礦山頂板事故防治-太原理工大學(xué)張百勝第十一章采煤工作面頂板事故的防治

1、第十一章第十一章 采煤工作面頂板事故的防治采煤工作面頂板事故的防治 工作面頂板事故發(fā)生的原因有：工作面頂板事故發(fā)生的原因有：一是對(duì)采場(chǎng)頂板、底板情況及活動(dòng)規(guī)律(包括可能運(yùn)動(dòng)的范圍、方向及時(shí)間)不夠清楚；二是缺乏針對(duì)性的控制措施。只要能用正確的理論和手段實(shí)現(xiàn)對(duì)頂板的監(jiān)測(cè)，掌握頂板情況及其活動(dòng)規(guī)律，并提前采取針對(duì)性的控制措施，把頂板控制建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上，絕大部分事故是可以避免的。 一、常見頂板事故的分類一、常見頂板事故的分類(一一)局部冒頂事故局部冒頂事故局部冒頂事故的特點(diǎn)是范圍小，每次傷亡人數(shù)較少，很容易被人忽視，以致于這類事故不斷發(fā)生。統(tǒng)計(jì)分析證明，每年因局部冒統(tǒng)計(jì)分析證明，每年因局部冒頂事

2、故造成的死亡人數(shù)比重占頂事故造成的死亡人數(shù)比重占60一一70，重傷事故比重高達(dá)，重傷事故比重高達(dá)80以上。以上。局部冒頂就其觸發(fā)的原因主要有兩個(gè)方面：一是已破碎的頂板未能及時(shí)支護(hù)而局部冒落；一是已破碎的頂板未能及時(shí)支護(hù)而局部冒落；二是老頂下沉迫使直接頂破壞支護(hù)系統(tǒng)，而造成局部冒落。二是老頂下沉迫使直接頂破壞支護(hù)系統(tǒng)，而造成局部冒落。這類事故就其發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)而言，存在著一定的規(guī)律性，即絕大部分發(fā)生在臨近斷層、格曲軸部等構(gòu)造帶范圍。在正常頂板條件下，則多數(shù)發(fā)生在老頂來(lái)壓前后，特別是發(fā)生在直接頂是由強(qiáng)度較低、分層厚度較小的巖層組成的條件下。 (二二)大面積切頂事故大面積切頂事故(俗稱垮面事故俗稱

3、垮面事故) 1直接頂運(yùn)動(dòng)造成的垮面事故直接頂運(yùn)動(dòng)造成的垮面事故 (1)推垮型事故。推垮型事故。當(dāng)頂板運(yùn)動(dòng)時(shí)，在煤層的層面方向產(chǎn)生較大的推力，推倒支架，造成采煤工作面垮面事故。從推力方向來(lái)看，有三種形式：第一種是沿傾斜方向推垮支架，大都發(fā)生在沿走向推進(jìn)的工作面；第二種是向煤壁方向推垮支架，大都發(fā)生在采空區(qū)有懸頂?shù)臈l件下；第三種是向采空區(qū)方向推垮支架，最易發(fā)生在傾斜推進(jìn)的工作面。 (2)壓垮型事故。壓垮型事故。按壓垮的方向不同，壓垮型事故有向煤壁方向壓垮和向來(lái)至區(qū)萬(wàn)向壓垮兩種形式。這類事故發(fā)生時(shí)，支架首先被來(lái)自頂板方向的作用力壓彎、壓斷或壓入松軟底板而失去支撐作用，引起頂板垮落。 2老頂運(yùn)動(dòng)所引起

4、的垮面事故老頂運(yùn)動(dòng)所引起的垮面事故 (1)沖擊推垮型事故。沖擊推垮型事故。這類事故發(fā)生時(shí)，老頂首先將其作用力施加在靠近煤壁處已離層的直接頂上，造成煤壁片幫、切頂，隨后高速下沉的老頂把直接頂推垮。 (2)壓垮事故。壓垮事故。這類事故多發(fā)生在木支柱工作面，木支柱屬剛性支柱，可縮量小，工作面支柱的受力不均勻。在老頂來(lái)壓過程中，受力大的支柱首先被壓斷，其載荷轉(zhuǎn)移到其他支柱上，其他受力大的支柱也被壓斷，結(jié)果使支柱被“各個(gè)擊破”，最后連直接頂也支撐不住，造成垮面事故。 補(bǔ)充：采煤工作面冒頂預(yù)兆補(bǔ)充：采煤工作面冒頂預(yù)兆1、局部冒頂?shù)念A(yù)兆（直接頂）、局部冒頂?shù)念A(yù)兆（直接頂）由于局部冒頂預(yù)兆不明顯，易被人忽視，

5、但只要仔細(xì)觀察，也可以發(fā)現(xiàn)一些征兆。（1）響聲；（2）掉渣；（3）片幫；（4）裂縫；（5）離層；（6）漏頂；（7）瓦斯涌出量突然增大；（8）頂板的淋水明顯增加。試探有沒有冒頂危險(xiǎn)的方法：（1）木楔法；（2）敲幫問頂法；（3）震動(dòng)法。2、大面積冒頂?shù)恼髡祝ɡ享敾蛑苯禹敚?、大面積冒頂?shù)恼髡祝ɡ享敾蛑苯禹敚?）頂板的預(yù)兆：頂板連續(xù)發(fā)出斷裂聲；巖層破碎下落，掉渣逐漸增多，由稀變密；頂板裂縫增加、裂隙張開，頂板產(chǎn)生大量下沉。（2）煤幫的預(yù)兆：煤質(zhì)變軟變松，片幫增多。（3）支架的預(yù)兆：木支架、摩擦柱被壓彎、折斷，楔銷有時(shí)會(huì)彈出或擠出，金屬支柱破頂、鉆底，活柱迅速下縮，發(fā)出“咯咯”聲響。（4）瓦斯涌出量突

6、然增加，頂板淋水增加 二、常見頂板事故的統(tǒng)計(jì)二、常見頂板事故的統(tǒng)計(jì) 老頂巖梁在初次來(lái)壓前，其兩端有煤壁支撐，頂板下沉極少，如圖所示。此時(shí)工作面如果采用初撐力較低的增阻式支柱支護(hù)時(shí)，初次來(lái)壓前支架支撐力較小，來(lái)壓時(shí)支架極易失穩(wěn)，很容易被突然運(yùn)動(dòng)的直接頂所推倒，引起推垮型事故。盡管工作面在正常推進(jìn)階段中，無(wú)論是推進(jìn)時(shí)間還是推進(jìn)距離，都要比老頂初次來(lái)壓階段長(zhǎng)得多。但是，由表111可知，發(fā)生重大冒頂事故的比重只占22，6，其中老頂來(lái)壓前，發(fā)生的事故比例只有29。這說(shuō)明進(jìn)入正常推進(jìn)階段后，由于頂板周期來(lái)壓步距僅為初次來(lái)壓步距的1/214，老頂巖梁處在不等高支撐的條件下，因此只要支護(hù)強(qiáng)度高于直接頂?shù)淖饔昧?/p>

7、強(qiáng)度，工作面支架也就有可能支撐部分老頂?shù)淖饔昧Γ苊饬酥苯禹斉c老頂?shù)碾x層，支架保持了本身的穩(wěn)定性。 1事故發(fā)生的時(shí)間及地點(diǎn)事故發(fā)生的時(shí)間及地點(diǎn) 采煤工作面從開切眼推進(jìn)到停采線為止，按頂板運(yùn)動(dòng)和礦壓顯現(xiàn)特征可分為兩個(gè)階段，其一是老頂?shù)某醮蝸?lái)壓階段；其二是老頂?shù)闹芷趤?lái)壓階段。在正常周期來(lái)壓階段中，老頂來(lái)壓時(shí)垮面事故占71，其原因除了周期來(lái)壓比較頻繁，發(fā)生事故概率增大外，主要還有兩方面原因： (1)周期來(lái)壓前，頂板下沉量處于較小的狀態(tài)，由于支架的工作阻力小，造成直接頂與老頂離層，結(jié)果老頂來(lái)壓時(shí)，對(duì)直接頂形成動(dòng)壓沖擊而推垮工作面。 (2)采用木支架等剛性支護(hù)的工作面，在老頂來(lái)壓時(shí)剛性支架逐個(gè)被壓斷，最

