂隙方向與工作面推進方向平行時，極易造成嚴重冒頂事故。因此，工作面在過斷層，過各種層理或節(jié)理裂隙時都要正確選擇工作面推進方向，即與裂隙要有一定交角。第三節(jié)、一般頂板冒落災(zāi)害的防治措施及裝備井田內(nèi)煤層頂?shù)装鍡l件中等，頂板為細砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等，可能引起巷道頂板冒頂和

20、片幫，應(yīng)加強頂板管理和支護；底板為泥巖、細砂巖等，在底板管理中應(yīng)采取相應(yīng)措施，消除底板軟巖危害。在今后生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)實際情況，編制相應(yīng)的作業(yè)規(guī)程，并根據(jù)頂板礦壓顯現(xiàn)和采高調(diào)整支護密度，以便更好的保證工作面的生產(chǎn)安全。根據(jù)地質(zhì)報告現(xiàn)場實際，井田內(nèi)煤層頂?shù)装鍡l件一般。因此，在采掘過程中應(yīng)加強頂板管理和支護及局部破碎帶、節(jié)理發(fā)育處頂板的管理和支護。在頂板的支護和管理過程中應(yīng)注意冒頂。一、回采工作面頂板事故安全防范措施1、初次放頂時的冒頂事故原因分析及應(yīng)采取的防治措施 （1）、初次放頂時發(fā)生冒頂事故的原因采礦方法不合理和頂板管理不善，放頂距選擇過大，放頂前頂板壓力大于支護阻力，易發(fā)生壓垮工作面的頂

21、板事故；初次放頂面積過大，沖擊力大，容易推倒支柱而造成冒頂；初次放頂后，直接頂沒有完全冒落，就繼續(xù)開采，使控頂面積越來越大，容易造成冒頂事故；回柱方法不合理，造成頂板壓力向局部支柱集中，造成局部頂板破碎，而容易發(fā)生局部冒頂事故；缺乏有效支護。支護方式不當，不及時支護或缺少支柱，支柱的初撐力與頂板壓力不相適應(yīng)，造成工作面支柱撐不住頂板而發(fā)生冒頂事故；地質(zhì)條件不好。斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造所破壞，形成破碎帶，或由于節(jié)理、層理發(fā)育，破壞了頂板的穩(wěn)定性，容易發(fā)生冒頂事故。檢查不周和疏忽大意。由于事先缺乏認真、全面的檢查，思想麻痹，沒有認真執(zhí)行“敲幫問頂”制度，從而發(fā)生冒頂事故。2、初次放頂時冒頂事故的安全

22、防范措施選用合理的采煤方法，制定具體的安全技術(shù)操作規(guī)程，確定合理的放頂步距；初次放頂時，力爭一次放頂成功，使直接頂完全冒落后，才能繼續(xù)開采；加強支柱的穩(wěn)定性。支柱要按要求支設(shè)，使支柱都能達到設(shè)計的初撐力和支護阻力，盡量加打木垛，在不能打木垛的密集支護區(qū)，加打木撐。加強切頂線的支護強度和支護密度，保證在切頂線處切頂，同時防止冒落矸石竄入工作面推倒支柱；如果強制放頂，必須嚴格規(guī)定炮眼規(guī)格，裝藥量及放炮步驟，防止崩倒支柱，發(fā)生冒頂事故；初次放頂時，必須嚴格按照安全規(guī)程操作，并且有技術(shù)人員現(xiàn)場指揮；搞好地質(zhì)調(diào)查工作，通過地質(zhì)構(gòu)造帶時要采取可靠的安全技術(shù)措施。工作面人員，尤其是安全生產(chǎn)管理人員，必須認真

23、檢查，一旦發(fā)現(xiàn)冒頂預(yù)兆，立即組織人員離開現(xiàn)場或迅速采取有效應(yīng)急措施。3、老頂初次來壓和周期來壓時的冒頂事故特點、原因分析及應(yīng)采取的防治措施 （1）、老頂初次來壓和周期來壓發(fā)生冒頂事故的原因來壓前，工作面壓力較小，當使用增阻支柱時，支柱不牢，來壓時極易失穩(wěn)，造成切頂事故。來壓前，由于支護強度不夠，造成直接頂與老頂離層，來壓時，老頂對直接頂形成沖擊引起推垮工作面事故;工作面支護強度不夠或剛性支護(如木支柱)，老頂來壓時，壓垮工作面，造成事故;來壓前，支承壓力的集中，使老頂斷裂線附近頂板破碎，當沒有防止冒頂措施時，來壓時易發(fā)生局部冒頂事故;來壓時造成煤壁大量片幫，當開采厚度較大時，片幫煤容易造成埋人

24、、傷人事故。另外，片幫后造成空頂面積增大，易發(fā)生漏頂事故。（2）、老頂初次來壓及周期來壓時冒頂事故的預(yù)防措施老頂初次來壓時，加強來壓的預(yù)測預(yù)報，掌握老頂初次來壓步距。對特別堅硬頂板，采用深孔爆破強迫放頂。加強礦井頂板管理的基礎(chǔ)工作。根據(jù)頂板具體條件，認真編制合理的作業(yè)規(guī)程，嚴格作業(yè)規(guī)程的實施。通過礦壓觀測，準確判斷周期來壓的時間和位置，做好預(yù)測頂報工作，及時制定可行的防范措施，可做到有效地控制頂板。做好來壓前的支護工作，保證一定的支護密度和支架穩(wěn)定性。合理縮小控頂距，以利于工作面維護。保證直接頂垮落的質(zhì)量。采空區(qū)冒落的矸石可以減輕老頂?shù)膩韷簭姸取＜訌娬?guī)循環(huán)，保持工作面推進速度。加強安全、質(zhì)量

25、日常檢查，及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的不安全隱患，并立即加以整改，達到超前預(yù)測預(yù)防的目的。加強礦井地質(zhì)工作。采掘工作面的頂板事故有相當一部分是因遇地質(zhì)變化而未能及時采取針對性措施引起的，做好地質(zhì)預(yù)報工作。（3）、回采工作面上下出口支護及相關(guān)措施根據(jù)煤礦安全規(guī)程第五十條規(guī)定：采煤工作面上下安全出口與巷道連接處20m范圍內(nèi)，必須加強支護。采面上下出口均采用金屬鉸接頂梁配合單體液壓支柱進行支護。采面上、下巷超前支護均為：20m范圍內(nèi)采用雙排柱托棚支護。工作面端頭支架采用“四對八梁”方式，選用DZ22-30/100型型外注式單體液壓支柱和4.4米8根礦用22kg/m工字鋼，交錯邁步抬棚加強支護，并保持出口暢通。工作

26、面回風(fēng)順槽和工作面運輸順槽出口（包括回風(fēng)巷和工作面運輸巷離工作面前20m，）采取加強支護。工作面回風(fēng)巷和運輸巷出口采用金屬鉸接頂梁配合單體液壓支柱進行支護，并保持上下出口暢通。工作面上下出口支護要布置整齊，排、行成直線，接頂及時，防止出現(xiàn)過大傘檐（小于0.2m）。注意觀測頂板來壓情況和頂板穩(wěn)定完整情況，過斷層和老巷時要制定專門措施?；夭晒ぷ髅娉隹?0m內(nèi)巷道的凈高不得低于2.0m（4）掘進工作面的支護選擇、交叉點支護的選擇巖巷掘進工作面采用錨噴支護，煤巷掘進工作面采用錨（網(wǎng)）噴支護。根據(jù)煤礦安全規(guī)程要求，掘進工作面嚴禁空頂作業(yè)，靠近工作面10m內(nèi)的支護，在爆破前必須加固。爆破崩倒、崩壞的支架必

27、須先行修復(fù)，之后方可進入工作面作業(yè)。修復(fù)支架時必須先檢查頂、幫，并由外向里逐架進行。在松軟的煤、巖層及地質(zhì)破碎帶掘進巷道時，必須采取前探支護或其它措施。交叉點采用同類支架加強支護。（5）其它巷道及硐室的支護結(jié)合本礦井的實際情況，考慮巷道的服務(wù)年限及層位，在正常情況下，巖層巷道采用錨噴支護，破碎地段可根據(jù)情況改用其它有效支護形式。（6）掘進工作面安全措施掘進工作面嚴禁空頂作業(yè)?？拷蜻M工作面10m內(nèi)的支護，在爆破前必須加固。實行“敲幫問頂”制度。爆破崩倒、崩壞的支架必須經(jīng)修復(fù)好后，方可進入工作面作業(yè)。修復(fù)支架時必須先檢查頂、幫，并由外向里逐架進行。在松軟的煤、巖層或流砂性地層中及地質(zhì)破碎帶掘進巷

28、道時，必須采取前探支護或其他措施。支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉桿，支架與頂幫之間的空隙必須塞緊、背實。巷道砌碴時，碴體與頂幫之間必須用不燃物充滿填實；巷道冒頂空頂部分，可用支護材料接頂，但在破拱上部必須充填不燃物墊層，其厚度不得小于0.5m。更換巷道支護時，在拆除原有支護前，應(yīng)先加固臨近支護。拆除原有支護后，必須及時除掉頂幫活矸和架設(shè)永久支護，必要時還應(yīng)采取臨時支護措施。本礦的兩個掘進工作面均在傾斜巷道中，必須有防止矸石、物料滾落和支架歪倒的安全措施。掘進巷道在揭露老空前，必須制定探查老空的安全措施，包括接近老空時必須預(yù)留的煤（巖）柱厚度和探明水、火、瓦斯等內(nèi)容。必須根據(jù)探明的情況采取措施，進行處