8、后支護(hù)系統(tǒng)失去文撐直接頂?shù)哪芰?，而造成壓垮工作面的事故?表112是對(duì)事對(duì)故發(fā)生地點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分析。在老頂初次來(lái)壓階段的030m范圍內(nèi)，發(fā)生的頂板事故中有562在工作面推進(jìn)到距開切眼不到10m范圍內(nèi)，也就是工作面剛剛推進(jìn)的地段。多數(shù)事故發(fā)生在工作面進(jìn)行初次放頂期問，說(shuō)明該地段老頂或強(qiáng)度高的直接頂上部的懸梁跨度小，撓曲下沉量小，支架工作阻力很小，很容易在其下部巖層切斷時(shí)出現(xiàn)推垮型事故。沿工作面傾斜方向距上出口10m范圍內(nèi)，發(fā)生的頂板事故是臨近下出口部位的兩倍多，其主要原因是上出口上側(cè)是采空區(qū)、支撐壓力集中在工作面上出口處，頂板的完整性易于受到破壞。 2事故的類型及作用力來(lái)源事故的類型及作用力來(lái)源 統(tǒng)

9、計(jì)分析表明，所有重大切頂事故都是由直接頂來(lái)壓或老頂來(lái)壓所引起重大切頂事故都是由直接頂來(lái)壓或老頂來(lái)壓所引起的。的。其中直接頂來(lái)壓所造成的事故占61，而老頂來(lái)壓所造成的事故僅占39。由此可知，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)直接頂來(lái)壓和老頂來(lái)壓的時(shí)間和位置，提前采取措施，用正確的采煤方法、合理的支護(hù)方式及特殊的支護(hù)形式，是完全可以避免重大事故發(fā)生的。 而在直接頂運(yùn)動(dòng)造成的垮面事故中直接頂運(yùn)動(dòng)造成的垮面事故中，推垮型事故占79，這說(shuō)明在單體支柱工作面，首先應(yīng)使支架穩(wěn)定，才能撐住頂板的壓力。必須提高支架的初必須提高支架的初撐力，采用合理的支護(hù)形式，來(lái)防止頂板運(yùn)動(dòng)推垮工作面。撐力，采用合理的支護(hù)形式，來(lái)防止頂板運(yùn)動(dòng)推垮工作面。

10、 老頂來(lái)壓階段老頂來(lái)壓階段占42，所占密度較大。這類事故一般常發(fā)生在采用木支柱的采煤工作面，其主要原因是木支柱的剛性大、可縮量小、易折斷、不能主要原因是木支柱的剛性大、可縮量小、易折斷、不能適應(yīng)頂板下沉和支撐頂板壓力。適應(yīng)頂板下沉和支撐頂板壓力。實(shí)踐證明，目前采用單體液壓支柱（特別液壓支架）的工作面，由于支架初撐力高、可縮量大，可大大地降低垮面事故。 3事故的范圍事故的范圍絕大部分垮面事故的范圍是有限的，全工作面塌垮的嚴(yán)重事故絕大部分垮面事故的范圍是有限的，全工作面塌垮的嚴(yán)重事故極少。極少。除直接頂和基本頂來(lái)壓可能分段進(jìn)行外，事故的發(fā)生與工作面的生產(chǎn)工藝過程、各過程的操作情況以及工作面有關(guān)部位

11、的支護(hù)狀況有關(guān)。例如，直接頂在煤壁附近斷裂時(shí)，采煤機(jī)盲目高速向前推進(jìn)，造成大面積空頂，極易在直接頂和老頂來(lái)壓時(shí)造成推垮工作面造成大面積空頂，極易在直接頂和老頂來(lái)壓時(shí)造成推垮工作面的事故。的事故。所以，應(yīng)掌握頂板來(lái)壓的規(guī)律，事前掌握頂板活動(dòng)的信息，從操作工藝、支護(hù)方式上采取正確的措施，多數(shù)事故是可以避免的。4事故發(fā)生的煤層條件事故發(fā)生的煤層條件80的冒頂事故發(fā)生在中厚及厚煤層條件下；由于薄煤層的采高小，頂板允許活動(dòng)的空間小，頂板事故僅占20；開采厚煤層下分層時(shí)所發(fā)生的頂板事故占58，其主要原因是在人工頂板條件下，若工作面人工頂板膠結(jié)不好，很容易發(fā)生局部冒頂，導(dǎo)致發(fā)生大面積推垮工作面事故。有52的

12、頂板事故發(fā)生在傾角超過20的煤層條件下。在13次大型推培型事故中，50是發(fā)生在傾角大于20。的煤層條件下。其主要原因是煤層其主要原因是煤層傾角越大，頂板沿傾斜方向下滑的危險(xiǎn)性越大，如不設(shè)抬棚、木垛等特殊傾角越大，頂板沿傾斜方向下滑的危險(xiǎn)性越大，如不設(shè)抬棚、木垛等特殊支護(hù)來(lái)加強(qiáng)控制，很容易發(fā)生沿傾斜方向推垮工作面的事故。支護(hù)來(lái)加強(qiáng)控制，很容易發(fā)生沿傾斜方向推垮工作面的事故。（防滑措施）（防滑措施） 在13次大型推垮型事故中，53是發(fā)生在巖層強(qiáng)度差別較大的復(fù)合頂板條件下。第一類頂板是由低強(qiáng)度的直接頂與高強(qiáng)度的老頂組成的，由于直接頂冒落高度較大，能夠充填采空區(qū)，較好地阻止了直接頂向采空區(qū)運(yùn)動(dòng)。因此，

13、一般只在煤層傾角較大時(shí)才有可能發(fā)生沿傾斜方向推垮工作面的事故。第二類是由軟硬相間巖層組成的直接頂?shù)膹?fù)合頂板。高強(qiáng)度的巖層需懸露較大面積才會(huì)有明顯的下沉，如這時(shí)支架的初撐力較低，不能有效支撐直如這時(shí)支架的初撐力較低，不能有效支撐直接頂?shù)闹亓?，處于懸露狀態(tài)的低強(qiáng)度的直接頂或直接頂中的下部巖層很容接頂?shù)闹亓浚幱趹衣稜顟B(tài)的低強(qiáng)度的直接頂或直接頂中的下部巖層很容易與老頂離層，且沿煤壁切斷，造成推垮工作面事故。易與老頂離層，且沿煤壁切斷，造成推垮工作面事故。是最危險(xiǎn)的頂板組合條件。 13次重大推垮型頂板事故中有47是在人工頂板條件下發(fā)生的。而這類事故發(fā)生的地點(diǎn)大多數(shù)在開切眼附近。其主要原因是其主要原因是

14、在開切眼附近的人工頂板多數(shù)處在與老頂離層狀態(tài)。人工頂板不承受老頂?shù)膲毫Γ话闳斯ろ敯迥z結(jié)程度也不好，易在采煤、放頂過程中發(fā)生局部冒頂。當(dāng)煤層傾角較大時(shí)，容易誘發(fā)沿傾斜推垮工作面的重大事故。在老頂堅(jiān)硬的人工頂板條件下，工作面仰斜推進(jìn)是危險(xiǎn)的。 5事故發(fā)生的工藝技術(shù)條件事故發(fā)生的工藝技術(shù)條件采煤工作面使用不同支護(hù)類型支架對(duì)頂板事故發(fā)生有很大影響。采用金屬摩擦式支柱的工作面占667，其主要原因是金屬摩擦支柱初撐力小，支護(hù)質(zhì)量難以保證，而單體液壓支柱初撐力高，可縮量大，呈恒阻特性，能適應(yīng)頂板下沉和作用力的要求，很少出現(xiàn)工作面垮面現(xiàn)象。木棚支護(hù)的工作面的頂板事故占333，是因?yàn)槟静拇嬖诔鯎瘟π?、穩(wěn)定性差

15、既不能克服直接頂與基本頂?shù)碾x層，又不能很好地阻止頂板沿傾斜方向的運(yùn)動(dòng)。所以在復(fù)合頂板的條件下，特別是在煤層傾角較大時(shí)，很容易被直接頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)所推垮，造成垮面事故。另外，木支柱的可縮量很小，在基本頂來(lái)壓時(shí)，先將受力大的支柱壓斷，頂板壓力轉(zhuǎn)移集中到其他的支柱上，然后逐個(gè)被壓斷，最后將支撐不住直接頂，造成垮面事故。從統(tǒng)計(jì)分析可以看出，絕大部分壓垮型事故都發(fā)生在木支柱支護(hù)的工作面，且其80是由老頂來(lái)壓造成的。頂板控制的理論和實(shí)踐證明，單體液壓支柱的初撐力大，可以防止直接頂與基本頂?shù)碾x層，有利于保護(hù)支架的穩(wěn)定性。由于這種支柱可縮量大，且具有恒阻性，既可及時(shí)對(duì)基本頂讓壓，又可按設(shè)計(jì)要求保證對(duì)頂板的控制，能較

16、好地實(shí)現(xiàn)對(duì)頂板“頂?shù)镁o，讓得快，撐得住的基本控制要求。 回柱放頂引起的頂板事故占52，說(shuō)明工藝操作引起的頂板支撐條件的改變是頂板大面積運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要因素，因此，通過礦壓觀測(cè)，掌握頂板活動(dòng)規(guī)律，在回柱、放頂、采煤、支護(hù)、移溜和放炮等工藝過程前，采取有針對(duì)性措施，對(duì)防止頂板事故的發(fā)生是非常重要的。 減少頂板事故的關(guān)鍵：減少頂板事故的關(guān)鍵： (1)進(jìn)行礦壓觀測(cè)，掌握頂板的活動(dòng)規(guī)律，預(yù)測(cè)頂板的活動(dòng)范圍、方向及時(shí)間。 (2)對(duì)不同的煤層和頂板條件，正確選擇工作面的支護(hù)方式。如果煤層傾角大或工作面仰斜推進(jìn)時(shí)，為防止頂板沿傾斜方向滑動(dòng)推倒支架，可通過架設(shè)抬棚、木垛和打斜撐等特殊支護(hù)增強(qiáng)支架的穩(wěn)定性。 (3)

17、改善開采技術(shù)，提高支架的初撐力和支架的穩(wěn)定性，采用正確的支護(hù)手段。木支柱、摩擦式金屬支柱都存在著初撐力小、可縮量小等缺點(diǎn)，應(yīng)大力推廣單體液壓支柱、滑移頂梁支架和自移式液壓支架。 第二節(jié)第二節(jié) 局部冒頂事故的防治局部冒頂事故的防治據(jù)統(tǒng)計(jì)，采煤工作面冒頂事故中，局部冒頂事故約占70左右。由于這類事故范這類事故范圍較少，圍較少，有時(shí)僅為12或35架支架的范圍，每次傷亡僅為傷亡僅為l一一2人人，因而沒有引起人們的足夠重視。 局部冒頂?shù)姆诸悾壕植棵绊數(shù)姆诸悾?、原因分類：、原因分類：一類是直接頂被破壞后，由于失去有效的支護(hù)而造成局部冒落；另一類是基本頂下沉迫使直接頂破壞工作面支架而造成局部冒頂。2、事故

18、發(fā)生的地點(diǎn)分類：、事故發(fā)生的地點(diǎn)分類：靠近煤壁附近的局部冒頂、上下出口局部冒頂、回柱放頂線附近的局部冒頂和斷層帶附近的局部冒頂。 一、靠煤壁附近的局部冒頂一、靠煤壁附近的局部冒頂 由于原生裂隙及采動(dòng)影響，在一些煤層的直接頂中，有兩組相交的裂隙(圖115)，這就容易形成所謂“草帽花”、“鍋底面”、“驢槽面”等游離巖塊的鑲嵌型頂板。由于受采煤機(jī)割煤或放炮落煤震動(dòng)的影響，直接頂中的游離巖塊或破碎頂板，如支護(hù)不及時(shí)而冒落傷人，造成局部冒頂事故。當(dāng)采用爆破法采煤時(shí)，如炮眼的角度布置不恰當(dāng)，就有可能在放炮時(shí)崩倒支架而導(dǎo)致局部冒頂。當(dāng)基本頂來(lái)壓時(shí)，煤層本身強(qiáng)度低，煤質(zhì)軟，易片幫，擴(kuò)大了無(wú)支護(hù)空間，也可能導(dǎo)致

19、局部冒頂。 防止靠煤幫附近的局部冒頂?shù)拇胧悍乐箍棵簬透浇木植棵绊數(shù)拇胧海?）及時(shí)支護(hù)。采用能及時(shí)支護(hù)懸露頂板的支架，如橫板連鎖棚子、正懸臂交錯(cuò)金屬頂梁支架，正倒懸臂梁支架和貼幫支柱等。(2)在架設(shè)支架前必須敲幫問頂，以防落矸傷人，嚴(yán)禁工人在無(wú)支護(hù)空頂區(qū)內(nèi)進(jìn)行操作。(3)炮采時(shí)，炮眼布置及裝藥量應(yīng)合理，盡可能避免崩倒支柱。(4)工作面采用液壓支架。 (5)盡量使工作面與煤層的主節(jié)理方向垂直或斜交，避免煤壁片幫。一旦煤壁片幫，應(yīng)及時(shí)掏梁窩超前支護(hù)，防止冒頂。 (6)綜采時(shí)，對(duì)破碎直接頂可注入樹脂粘結(jié)劑（注漿），使頂板固化，以防冒頂發(fā)生。 二、上下出口的局部冒頂二、上下出口的局部冒頂上下出口位

20、于采煤工作面與巷道交接處，控頂范圍較大，掘進(jìn)巷道時(shí)，因巷道支架初撐力一般都很小，直接頂易下沉、松動(dòng)、甚至破碎，當(dāng)直接頂是由薄及軟弱巖層組成時(shí)，更易松動(dòng)破碎。上下出口處要經(jīng)常進(jìn)行工作面輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的拆卸、安裝和移溜等工作，就在舊柱拆下、新柱尚未支上的時(shí)候，已破碎的頂板有可能冒落造成局部冒頂事故。此外，上下出口處直接頂中若存在與層面斜交的裂隙組，在基本頂急劇下沉的作用下，直接頂作用在支柱上的力不僅有垂直壓力而且還有側(cè)壓力，可能推倒部分支柱，造成局部冒頂事故。 防止上下出口的局部冒頂措施防止上下出口的局部冒頂措施(1)支架必須有足夠的支撐力，不僅要支撐松動(dòng)易冒落的直接頂，還要支撐基本頂來(lái)壓時(shí)造成

21、的壓力。 (2)支護(hù)系統(tǒng)必須始終沒有發(fā)生局部冒落的“空檔”。 (3)支護(hù)系統(tǒng)要具有一定的側(cè)向抗力，防止基本頂來(lái)壓時(shí)推倒支架。 十字頂梁、四對(duì)八梁支護(hù)、端頭支架、超前液壓支架等能較好地滿足上述三個(gè)條件，因而是防治上下出口局部冒頂所采取的較理想的支護(hù)措施。 三、放頂線附近的局部冒頂三、放頂線附近的局部冒頂 放頂線上的支柱受力不可能都一樣，當(dāng)人工回拆受壓較大的支柱時(shí)，往往柱子一卸頂板就會(huì)冒落下來(lái)?？赡鼙幻奥涞捻肥业苟斐墒鹿?。在分段回柱到最后一根“吃勁”柱子時(shí)，最容易發(fā)生冒頂事故。當(dāng)頂板中存在由斷層、裂隙、層理等形成的大塊游離巖塊時(shí)，回柱后這些游離巖塊會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，推倒工作面支架而發(fā)生局部冒頂(圖1

22、16)。在金屬網(wǎng)人工頂板下回柱放頂時(shí)，若網(wǎng)上有大塊游離巖塊，也會(huì)因游離巖塊的滾滑推垮支架造成局部冒頂。防止放頂線上局部冒頂主要措施有： (1)加強(qiáng)地質(zhì)觀察工作，記載大塊巖塊的位置及尺寸。 (2)如果工作面采用的是金屬摩擦支柱支護(hù)，可在這些支柱上各支一棵木支柱作為替柱，然后回撤金屬支柱，最后用絞車回掉木支柱。 (3)為了防止直接頂中或金屬網(wǎng)上大塊游離巖塊在回柱時(shí)旋轉(zhuǎn)而推倒工作面支架，造成冒頂事故，應(yīng)在大巖塊下采用打木垛等特殊支護(hù)手段加強(qiáng)支護(hù)。當(dāng)大巖塊長(zhǎng)度沿走向超過一次放頂步距時(shí)，要加大控頂距，當(dāng)大巖塊全部處于放頂線以外時(shí)，再用絞車回掉支柱。 (4)在放頂線上架設(shè)具有液壓操縱其移置的切頂支架，也能