29、理。在揭露老空時，必須將人員撤至安全地點。只有經(jīng)過檢查，證明老空內(nèi)的水、瓦斯和其他有害氣體等無危險后，方可恢復(fù)工作。(7)沿空掘巷的措施根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定第四十七條,開采保護層區(qū)域防突措施中開采保護層要求采空區(qū)內(nèi)不得留有煤(巖)柱。設(shè)計在選擇開采保護層時，各區(qū)段間不留設(shè)保護煤柱，在開采下區(qū)段時沿著上區(qū)段運輸巷平行布置下區(qū)段回風(fēng)巷，上區(qū)段運輸巷與下區(qū)段回風(fēng)巷之間留設(shè)23m薄煤柱，用于阻擋采空區(qū)矸石。由于受礦山壓力作用，下區(qū)段回風(fēng)巷頂板比較破碎，采空區(qū)內(nèi)含瓦斯，在支護和通風(fēng)方面要采取必要如下的措施，防止冒頂事故和瓦斯積聚。、掘進工作面嚴禁空頂作業(yè)。靠近掘進工作面10m內(nèi)的支護，在爆破前必須加

30、固。、實行“敲幫問頂”制度。爆破崩倒、崩壞的支架必須經(jīng)修復(fù)好后，方可進入工作面作業(yè)。修復(fù)支架時必須先檢查頂、幫，并由外向里逐架進行。、在沿空掘巷時在掘進巷道上幫采用毛石或堅硬的矸石砌500mm厚石墻，并且表面用水泥噴漿，防止采空區(qū)漏風(fēng)。、在松軟的煤及地質(zhì)破碎帶掘進巷道時，必須采取前探支護或其他措施。、支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉桿，支架與頂幫之間的空隙必須塞緊、背實。巷道砌碴時，碴體與頂幫之間必須用不燃物充滿填實；巷道冒頂空頂部分，可用支護材料接頂，但在破拱上部必須充填不燃物墊層，其厚度不得小于0.5m。、更換巷道支護時，在拆除原有支護前，應(yīng)先加固臨近支護。拆除原有支護后，必須及時除掉頂幫活矸和架

31、設(shè)永久支護，必要時還應(yīng)采取臨時支護措施。 二、推垮型冒頂?shù)脑蚵┛逍兔绊斒且驘o支護巷道或支護失效巷道頂部存在游離巖塊，這些巖塊在重力作用下冒落，形成事故。推垮型冒頂是因為巷道頂板破碎后，在其運動過程中存在平行巷道軸線的分力，如果這部分巷道支架的穩(wěn)定性不夠，可能被推倒而冒頂，從而形成事故。預(yù)防推垮型冒頂?shù)闹饕胧┦翘岣咧Ъ艿姆€(wěn)定性，可以在巷道的支架之間用撐木或拉桿連接固定，增加支架的穩(wěn)定性，以防推倒。在傾斜巷道中架設(shè)支架，應(yīng)有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道軸線方向的分力。 第四節(jié)、預(yù)防冒頂?shù)奶綔y方法試探有沒有冒頂危險的方法主要有：1、觀察預(yù)兆法。頂板來壓預(yù)兆主要有聲響、掉渣、片幫、出現(xiàn)裂縫、漏頂

32、、離層等現(xiàn)象。由有經(jīng)驗的老工人，認真觀察工作面圍巖及支護的變異情況，直觀判斷有無冒頂?shù)奈ｋU。2、木楔探測法。在工作面頂板(圍巖)的裂縫中打入小木楔，過一段時間進行一次檢查，如發(fā)現(xiàn)木楔松動或者脫落，說明圍巖(頂板)裂縫受礦壓影響在逐漸增大，預(yù)示有冒頂險情。3、敲幫問頂法。這是最常用的方法，生產(chǎn)中的一項基本制度即敲幫問頂制。其中又分錘擊判斷聲法和振動探測法兩種。前者是用鎬或鐵棍輕輕敲擊頂板和幫壁，若發(fā)出的是“當當”的清脆聲，則表明圍巖完好，暫無冒落危險;若發(fā)出“噗噗”的沉悶聲，表明頂板已發(fā)生剝離或斷裂，是冒頂或片幫的危險征兆。后者是對斷裂巖塊體積較大或松軟巖石(或煤層)，用判聲法難以判別時進行探測

33、的方法。具體做法是：用一手手指扶在頂板下面，另一手用鎬、大錘或鐵棍敲打頂板，如果手指感覺到頂板發(fā)生輕微震動，則表明此處頂板已經(jīng)離層或斷裂。采用這種操作方式，人應(yīng)站在支護完好的安全地點進行。4、儀器探測法。大面積冒頂可以用微振儀、地音儀和超聲波地層應(yīng)力儀等進行探測。厚層堅硬巖層的破壞過程，長的在冒頂前幾十天就出現(xiàn)聲響和其他異?，F(xiàn)象，短的在冒頂前幾天，甚至幾小時也會出現(xiàn)預(yù)兆。因此，根據(jù)儀器測量的結(jié)果，再結(jié)合歷次冒頂預(yù)兆的特征，可以對大面積冒頂進行較準確的預(yù)報，避免造成災(zāi)害。 第五節(jié)、采煤工作面冒頂?shù)念A(yù)防措施(一)采煤工作面局部冒頂?shù)念A(yù)防措施1、預(yù)防單體支柱工作面靠近煤壁附近局部冒頂措施(1)采用能

34、及時支護懸露頂板的支架，如正懸臂交錯頂梁支架、倒懸臂錯梁直線柱支架等;提高支柱的初撐力，在金屬網(wǎng)下，可以采用長鋼梁對棚邁步支架。(2)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。煤層一旦片幫，應(yīng)掏梁窩超前支護，防止冒頂。2、預(yù)防綜采工作面的局部冒頂措施主要是發(fā)生在靠近煤壁附近的漏冒型冒頂。其預(yù)防措施如下：(1)支架設(shè)計上，采用長側(cè)護板、整體頂梁及內(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。(2)工藝操作上，采煤機過后，及時伸出伸縮梁，及時擦頂帶壓移架，頂梁的俯視角不超過7。(3)當碎頂范圍較大時(比如過斷層破碎帶等)，則應(yīng)對破碎直接頂注入樹脂類黏結(jié)劑使其固化，以

35、防止冒頂。3、預(yù)防放頂線附近局部冒頂措施其預(yù)防措施如下：(1)加強地質(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)加強支護。(3)當大巖塊沿工作面推進方向的長度超過一次放頂步距時，在大巖塊的范圍內(nèi)要延長控頂距。4、預(yù)防采場兩端局部冒頂措施其預(yù)防措施如下：(1)為預(yù)防采場兩端發(fā)生漏冒，可在機頭機尾處各應(yīng)用四對一梁三柱的鋼梁抬棚支護(即四對八梁支護)，每對抬棚隨機頭機尾的推移邁步前移。在工作面巷道相連處，宜用一對抬棚邁步前移，托住原巷道支架的棚梁。(2)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。(3)綜采時，如果工作面兩端沒

36、有應(yīng)用端頭支架，則在工作面與巷道相連處，需用一對邁步抬棚。此外，超前工作面20m內(nèi)的巷道支架也應(yīng)用中心柱加強。5、預(yù)防地質(zhì)破壞帶附近局部冒頂措施其預(yù)防措施如下：(1)為預(yù)防這類頂板事故，應(yīng)在斷層兩側(cè)加強支護，并迎著巖塊可能滑下的方向支設(shè)戧棚或戧柱。(2)對于有些綜采、高檔普采和普采工作面，采煤過程中，煤壁的前方頂板和煤層特別破碎，為保證正常割煤，不漏矸石，可采用全楔式木錨桿。(3)當斷層處的頂板特別破碎，用錨桿錨固的效果不佳時，可采用注入法，將較多的樹脂注入大量的煤巖裂隙中，進行預(yù)加固。(二)采煤工作面大面積冒頂?shù)念A(yù)防措施(1)提高單體支柱的初撐力和剛度。由于使用的單體液壓支柱初撐力小、剛度差

37、，易導(dǎo)致煤層復(fù)合頂板離層，使采煤工作面支架不穩(wěn)定。(2)提高支架的穩(wěn)定性。煤層傾角大或在工作面仰斜推進時，為防止頂板沿傾斜方向滑動推到支架，應(yīng)采用斜撐、抬棚、等特種支架來增加支架的穩(wěn)定性。(3)嚴格控制采高。開采厚煤層第一分層要控制采高，使直接頂冒落后破碎膨脹能充滿采空區(qū)。這種措施的目的在于堵住冒落大塊巖石的滑動。(4)采煤工作面初采時不要反向開采。第六節(jié) 頂板事故的預(yù)防頂板事故是指：在井下建設(shè)和生產(chǎn)過程中，因為頂板意外冒落造成的人員傷亡、設(shè)備損壞和生產(chǎn)中止等事故。任何一個井下作業(yè)人員每時每刻都在和頂板打交道，疏忽了就要挨砸。頂板事故是煤礦五大自然災(zāi)害之一。它的特點是：占全國煤礦事故總起數(shù)的比