23、防治大塊游離巖塊旋轉(zhuǎn)推倒支架的冒頂事故。尤其是當(dāng)采空區(qū)懸頂時(shí)，效果更為明顯。四、斷層帶附近的局部冒頂四、斷層帶附近的局部冒頂斷層帶附近往往頂板裂隙發(fā)育、破碎。所以，斷層帶附近時(shí)常發(fā)生局部冒頂，必須加強(qiáng)對(duì)斷層帶附近的頂板控制。 (一一)過斷層的方法過斷層的方法 如果斷層落差小于采高的三分之一，斷層附近頂板較為完整時(shí)，工作面可以硬推過斷層。 對(duì)于斷層落差不太大，工作面輸關(guān)機(jī)能推過時(shí)，可采用挑頂挖底或用頂柱支撐過斷層(圖117)的方法。如遇到走向斷層，且影響范圍較小的，可直接通過。如遇到傾斜斷層且范圍較大時(shí)，可調(diào)整工作面的方向使其與斷層斜交逐步推過。 當(dāng)工作面遇到斷層落差較大，影響范圍也較大時(shí)，可采

24、用開探巷來(lái)探明斷層的范圍，繞過斷層帶，另掘進(jìn)開切眼或補(bǔ)巷的方法來(lái)過斷層(圖11一8)。(二二)過斷層常用的支護(hù)方法過斷層常用的支護(hù)方法 當(dāng)斷層的落差較小，頂板、底板或斷層面比較平整，而且斷層帶附近頂板不破碎時(shí)。一般可用帶帽點(diǎn)柱、棚子支護(hù)等支護(hù)支式。當(dāng)斷層附近的頂板較破碎時(shí)，頂板壓力較大，可以采用一梁二柱或一梁三柱的棚子，并將斷層帶支護(hù)好，以防冒頂。棚子與棚子要連成整體，頂板與棚梁之間要?jiǎng)x緊背實(shí)(圖a)。當(dāng)工作面遇到較大的斷層，采高在2.53.0 m時(shí)，打垂直頂板的支柱有困難，可以留底煤，在底煤上鋪底梁，再在底梁上架設(shè)支柱。底煤的側(cè)面用攔板或笆片擋好，以防底煤塌落，并可在擋板或笆片外面加打木垛(

25、圖119b)。如不留底煤，可先打超前托梁，然后由下向上架好木垛(圖119c)。五、陷落柱附近的局部冒頂五、陷落柱附近的局部冒頂 過陷落校的方法和過斷層一樣，可以繞過，也可以硬過。采用硬過的方法時(shí)，根據(jù)陷落柱破碎程度的差別，可采用套棚、木垛、撞楔法過陷落柱(圖1110)。 第三節(jié)第三節(jié) 大型冒頂事故的防治大型冒頂事故的防治(一一)復(fù)合頂板的概念復(fù)合頂板的概念 復(fù)合型頂板的一般特征是下軟上硬。下部軟巖層一般是泥巖、頁(yè)巖、砂頁(yè)巖，上部硬巖層一般是中粒砂巖、細(xì)粒砂巖、火成巖等，在軟硬巖層之間存在有弱面和光滑面，粘結(jié)力很小，極易分離。下部軟巖層的厚度一般大于0.5m，但小于2m。當(dāng)采煤工作面向前推進(jìn)后，

26、松軟頂板的下沉與堅(jiān)硬頂板的下沉不同步，因此軟硬巖層之間發(fā)生了離層，特別在支架的初撐力很小時(shí)，離層現(xiàn)象更為突出(圖11一11)。 圖11一12是由于沖刷而造成的頂板原為一種巖性變?yōu)閮煞N不同的巖性，兩層的層理分明，中間夾有薄弱煤巖或光滑面，使原來(lái)的非復(fù)合頂板變?yōu)楝F(xiàn)在的復(fù)合型頂板。 圖1113是在傾角較小，水平斷距很大的斷層作用下，出現(xiàn)的不同類型的復(fù)合型頂板。 圖1114是在近距離煤層群中，上一層煤的厚度由厚變薄，由可采變?yōu)椴豢刹?，而該層煤的直接頂較硬，下一煤層頂板比較軟，使下一層煤頂板與上層煤層及上層煤頂板構(gòu)成復(fù)合頂。 圖11一l 5是頂板巖石的主要解理面傾斜方向與工作面推進(jìn)方向一致，由于頂板懸露

27、時(shí)間不同，解理面兩側(cè)的頂板下沉值不一樣，沿解理面會(huì)產(chǎn)生離層現(xiàn)象，從而構(gòu)成復(fù)合型頂板。由此可以看出，下部的軟巖層，可能由一層以上不同巖性的巖層所組成，也可能是由層理比較發(fā)育的巖層組成。當(dāng)采用傾斜分層下行垮落采煤法開采厚煤層時(shí)，再生頂板內(nèi)下部軟巖層的厚度為0.52.0m之間，其上為較硬巖層或擠住的斷裂巖塊，上下巖層之間的粘結(jié)性又不大，則在開采下分層時(shí)，下分層可能處于再生的復(fù)合頂之下。 (二二)復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)奶攸c(diǎn)復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)奶攸c(diǎn) (1)冒頂前，頂板壓力不大，支架幾乎沒有變形、損壞，活柱壓縮量不大。 (2)在大多數(shù)的情況下，冒頂前采煤工作面直接頂已沿煤壁斷裂。 (3)冒頂后，支柱只是多數(shù)

28、沿煤層傾斜方向向下傾倒，也有向采空區(qū)或煤壁傾倒，但支柱一般沒有折損。 (4) 冒頂后，上部硬巖層大面積懸露而不垮落，個(gè)別情況下，冒落幾塊大塊巖石。 (5)冒頂在任何工序的條件下部可能發(fā)生。 (6)冒頂多數(shù)發(fā)生在開切眼附近區(qū)域。 (7)在大多數(shù)情以下，冒頂前無(wú)明顯征兆，冒頂發(fā)生時(shí)速度快，強(qiáng)度大，來(lái)勢(shì)兇猛。有時(shí)冒頂前也有一些征。能發(fā)現(xiàn)靠采空區(qū)支柱向下傾斜，沿煤壁及沿采空區(qū)邊緣的頂板掉碴等現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)征兆，迅速撤離，是可以避免事故發(fā)生的。 (三三)復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理 復(fù)合頂板發(fā)生的推垮型冒頂。必須具備以下幾個(gè)條件。 (1)離層。由于支架的初撐力小，支架插入松軟底板或浮煤

29、上，木鞋被壓縮，在頂板上位軟巖層作用下，支柱下縮或下沉，而頂板上位硬巖層并末下沉或下沉速度比下位軟巖層緩慢，使硬軟巖層下沉不同步、導(dǎo)致了軟硬巖層產(chǎn)生離層(圖1116)。 2)斷裂。在原生裂隙、構(gòu)造裂隙和采動(dòng)裂隙作用下，頂板下位軟巖層形成一個(gè)六面體(圖11一l 6)。此六面體與上位硬巖層脫離，四周與原巖層斷開或以采空區(qū)為鄰，下面由單體支架支撐。如果沒有約束，此六面體連同支撐它的單體支架將處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。(3)去路與推力。當(dāng)六面體周圍、采空區(qū)側(cè)或沿傾斜方向下側(cè)，有一個(gè)自由空間，這樣六面體(大巖塊)就有了去路，而且這個(gè)六面體的大巖塊向去處的方向又有一定的傾角時(shí)，在自重力作用下，這個(gè)六面體的大巖塊就

30、又有了向去處方向的推力。(4)推力大于阻力。假設(shè)下側(cè)有自由空間，而六面體就有了沿傾斜方向向下的推力。當(dāng)六面體下滑時(shí)，左側(cè)巖層斷裂面將產(chǎn)生阻止六面體下滑的摩擦阻力，采空區(qū)碎矸充滿采空區(qū)時(shí)，也將產(chǎn)生阻止六面體下滑的摩擦阻力；上側(cè)斷裂面可能由于巖層尚未完全斷裂而且有阻止六面體下滑的向上的拉力。只有當(dāng)六面體大巖塊向下滑動(dòng)的堆力大于阻止它下滑的總阻力時(shí)，才發(fā)生推垮型冒頂。 (5)誘發(fā)因素。摩擦總阻力是由巖層和碎矸夾緊六面體巖塊而產(chǎn)生的。而且夾得越緊、摩擦阻力就越大。如果發(fā)生震動(dòng)，六面體巖塊也會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)，則夾緊力就要減少，摩擦阻力也將減小，就有可能出現(xiàn)巖塊下滑的推力大于摩擦總阻力，引起推垮型冒頂事故。采煤

31、工作中放炮、采煤機(jī)割煤、支設(shè)支架、回柱放頂?shù)裙ば颍约皫r塊自身的下滑運(yùn)動(dòng)，都會(huì)不同程度地產(chǎn)生震動(dòng)，從而誘發(fā)推垮型事故的發(fā)生。 （四（四)采煤工作面容易發(fā)生推垮型冒頂?shù)牡攸c(diǎn)采煤工作面容易發(fā)生推垮型冒頂?shù)牡攸c(diǎn) (1)開切眼附近。在開切眼附近頂板上位硬巖層呈雙支梁狀態(tài)不易下沉，而下部軟巖層的下沉易產(chǎn)生離層現(xiàn)象。 (2)地質(zhì)破碎帶附近。地質(zhì)破碎帶附近頂板有了不同程度的破壞，頂板下部軟巖層形成六面體巖塊。 (3)廢棄巷道附近。廢棄巷道頂板的破壞，增加了在頂板巖層中形成六面體的可能性。 (4)局部冒頂區(qū)附近。這些地點(diǎn)存在“去路”，增加了產(chǎn)生六面體巖塊的可能性，也減少了六面體巖塊下滑的阻力。 (5)傾角大的

32、地段。由于重力作用，傾角愈大，六面體下滑的推力也愈大。 (6)頂板巖層含水的地段。這些地段由于含水，摩擦阻力系數(shù)降低，阻止六面體巖塊下滑的總阻力減少。 (7)掘進(jìn)區(qū)段巷道時(shí)破壞了復(fù)合頂板的地點(diǎn)。由于破壞了運(yùn)輸巷道的復(fù)合頂板，給六面體創(chuàng)造了去路；破壞了回風(fēng)巷道的復(fù)合頂板，則增加產(chǎn)生六面體的可能性，同時(shí)又減少了已產(chǎn)生六面體下推進(jìn)的阻力。(五五)防止復(fù)合型頂板推垮型冒頂?shù)拇胧┓乐箯?fù)合型頂板推垮型冒頂?shù)拇胧?(1)提高單體支柱的初撐力和剛度。由于支架的初撐力小，剛度差，導(dǎo)致復(fù)合頂板離層，又使工作面支架不穩(wěn)，造成工作面推垮型冒頂事故。因此，必須提高單體支柱的初撐力及剛度，使初撐力不僅支撐住下位軟巖層重量

33、、而且能使軟巖層貼緊硬巖層，阻止軟硬巖層的分離，也提高了支架本身的穩(wěn)定性。(2)采用“整體支架”。在采用金屬摩擦支柱和金屬鉸接頂梁支護(hù)的工作面中，用拉鉤式連接器把每排支柱從工作面上端至下端連接起來(lái)，由于在走向方向的支架由鉸接頂梁連成一體，再加上沿傾斜用拉鉤式連接器再連成一體，這樣在工作面中就組成了一個(gè)穩(wěn)定的可以防止大巖塊推倒的“整體支架”(圖1117)。 (3)應(yīng)用偽斜工作面。應(yīng)用偽斜工作面并使垂直工作面方向的向下傾角達(dá)4一6，這個(gè)措施的目的是為了限制六面體巖塊，只能沿工作面下側(cè)推移，而且防止推移的摩擦阻力較大。 (4)工作面推進(jìn)時(shí)不要反向推進(jìn)。如圖1118，工作面從開切眼向左推進(jìn)，因煤柱過寬

34、，為了提高采出率，減少煤柱損失，在初采時(shí)反向推進(jìn)幾排。若工作面的頂板為復(fù)合頂板，開切眼處的頂板已離層斷裂，當(dāng)在反向推進(jìn)范圍內(nèi)初次放頂時(shí)，很容易在原開切眼處誘發(fā)推垮型冒頂。 (5)嚴(yán)格控制采高。在開采厚煤層第一分層時(shí)，要控制采高，使直接頂冒落后破碎矸石能充滿采空區(qū)，這樣可以阻止冒落矸石大塊滑動(dòng)。 (6)利用戧柱(斜撐住)、戧棚(斜撐抬棚)。靈活運(yùn)用俄柱俄棚，使俄柱俄棚迎著六面巖體可能下滑的方向，來(lái)阻止六面體巖塊向下推移。 (7)在開切眼附近控頂區(qū)內(nèi)布置樹脂錨桿。這個(gè)方法可使下位軟巖層與上位硬巖層錨固在一起，阻止推垮型冒頂。 (8)盡量避免區(qū)段巷道與工作面斜交。當(dāng)區(qū)段巷與工作面斜交時(shí)，區(qū)段巷附近的

35、上位硬巖層由于支承條件較好而不易下沉、增加了下位軟巖層離層的可能性，不利于阻止推垮型冒頂。 二、金屬網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)姆乐味⒔饘倬W(wǎng)下推垮型冒頂?shù)姆乐?(一)金屬網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)奶攸c(diǎn) (1)冒頂多數(shù)發(fā)生在初次放頂前或進(jìn)行初次放頂過程中。 (2)冒頂多數(shù)是無(wú)征兆的突然推垮，少數(shù)工作面有一些征兆(如發(fā)現(xiàn)支柱向下傾斜)。 (3)推垮前支柱受力一般都不大。 (4)推垮后支柱沒有被壓斷折損，多數(shù)是沿傾斜方向被推倒，也有向采空區(qū)方向推倒的。 (5)推垮型冒頂發(fā)生后，上位斷裂的大塊硬巖大面積懸露，只有少數(shù)工作面上位巖層掉落幾塊。 (6)發(fā)生推垮型冒頂時(shí)多數(shù)速度很快，來(lái)勢(shì)兇猛，人力無(wú)法抗拒。 (7)工作面在進(jìn)行

36、各種工序時(shí)都可能發(fā)生推垮型冒頂，多數(shù)在進(jìn)行回柱放頂或放炮時(shí)發(fā)生。 (8)推垮型冒頂事故多數(shù)發(fā)生在采用初撐力較小的微增阻或金屬摩擦支柱的工作面。 (9)發(fā)生推垮型冒頂?shù)墓ぷ髅鎯A角都比較大，一般在20以上。 (二二)金屬網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)脑蚪饘倬W(wǎng)下推垮型冒頂?shù)脑?(1)從多數(shù)事故發(fā)生的原因來(lái)看，主要是第一分層直接頂板冒落下來(lái)的矸石不能充滿采空區(qū)。第一分層冒落矸石又沒有注漿膠結(jié)，當(dāng)開采第二、三分層時(shí)，金屬網(wǎng)上是12m多的碎巖塊，其上方有空隙，基本頂懸空面積大，此時(shí)工作面支架受力不大，穩(wěn)定性較差，斷裂大巖塊垮落時(shí)推垮金屬網(wǎng)下支柱，造成推垮型冒頂事故。（由于采空區(qū)冒落矸石不能充滿采空區(qū)，金屬網(wǎng)上的破碎

37、矸石與基本頂之間有空隙，這樣工作面金屬網(wǎng)下支柱受力較小，穩(wěn)定性較差 ）。(2)雖然有的直接頂破碎后能充滿采空區(qū)，但由于沒有注漿膠結(jié)好，破碎的巖石沒有形成整體，網(wǎng)下金屬支柱初撐力小，剛度也小，穩(wěn)定性較差，網(wǎng)上的碎矸有向下的傾斜推力，導(dǎo)致網(wǎng)上破碎巖石與基本頂硬巖層大塊離層，也容易發(fā)生大面積冒頂事故。 （3）由于煤層傾角較大，在放炮回柱放頂?shù)裙ば虻挠绊懴?，金屬網(wǎng)上碎矸石傾斜下滑，帶動(dòng)支柱往下傾倒。這些支柱逐漸失去支撐力和穩(wěn)定性，致使上部支架也逐漸失穩(wěn)。 (三三)防止金屬網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)拇胧┓乐菇饘倬W(wǎng)下推垮型冒頂?shù)拇胧?(1)用提高支柱初撐力和剛度的方法來(lái)增加支架穩(wěn)定性。(2)采用“整體支架”增加支架