38、例和總死亡人數(shù)的比例最高;在特大事故中所占比例較小和一次死亡人數(shù)較少。據(jù)統(tǒng)計，2005年全國煤礦頂板事故起數(shù)占全國煤礦事故總起數(shù)的52.92%;頂板事故死亡人數(shù)占死亡總?cè)藬?shù)的33.33%。但是，在一次死亡10人以上特大事故中，頂板事故僅占0.85%;頂板事故一次死亡平均人數(shù)為1.13人。一、冒頂原因井下采掘工作面發(fā)生冒頂?shù)脑蚝芏?，也很?fù)雜。但總的來說主要有以下兩方面的原因。1、客觀原因(1)采煤過程中因圍巖應(yīng)力重新分布、采煤方法選擇不當和巷道布置位置不合理，所需支承壓力大于支護的支撐力，從而造成頂板垮落冒頂事故。(2)工作面遇到突然出現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造，在按章作業(yè)情況下，因設(shè)計時資料不全，也會發(fā)生

39、冒頂現(xiàn)象。如采煤工作面出現(xiàn)小斷層，工作中沒注意分析與觀察，采取通常的支護方法往往發(fā)生冒頂事故。2、主觀原因(1)采掘工作規(guī)格質(zhì)量低劣。作業(yè)時不堅持敲幫問頂，發(fā)現(xiàn)隱患不及時排除;控頂距離掌握不當;空頂作業(yè);違章放炮;冒險回柱作業(yè)。(2)管理不善。煤礦生產(chǎn)管理不同于其他行業(yè)，井下生產(chǎn)條件隨時有所變化，生產(chǎn)管理者不深入現(xiàn)場，不帶班作業(yè)，不嚴格按三大規(guī)程辦事，盲目開采、違章指揮、紀律松弛等，常常會造成事故。二、礦井頂板事故的分類及危害1、礦井頂板事故的分類隨著液壓支架的使用及頂板事故的研究和預(yù)防技術(shù)的逐步完善，頂板事故有所下降，但仍然是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。按冒頂范圍，可將頂板事故分為局部冒頂和大型

40、冒頂兩類;按發(fā)生冒頂事故的力學(xué)原因，可將頂板事故分為壓垮型冒頂、推垮型冒頂和漏垮型冒頂三類。(1)局部冒頂是指范圍不大，傷亡人數(shù)不多(1-2人)的冒頂。實際煤礦生產(chǎn)中，局部冒頂事故的次數(shù)遠多于大型冒頂事故，約占采場冒頂事故的70%，總的危害比較大。(2)大型冒頂事故是指范圍較大，傷亡人數(shù)較多(每次死亡3人以上)的冒頂。采煤工作面大型冒頂包括基本頂來壓時的壓垮型冒頂、厚層難冒頂板大面積冒頂、直接頂導(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、采空區(qū)冒矸沖入采場的推垮型冒頂及沖擊推垮型冒頂。巷道大型頂板事故多發(fā)生在局部冒頂附近及地質(zhì)破壞帶附

41、近。2、礦井頂板事故的危害礦井頂板事故的危害表現(xiàn)為以下幾個方面：(1)無論是局部冒頂還是大型冒頂，事故發(fā)生后，一般都會推倒支架、埋壓設(shè)備，造成停電、停風(fēng)，給安全管理帶來困難，對安全生產(chǎn)不利。(2)如果是地質(zhì)構(gòu)造帶附近的冒頂事故，不僅給生產(chǎn)造成麻煩，而且有時會引起透水事故的發(fā)生。(3)在有瓦斯涌出區(qū)附近發(fā)生冒頂事故將伴有瓦斯的突出，易造成瓦斯事故。(4)如果是采掘工作面發(fā)生冒頂事故，一旦人員被堵或被埋，將造成人員傷亡。三、冒頂事故的預(yù)兆1、局部冒頂?shù)念A(yù)兆(1)響聲。頂板壓力急劇增大時，支架或支柱下縮發(fā)出很大聲響，有時還會出現(xiàn)頂板發(fā)生斷裂的悶雷聲(即煤炮、板炮)。(2)掉渣。頂板嚴重破裂時，出現(xiàn)頂

42、板掉渣現(xiàn)象，掉渣越多，說明頂板壓力越大。在人工頂板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，工人叫“煤雨”，這就是發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU信號。(3)片幫。冒頂前煤壁所受壓力增加，變得松軟，片幫煤比平時多。 (4)裂縫。頂板的裂縫，一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于采空區(qū)頂板下沉引起的采動裂隙。老工人的經(jīng)驗是：流水的裂隙有危險，因為它深;縫里有煤泥、水銹的不危險，因為它是老縫;茬口新的有危險，因為它是新生的。如果這種裂縫加深加寬，說明頂板繼續(xù)惡化。(5)離層。頂板快要冒落的時候，往往出現(xiàn)離層現(xiàn)象。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。(6)漏頂。破碎的偽頂或直接頂，在大面積冒頂以前，有

43、時因為背頂不嚴和支架不牢出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。漏頂如不及時處理，會使棚頂托空、支架松動，頂板巖石繼續(xù)冒落，就會造成沒有聲響的大冒頂。(7)瓦斯涌出量突然增大。(8)頂板的淋水明顯增加。2、大面積冒頂?shù)念A(yù)兆采煤工作面隨回柱放頂工作進行，直接頂逐漸垮落，如果直接頂垮落后未能充滿采空區(qū)，則堅硬的基本頂要發(fā)生周期來壓。來壓時煤壁受壓發(fā)生變化，造成工作面壓力集中，在這個變化過程中工作面頂板、煤幫、支架都會出現(xiàn)基本頂來壓前的各種預(yù)兆。(1)頂板的預(yù)兆。頂板連續(xù)發(fā)出斷裂聲，這是由于直接頂和基本頂發(fā)生離層，或頂板切斷而發(fā)出的聲音。有時采空區(qū)頂板發(fā)出像悶雷的聲音，這是基本頂和上方巖層產(chǎn)生離層或斷裂的聲音。頂板巖層破碎下

44、落，稱為掉渣。這種掉渣一般由少逐漸增多，由稀而變密。頂板的裂縫增加或裂隙張開，并產(chǎn)生大量的下沉。(2)煤幫的預(yù)兆。由于冒頂前壓力增大，煤壁受壓后，煤質(zhì)變軟變酥而片幫增多。片幫速度比平時快，片幫程度嚴重。同時由于煤壁片幫，導(dǎo)致頂板裸露，破碎的直接頂失去支撐也會發(fā)生冒頂。(3)支架的預(yù)兆。采煤工作面冒頂前反應(yīng)在支架上的預(yù)兆有活柱下縮速度加快，下縮量增大，支柱被壓折壓彎或支柱整體向一側(cè)傾斜。掘進工作面棚子及前探支架被壓彎壓劈。這些都說明頂板壓力極大，而且支架已難以控制頂板，冒頂事故會立刻發(fā)生。(4)瓦斯和水的預(yù)兆。含瓦斯煤層，瓦斯涌出量突然增加;有淋水的頂板，淋水增加。四、冒頂事故常發(fā)的地點及原因(

45、一)采煤工作面局部冒頂事故常發(fā)的地點及原因采掘工作面或井下其他工作地點的冒頂事故大多數(shù)屬于局部冒頂事故。工作面發(fā)生局部冒頂?shù)脑蛑饕袃蓚€：一是直接頂被破壞后，由于失去有效的支護而造成局部冒頂;二是基本頂下沉壓迫直接頂破壞工作面支架造成局部冒頂。采煤工作面頂板事故常發(fā)生在靠近兩線(煤壁線、放頂線)、兩口(采場兩端)及地質(zhì)破壞帶附近。1、靠煤壁附近的局部冒頂。煤層的直接頂中，存在多組相交裂隙時，這些相交的裂隙容易將直接頂分割成游離巖塊，極易發(fā)生脫落。在采煤后，如果支護不及時，這類游離巖塊可能突然冒落砸人，造成局部冒頂事故。2、放頂線附近的局部冒頂。放頂線附近的局部冒頂主要發(fā)生在使用單體支柱的工作

46、面。放頂線上支柱受力是不均勻的，當人工回拆“吃勁”的柱子時，往往柱子一倒下頂板就冒落，如果回柱工來不及退到安全地點，就可能被砸中而造成頂板事故。當頂板中存在被斷層、裂隙、層理等切割而形成的大塊游離巖塊時，回柱后游離巖塊就會旋轉(zhuǎn)，可能推倒采場支架導(dǎo)致發(fā)生局部冒頂。在金屬網(wǎng)假頂下回柱放頂時，由于網(wǎng)上有大塊游離巖塊，也可能會發(fā)生上述的因游離巖塊旋轉(zhuǎn)而推倒支架的局部冒頂。3、采場兩端的局部冒頂。對于單體支柱工作面，采場兩端包括工作面兩端的機頭、機尾附近以及與工作面相連的巷道。在工作面兩端機頭、機尾處，暴露的空間大，支承壓力集中，巷道提前掘進，引發(fā)了巷道周邊的變形與破壞，因此要經(jīng)常進行機頭、機尾的移置工

47、作。拆除老支柱支設(shè)新支柱時，碎頂可能進一步松動冒落。隨著采煤工作面的推進，要拆掉原巷道支架的一個棚腿，換用抬棚支承棚梁，在這一拆一支之間，碎頂也可能冒落。4、地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂。地質(zhì)破壞帶及附近的頂板裂隙發(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、下盤之間的巖石無黏結(jié)力，尤其是斷層面成為導(dǎo)水裂隙時，更是彼此分離。單體支柱工作面如果遇到垂直于工作面或斜交于工作面的斷層時，在頂板活動過程中，斷層附近破斷巖塊可能順斷層面下滑，從而推倒工作面支架，造成局部冒頂。(二)采煤工作面大面積冒頂事故常發(fā)的地點及原因1、大面積冒頂事故常發(fā)的地點(1)開切眼附近。在這個區(qū)域，頂板上部硬巖