38、的穩(wěn)定性。(3)采用偽俯斜工作面，旨在增加抵抗下推的阻力。(4)初次放頂時(shí)，要保證把金屬網(wǎng)放到底板。(5)用人工強(qiáng)制放頂?shù)姆椒ㄔ黾泳W(wǎng)上矸石堆積厚度，增強(qiáng)網(wǎng)下支架的穩(wěn)定性。 三、壓垮型冒頂事故的防治三、壓垮型冒頂事故的防治 (一一)頂板條件頂板條件 發(fā)生壓垮型冒頂?shù)捻敯逡话闶?、?jí)基本頂，基本頂來(lái)壓明顯或強(qiáng)烈大。來(lái)壓步距較大。 (二二)壓垮型冒頂?shù)恼髡讐嚎逍兔绊數(shù)恼髡?這些征兆按由遠(yuǎn)到近有：煤壁片幫嚴(yán)重；頂板下沉速度急劇加快；支柱的載荷急劇增大；煤壁側(cè)頂板斷裂，有時(shí)能聽到頂板有斷裂聲；煤壁側(cè)頂板掉碴；摩擦支柱“放炮”，信號(hào)柱折斷發(fā)生劈裂聲。 (三三)壓垮型冒頂?shù)臋C(jī)理壓垮型冒頂?shù)臋C(jī)理 在工作面初次來(lái)

39、壓和周期來(lái)壓時(shí)，由于基本頂斷裂，頂板急劇下沉，特別是頂板臺(tái)階式下沉?xí)r，如果工作面支架的強(qiáng)度不足，就會(huì)發(fā)生壓垮型冒頂。 (四四)防治壓垮型冒頂?shù)拇胧┓乐螇嚎逍兔绊數(shù)拇胧?(1)研究頂板活動(dòng)規(guī)律，進(jìn)行礦壓觀測(cè)，以掌握工作面的初次來(lái)壓步距，周期來(lái)壓步距，頂板下沉量及下沉速度，支柱工作阻力及壓縮量，支柱下縮速度及其各種變化情況。對(duì)頂板來(lái)壓進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。(2)當(dāng)煤層頂板是極堅(jiān)硬頂板時(shí)，可采用人工強(qiáng)制放頂和高壓注水弱化頂板，或挑頂冒落一部分巖石來(lái)增加墊層的厚度，減少頂板活動(dòng)時(shí)對(duì)采煤工作面的影響。(3)一般來(lái)說(shuō)，基本頂初次來(lái)壓比周期來(lái)壓兇猛，因此，可在基本頂初次來(lái)壓階段，加大工作面控頂距或減少一次放頂距，這

40、樣可使支架合力作用點(diǎn)后移，增加其切頂能力。 (4)出現(xiàn)臺(tái)階下沉的處理方法。如果工作面頂板臺(tái)階下沉量在300-400 mm以內(nèi)，而且范圍較小，工作面頂板沒有明顯垂交或斜交于煤壁的斷裂，在臺(tái)階下沉范圍內(nèi)周圍支柱沒有明顯壓力增大現(xiàn)象，說(shuō)明頂板壓力對(duì)生產(chǎn)的影響不大，工作面可以正常推進(jìn)。如果臺(tái)階下沉超過300-400 mm，臺(tái)階下沉范圍內(nèi)頂板有裂隙，支柱壓力增大很多，則應(yīng)停止回柱放頂。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)，采用木垛等特殊支護(hù)方式。 第四節(jié)第四節(jié) 特殊條件下采煤工作面的頂板控制特殊條件下采煤工作面的頂板控制 一、不同采煤方法時(shí)采煤工作面的頂板控制措施一、不同采煤方法時(shí)采煤工作面的頂板控制措施(一一)厚煤層傾斜分

41、層下行垮落采煤法的頂板控制措施厚煤層傾斜分層下行垮落采煤法的頂板控制措施1開采上分層時(shí)應(yīng)采取的頂板控制措施（1）作好人工頂板的鋪設(shè)和維護(hù)。隨著工作面推進(jìn)，一般沿工作面傾斜每隔0.6一0.8m鋪設(shè)一根與工作面斜交的頂梁，頂梁可以對(duì)接，最好是搭接，鋪雙層金屬網(wǎng)的工作面也可以鋪?lái)斄夯蛑讳伹G條捆；當(dāng)頂板破碎時(shí)多采用掛頂網(wǎng)的方法。(2)采后注漿促使再生頂板的形成。為了給下分層開采創(chuàng)造良好條件，減少或杜絕漏矸冒頂現(xiàn)象，根據(jù)垮落的頂板巖層性質(zhì)，采取向來(lái)空區(qū)注泥漿或水的方法，促使冒落巖石的膠結(jié)，形成再生頂板，給下分層開采創(chuàng)造有利的頂板條件。(3)保證下分層開采有必要的采高。個(gè)別地方采高不均勻造成較大的低凹處，

42、鋪網(wǎng)前先用浮煤填平。當(dāng)煤層厚度變化較大時(shí)，要及時(shí)掌握和調(diào)整分層采高。 (4)作為初次放頂工作，如果直接頂厚度薄，基本頂堅(jiān)硬，冒落的矸石不能充滿采空區(qū)，應(yīng)進(jìn)行人工放炮挑頂，防止冒落不實(shí)形成空頂而對(duì)下分層開采造成威脅。2開采下分層時(shí)的頂板控制措施。開采下分層時(shí)的頂板控制措施。(1)在人工頂板下采用炮采時(shí)炮采時(shí)，應(yīng)采用小進(jìn)度推進(jìn)；在人工頂板的完整性較差及下沉量大的情況下，可考慮采用分段爆破的采煤方式，支護(hù)形式可采用連鎖支架；人工頂板破碎而且壓力大時(shí)，可預(yù)先掏梁窩超前掛梁、及時(shí)打臨時(shí)貼幫柱和適當(dāng)縮小柱距，在頂梁上用木板、笆片背嚴(yán)背實(shí)，以防泥矸。在人工頂板下采用普采時(shí)普采時(shí)，應(yīng)選用淺截式采煤機(jī)，每次截深

43、不大于0.6m，采用單體液壓支架鉸接頂梁、交錯(cuò)式直線柱布置，人工頂板完整性差及下沉量大，可采用先割頂煤預(yù)掛頂梁，加打貼幫柱，在采煤機(jī)通過前后要及時(shí)進(jìn)行回支。在人工頂板下采用綜采時(shí)綜采時(shí)，應(yīng)選用掩護(hù)式液壓支架，以利于保護(hù)人工頂板，使其緩慢彎曲下沉，應(yīng)注意煤幫上不要出現(xiàn)傘檐，而且要及時(shí)支護(hù)，以免支架前端與煤幫之間出現(xiàn)網(wǎng)兜、破網(wǎng)及冒頂事故。 (2)放頂線采用無(wú)密集支柱放頂。根據(jù)頂板的應(yīng)力大小，增加支設(shè)向來(lái)空區(qū)傾斜的戧柱、戧棚或木垛等。對(duì)鋪笆片的工作面，為防止竄矸，可在放頂線支柱采空區(qū)一側(cè)掛笆片。鋪網(wǎng)工作面為了避免放頂線上的人工頂板受到集中應(yīng)力作用，可采用斜撐支柱撐住彎曲下沉的頂網(wǎng)。 (3)下分層初次

44、放頂時(shí)，應(yīng)注意將開切眼及上下區(qū)段平巷的網(wǎng)邊放落好，如網(wǎng)發(fā)生懸掛應(yīng)設(shè)法消除。下分層的開切眼及上下區(qū)段平巷一般應(yīng)采用內(nèi)錯(cuò)式布置。發(fā)現(xiàn)撕網(wǎng)要及時(shí)補(bǔ)好。 (4)下分層開切眼的人工頂板上，如冒落不實(shí)出現(xiàn)空頂現(xiàn)象時(shí)，可從開切眼另一側(cè)煤幫處向頂板打頂眼爆破挑頂，消除或減少空預(yù)。如有空頂，在空頂下方應(yīng)架設(shè)木垛及抬棚，待空頂區(qū)到放頂線以外，再回柱放頂。放頂時(shí)，放頂人員應(yīng)撤到實(shí)頂?shù)膮^(qū)域。 (5)網(wǎng)下開采，如發(fā)現(xiàn)“網(wǎng)兜”，當(dāng)網(wǎng)兜較小時(shí)，在兜下要架設(shè)木板梁，用單體支架將網(wǎng)兜上托，防止網(wǎng)被撕破。在網(wǎng)兜較大時(shí)，應(yīng)從下向上破網(wǎng)放矸石，同時(shí)逐架打撞楔加強(qiáng)支護(hù)。 (6)在下分層開采過程中，注意觀測(cè)頂板冒落情況，發(fā)現(xiàn)人工頂板上有