48、基本頂兩邊都受煤柱支承，不容易下沉，這就給下部軟巖層直接頂?shù)南鲁岭x層創(chuàng)造了有利條件。(2)地質(zhì)破壞帶(斷層、褶曲)附近。在這些地點頂板下部直接頂巖層破斷后易形成大塊巖體并下滑。(3)老巷附近。由于老巷頂板破壞，直接頂易破斷。(4)傾角大的地段。這些地段由于重力作用，而使巖石傾斜下滑力加大。(5)頂板巖層含水地段。這些地段摩擦系數(shù)降低，阻力大為減少。(6)局部冒頂區(qū)附近也有可能導(dǎo)致大冒頂。近幾年來，在采煤工作面大面積冒頂事故中，復(fù)合頂板下推垮型事故比較多，傷亡也較大。所謂“復(fù)合頂板”，其總的概念是：煤層頂板由下軟上硬不同巖性的巖層所組成，軟硬巖層間夾有煤線或薄層軟弱巖層，下部軟巖層的厚度一般大于

49、0.5m，而且不大于煤層采高。2、基本頂來壓時的壓垮型冒頂發(fā)生的條件與原因(1)發(fā)生壓垮型冒頂事故的一般條件如下：直接頂比較薄，其厚度小于煤層采高的2-3倍，冒落后不能充填滿采空區(qū)。直接頂上面基本頂分層厚度小于5-6m，初次來壓步距為20-30m，或更大一些。采煤工作面中，當支柱的初撐力較低時，基本頂斷裂在煤壁之內(nèi)。當工作面推進到基本頂斷裂線附近時，頂板出現(xiàn)臺階下沉，這時基本頂巖塊的重量全部由采場支架承擔。 (2)基本頂來壓時的壓垮型冒頂事故的原因如下：垮落帶基本頂巖塊壓壞采煤工作面支架，導(dǎo)致冒頂?？迓鋷Щ卷攷r塊沖擊壓壞采煤工作面支架導(dǎo)致冒頂。由于采煤工作面支架初撐力不足，在基本頂巖塊未明顯

50、運動之前，直接頂與基本頂已發(fā)生離層。當基本頂巖塊向下運動時，采煤工作面支架要受沖擊載荷，支架容易被破壞，從而導(dǎo)致冒頂。綜采工作面如遇基本頂沖擊來壓，可能將支架壓死、壓壞(立柱液壓缸炸裂、平衡千斤頂拉壞等)或壓入底板，發(fā)生頂板事故。3、厚層難冒頂板大面積冒頂發(fā)生的條件與原因當煤層頂板是整體厚層硬巖層頂板(如砂巖、砂礫巖、礫巖等)，分層厚度大于5-6m時，它們要懸露幾千平方米、幾萬平方米甚至十幾萬平方米才冒落。這樣大面積的頂板在極短時間內(nèi)冒落下來，不僅由于重力的作用會產(chǎn)生嚴重的沖擊破壞力，而且更嚴重的是會把已采空間的空氣瞬時擠出，形成巨大的暴風(fēng)，破壞力極強。關(guān)于厚層難垮頂板大面積切冒的機理，有兩種

51、解釋：一是頂板大面積懸露后，因彎曲應(yīng)力超過其強度，導(dǎo)致頂板巖層斷裂，并大面積垮落;二是頂板大面積懸露后，采空區(qū)近邊煤柱上方巖層的剪應(yīng)力超過其極限強度，導(dǎo)致頂板巖層大面積冒落。4、大面積漏垮型冒頂發(fā)生原因由于煤層傾角較大，直接頂又異常破碎，采場支護系統(tǒng)中如果某個地點失效發(fā)生局部漏冒，破碎頂板就有可能從這個地點開始沿工作面往上全部漏空，造成支架失穩(wěn)，導(dǎo)致工作面漏垮型冒頂。5、復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)奶卣髋c機理推垮型冒頂是指因水平推力作用使工作面支架大量傾斜而造成的冒頂事故。復(fù)合頂板由下軟上硬巖層構(gòu)成，下部軟巖層可能是一個整層，也可能是由幾個分層組成的分層組。這里的軟巖層與硬巖層只是個形象的說法，實際上