45、大塊懸頂矸石時(shí)，應(yīng)在放頂線內(nèi)側(cè)增加支設(shè)單排或雙排斜撐柱，在有懸頂矸石處的控頂區(qū)加設(shè)木垛。在回柱放頂時(shí)，該區(qū)域的所有人員必須撤出，如懸頂矸石超過5m以上，該區(qū)域內(nèi)應(yīng)適當(dāng)加大控頂距。 (二二)傾斜長(zhǎng)壁采煤法的頂板控制措施傾斜長(zhǎng)壁采煤法的頂板控制措施 (1)嚴(yán)把支柱工程規(guī)格質(zhì)量關(guān)。當(dāng)煤層傾角為25一35時(shí)，支柱的迎山角可取30一50，為了防止梁頭向傾斜下方甩動(dòng)，掛梁前，先掏超前梁窩，梁與梁之間用撐木撐好。當(dāng)頂板堅(jiān)硬時(shí)，應(yīng)挖柱窩或鑿成麻面，防止支柱在底板上滑動(dòng)而傾倒。 (2)采用傾斜拾棚，加強(qiáng)支架沿傾斜方向的聯(lián)系，防止支架傾倒。 (3)為防止冒落的矸石撞倒支柱引起冒頂，放頂線應(yīng)保持成一直線，并設(shè)連鎖拉

46、桿的傾斜抬棚，掛好擋矸簾，并在下分段上部設(shè)斜撐柱或木垛等特殊支架。 (4)當(dāng)煤層傾角大于35，采空區(qū)上部冒落矸石不能充滿采空區(qū)，出現(xiàn)頂板抽空的情況時(shí)，應(yīng)采取放頂前要充填抽空區(qū)，降低采高，初次放頂期間的控頂距要適當(dāng)加大，增加支設(shè)木垛，以增強(qiáng)支柱的穩(wěn)定性。 (三)急斜煤層采煤法的頂板控制措施 看書p250p253二、特殊條件下采煤工作面的頂板控制措施二、特殊條件下采煤工作面的頂板控制措施 (一一)單體支架工作面在初次放頂時(shí)的頂板控制措施單體支架工作面在初次放頂時(shí)的頂板控制措施 (1)初采時(shí)一般不要反推工作面若干排，以免反推距離成為初次放頂距，直接頂離層的開切眼成為控頂區(qū)，以致初次放頂后，離層的開切

47、眼直接頂失穩(wěn)，造成冒頂事故。 (2)對(duì)較硬的直接頂，工作面沿放頂線架設(shè)單排密集支柱，盡可能提高支柱的初撐力，適當(dāng)增加工作面支護(hù)密度，提高工作面支護(hù)強(qiáng)度。 (3)對(duì)堅(jiān)硬不易垮落的直接頂，可沿工作面每隔一定距離增設(shè)木垛，如頂板壓力很大時(shí)，為防止木垛被推倒，木垛四角再增設(shè)斜撐柱以增加其穩(wěn)定性。 (4)為防止煤壁出現(xiàn)采動(dòng)裂隙和臺(tái)階式下沉，要增設(shè)貼幫柱。為防止直接頂垮落而產(chǎn)生側(cè)向推力，在支設(shè)的密集支柱放頂線上，架設(shè)向采空區(qū)傾斜的斜撐柱，以提高支架的穩(wěn)定性。 (5)整個(gè)工作面適當(dāng)加大控頂距離，尤其在漏頂或局部冒頂區(qū)，沿傾斜方向上下5m范圍內(nèi)加大控頂距，待漏頂或冒落區(qū)到放頂線以外時(shí)，再回撤支柱。 (6)第一

48、次放頂，以一次回兩排柱為宜，并采取自下而上順序回柱或分段同時(shí)放頂，每一分段傾斜長(zhǎng)度一般以40一50 m為宜。 (7)一般對(duì)初次垮落步距大于20 m左右的堅(jiān)硬不易垮落的頂板，要提前采用人工強(qiáng)制放頂?shù)拇胧诠ぷ髅嫱七M(jìn)10 m時(shí)，進(jìn)行強(qiáng)制放頂，以減輕初次垮落時(shí)對(duì)工作面的影響。 (8)初次放頂時(shí)，要密切注意頂板活動(dòng)和冒落情況，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決。 (二二)采煤工作面基本頂初次來(lái)壓和周期來(lái)壓時(shí)頂板控制措施采煤工作面基本頂初次來(lái)壓和周期來(lái)壓時(shí)頂板控制措施 (1)進(jìn)行頂板觀測(cè)，掌握初次來(lái)壓和周期來(lái)壓步距，在來(lái)壓前加大支護(hù)密度，提高工作面的總體支撐力。 (2)來(lái)壓前沿放頂線增加12排密集支柱或叢柱，以增加放

49、頂線支架的支撐力，提高切頂能力，并能隔離采空區(qū)。 (3)為了增加支架的穩(wěn)定性，沿放頂線每58m增設(shè)一個(gè)木垛或增設(shè)一梁三柱斜撐抬棚。也可架設(shè)雙排交叉布置的木垛。 (4)初次來(lái)壓期間應(yīng)適當(dāng)加大工作面控頂距，以利于架設(shè)特殊支架。周期來(lái)壓期間則應(yīng)適當(dāng)縮小控頂距，以減輕基本頂對(duì)工作面的影響。 (5)采取小進(jìn)度多循環(huán)方式，加快工作面推進(jìn)度，以保持煤壁的完整性，使之具有較強(qiáng)的支撐能力。 (6)落煤后應(yīng)及時(shí)支護(hù)，并保證支架數(shù)量和質(zhì)量，且符合安全要求，煤壁片幫時(shí)，應(yīng)及時(shí)支設(shè)貼幫柱。 (7)在工作面和采空區(qū)內(nèi)架設(shè)木支柱作為信號(hào)柱，來(lái)壓時(shí)及時(shí)報(bào)警。 (8)對(duì)于大面積懸露不易垮落的堅(jiān)硬基本頂，必須提前采取人工強(qiáng)制放頂

50、，以冒落的矸石充填采空區(qū)，增加鋪墊厚度，減輕基本頂對(duì)工作面的影響。 (9)采空區(qū)內(nèi)的支柱要回收干凈，使直接頂充分垮落，以減輕基本頂垮落時(shí)對(duì)工作面支架的沖擊。 (三三)單體支柱工作面收尾時(shí)的頂板控制措施單體支柱工作面收尾時(shí)的頂板控制措施 (1)停采線應(yīng)選在兩次周期來(lái)壓的中間，避開周期來(lái)壓對(duì)工作面的影響。 (2)為防止金屬支柱丟失，在收尾前23天，每進(jìn)一刀新支設(shè)一排木柱替下金屬支柱和頂梁，對(duì)木棚應(yīng)由下向上用絞車回柱。如在替柱過程中，頂板出現(xiàn)臺(tái)階式下沉或頂板破碎甚至冒頂時(shí)，可在回收時(shí)，超前一段替柱或只在頂壓集中和破碎地段支設(shè)一些零星木支柱替柱。貼幫摩擦支柱的水平楔應(yīng)向外，以便于回收。 (3)開采到停

51、采線時(shí)要留出支護(hù)良好的最小控頂距，作為行人和運(yùn)料之用。 (4)用木垛維護(hù)好工作面上下出口，保證出口暢通，如壓力大時(shí)，則應(yīng)另開出口。 (5)回柱的順序是由采空區(qū)向煤壁，由下向上。對(duì)拉工作面及有中間巷的工作面，如傾角不大，可由兩邊向中間回柱。 (6)對(duì)于金屬網(wǎng)人工頂板下分層工作面，應(yīng)在煤壁內(nèi)保留有足夠長(zhǎng)的網(wǎng)道，下分層停采線較上分層停采線要向采空區(qū)內(nèi)錯(cuò)數(shù)米。 (7)回柱工必須了解頂板情況，采空區(qū)支柱要回收干凈。 (8)隨著工作面下段頂板垮落堵塞，如出現(xiàn)工作面溫度升高，有害氣體積聚時(shí)，工作面回風(fēng)巷要安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)加強(qiáng)通風(fēng)。 (9)對(duì)于個(gè)別采用由上而下回柱，并由工作面溜槽下放的工作面，要采取安全措施，以