52、是指：采動后下部巖層或因巖石強度降低，或因分層薄，其撓度比上部巖層大，向下彎曲得多，而上、下部巖層間又沒有多大的黏結(jié)力，因此，下部巖層與上部巖層形成離層，從外表看，似乎是下部巖層較軟，上部巖層較硬。(1)復(fù)合頂板的特征如下：煤層頂板由下軟上硬不同巖性的巖層組成。軟、硬巖層間有煤線或薄層軟弱巖層。下部軟巖層的厚度大于0.5m，小于3.0m。(2)復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)臋C理如下：支柱的初撐力小，軟硬巖層下沉不同步，軟快而硬慢，從而導(dǎo)致軟巖層與其上部硬巖層離層。下位軟巖斷裂出六面體的原因：一是地質(zhì)構(gòu)造，即下位軟巖層中存在原生的斷層、裂隙;二是巷道布置原因，即在工作面開采范圍內(nèi)存在沿走向或沿傾向的舊巷、

53、下沉、斷裂;三是由于支柱初撐力低，導(dǎo)致下位軟巖層斷裂。6、金屬網(wǎng)下推垮型冒頂發(fā)生的原因回采下分層時，金屬網(wǎng)假頂處于下列兩種情況時，可能發(fā)生推垮型冒頂：(1)當上、下分層開切眼垂直布置時，在開切眼附近，金屬網(wǎng)上的碎矸石與上部斷裂了的硬巖大塊之間存在一個空隙。(2)當下分層開切眼內(nèi)錯布置時，雖然金屬網(wǎng)上的碎矸與上部斷裂了的硬巖大塊之間不存在空隙，但是一般也難以膠結(jié)在一起。金屬網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)娜^程，分為以下兩個階段：(1)形成網(wǎng)兜階段。這是由工作面內(nèi)某位置支護失效導(dǎo)致的。如果周圍支架的穩(wěn)定性很好，一般不會發(fā)展到第二階段，即不至于發(fā)生冒頂事故。(2)推垮工作面階段。在開切眼附近，金屬網(wǎng)碎矸之上有空隙

54、，或者由于支架初撐力小，而使網(wǎng)上碎矸石與上位斷裂的硬巖大塊離層，這就造成網(wǎng)下單體支柱不穩(wěn)定。在網(wǎng)兜沿傾斜推力的作用下，網(wǎng)兜下方的支柱由迎山變成反山，最終造成推垮型冒頂。這兩個階段很有可能間隔很短時間。(三)巷道頂部事故常發(fā)的地點及原因巷道頂部事故多發(fā)生在掘進工作面及巷道交叉點，巷道頂板死亡事故80%以上是發(fā)生在這些地點。可見，預(yù)防巷道頂板事故，關(guān)注事故多發(fā)地點是十分必要的。當巷道圍巖應(yīng)力比較大、圍巖本身又比較軟弱或破碎、支架的支撐力和可縮量又不夠時，在較大應(yīng)力作用下，可能損壞支架，形成巷道冒頂，導(dǎo)致頂板事故。巷道頂板事故形式多種多樣，發(fā)生的條件也各不相同，但它們在某些方面存在著共同點。根據(jù)這些

55、事故發(fā)生的原因與條件，可以制定出防范頂板事故發(fā)生的相應(yīng)措施。1、掘進工作面冒頂事故的原因掘進工作面冒頂?shù)脑蛴幸韵聝深悾?1)掘進破巖后，頂部存在將與巖體失去聯(lián)系的巖塊，如果支護不及時，該巖塊可能與巖體失去聯(lián)系而冒落。(2)掘進工作面附近已支護部分的頂部存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊，一旦支護失效，就會冒落造成事故。在斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破碎帶掘進巷道時頂部浮石的冒落，在層理裂隙發(fā)育的巖層中掘進巷道時頂板冒落等，都屬于第一類型的冒頂。因爆破不慎崩倒附近支架而導(dǎo)致的冒頂，因接頂不嚴實而導(dǎo)致巖塊砸壞支架的冒頂，則屬于第二類型的冒頂。這兩種類型的冒頂有可能同時發(fā)生。例如，掘進工作面無支護部分片幫冒頂推倒附近支架，導(dǎo)致更大范圍的冒頂。2、巷道交叉處冒頂?shù)脑蛳锏澜徊嫣幟绊斒鹿释l(fā)生的巷道開岔的時候，因為開岔口需要架設(shè)扣棚替換原巷道棚子的棚腿，如果開岔處巷道頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊，并且圍巖正向巷道擠壓，而新支設(shè)抬棚的強度不夠或穩(wěn)定性不夠，就可能造成冒頂事故。3、壓垮型冒頂?shù)脑驂嚎逍兔绊斒窍锏理敯寤驀鷰r施加給支架的壓力過大，損壞了支架，導(dǎo)致巷道頂部的巖塊冒落，從而形成事故。巷道支架所受力的大小，與圍巖受力后所處的力學(xué)狀態(tài)關(guān)系極大。若圍巖受力后仍