52、防垮落的巖石滾下造成傷人事故。 (10)走向長(zhǎng)壁上行水砂充填工作面收尾時(shí)的支護(hù)形式及回柱措施等，應(yīng)在作業(yè)規(guī)程中作出具體規(guī)定。水砂充填工作面分層開采結(jié)束后要充滿采空區(qū)。 看書p255p256(四四)托偽頂或松軟破碎頂板的工作面的頂板控制措施托偽頂或松軟破碎頂板的工作面的頂板控制措施(五五)綜采工作面在破碎頂板條件下的頂板控制措施綜采工作面在破碎頂板條件下的頂板控制措施 (1)采用帶壓移架法。如煤壁片幫深度達(dá)到未割煤先移架也不影響采煤機(jī)割煤時(shí)，應(yīng)采取超前移架法。 (2)在移架時(shí)有可能出現(xiàn)冒頂?shù)那闆r下，應(yīng)采取先移頂板完整的支架，并在頂梁上放平行于工作面的長(zhǎng)木梁護(hù)住附近不完整的頂板，然后再移相鄰支架。

53、如遇到破碎漏矸頂板，還要在平行于工作面長(zhǎng)木梁上鋪金屬網(wǎng)片、荊笆或木板等護(hù)頂材料(圖)。 (3)當(dāng)工作面頂板在割煤后很快垮落，并且垮落面積較大時(shí)，可在相鄰支架間超前架設(shè)一梁二柱或一梁三柱的走向棚。在走向棚下面再架設(shè)l一2架平行于工作面的臨時(shí)抬棚。當(dāng)前移支架托住抬棚，即可撤除抬棚的支柱，相鄰支架即可在平行于工作面棚梁和走向棚保護(hù)下前移，最后拆除走向棚支柱。 (4)當(dāng)煤壁易于片幫，支架又沒有護(hù)幫設(shè)施時(shí)，可靠近煤幫打臨時(shí)柱。 (5)當(dāng)支架頂梁上方冒頂時(shí)，可采用在支架頂梁上方架設(shè)木垛接頂。 (6)控制工作面局部破碎頂板，可垂直工作面在頂梁上鋪金屬網(wǎng)，網(wǎng)與網(wǎng)之間的搭接長(zhǎng)度為200 mm，每隔100 mm連

54、一扣，特別注意新網(wǎng)片應(yīng)放在舊網(wǎng)片下面。頂板破碎范圍較大時(shí)，宜選用平行于工作面鋪網(wǎng)的方法。 (7)破碎頂板的綜采工作面支架選型應(yīng)盡可能采用掩護(hù)式液壓自移支架。第五節(jié)第五節(jié) 采煤工作面頂板事故的處理采煤工作面頂板事故的處理 一、處理頂板事故的一般原則一、處理頂板事故的一般原則處理頂板事故的主要任務(wù)是搶救遇難人員及恢復(fù)通風(fēng)等。搶救遇難人員時(shí)，首先直接與遇難人員取得聯(lián)絡(luò)，可采取呼叫、敲打和使用地音探聽器等方法，來(lái)確定遇難人員的地點(diǎn)和人數(shù)。如果遇難人員所在地點(diǎn)通風(fēng)不良，必須設(shè)法加強(qiáng)通風(fēng)，以保證遇難人員能呼吸到新鮮空氣。如果因冒頂遇難人員被堵在矸石堆內(nèi)，應(yīng)利用壓風(fēng)管，水管及開掘巷道、打鉆孔等方法，向遇難人

55、員輸送新鮮空氣，飲料和食品。在搶救中，必須時(shí)刻保護(hù)人員的安全。如果發(fā)現(xiàn)有再次冒頂危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)首先加強(qiáng)支護(hù)，準(zhǔn)備好安全出口通道。在冒落區(qū)進(jìn)行救護(hù)工作時(shí)，要密切注視頂板的活動(dòng)情況，注意檢查瓦斯及其它有害氣體。在清除冒落矸石時(shí)，要小心地使用工具，防止傷害遇難人員。在處理頂板事故時(shí)，應(yīng)根據(jù)巖層冒落高度、冒落塊度大小、冒頂位置和范圍大小以及圍巖破碎和礦壓等情況，采取不同的搶救方法。 (1)頂板冒落范圍不大時(shí)，若遇難人員被大塊矸石壓住，可采用千斤頂、撬棍等工具把大塊巖石撬起，將人迅速救出。 (2)當(dāng)頂板沿煤壁冒落，矸石塊度比較破碎，遇難人員又靠近煤壁時(shí)，可沿煤壁內(nèi)冒頂區(qū)從外向里掏洞，架設(shè)梯形棚子支撐頂板，一

56、邊架設(shè)棚子，一邊掏洞，直到把遇難人員救出為止。 (3)當(dāng)遇難者位置靠近放頂區(qū)時(shí)，可沿放頂區(qū)由外向里掏小洞，架設(shè)梯形棚子，用木板、笆片把頂、幫背嚴(yán)背實(shí)，或用前探棚邊支護(hù)邊掏洞，把遇難人員救出。 (4)如果冒頂范圍較小、矸石塊度小，比較破碎，可果用撞楔法處理冒頂。 (5)分層開采的工作面發(fā)生冒頂事故，由于底板是煤層，當(dāng)遇難人在金屬網(wǎng)或在荊笆等人工頂板的下面時(shí)，可沿底板煤層在人工頂板下掏小洞，邊架棚邊掏洞，把遇難人員救出。 (6)當(dāng)?shù)装迨菐r層，遇難者在金屬網(wǎng)或荊笆等人工頂板下面時(shí)，可沿煤壁掏小洞，救出遇難人員。 (7)當(dāng)工作面冒落范圍很大時(shí)，遇難者在冒落工作面的中間，如采用掏小洞和撞楔法處理所用時(shí)間

57、長(zhǎng)，而且也不太安全，應(yīng)采取沿煤層重新開道的方法處理。新開巷道與原工作面距離一般為35m左右。也可以沿煤壁采用掏洞法處理，但靠冒落區(qū)的一側(cè)必須用木板、笆片背嚴(yán)背實(shí)，以防竄矸。 (8)工作面兩端冒落，把人堵在工作面中間，此時(shí)如采用掏小洞或撞楔法難以通過，則可采取另掘巷道的方法，繞過冒落區(qū)或危險(xiǎn)區(qū)將遇難人員救出。 (9)單巷掘進(jìn)發(fā)生冒頂事故，將遇難人員壓住或堵住時(shí)，可采用撞楔法搶救遇難人員。 (一一)采煤工作面局部小范圍冒頂?shù)奶幚矸椒ú擅汗ぷ髅婢植啃》秶绊數(shù)奶幚矸椒?(1)在掏梁窩或掛金屬頂梁之前，必須檢查冒頂處的支架情況，如發(fā)現(xiàn)有折損、變形歪扭的柱子，要立即處理好，以防止繼續(xù)冒頂和落矸傷人(圖1

58、128)。 (2)在冒頂范圍內(nèi)掏出一部分冒殲后，進(jìn)行掏梁窩，支設(shè)單腿棚子或金屬懸臂梁的工作。 (3)支設(shè)好單腿棚或掛好懸臂梁后，棚梁上的空隙要用木料架設(shè)小木垛接嚴(yán)接實(shí)頂板，架設(shè)小木垛前應(yīng)先挑落浮矸，小木垛必須剎緊背實(shí)，防止冒落范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。 (4)小木垛架設(shè)好，便可以清除浮矸、浮煤。支好貼幫柱，以防煤壁片幫。 (二二)采煤工作面局部較大范圍冒頂?shù)奶幚矸椒ú擅汗ぷ髅婢植枯^大范圍冒頂?shù)奶幚矸椒?(1)偽頂冒落，直接頂沒有冒落時(shí)，一般可采取從冒頂兩端向中間進(jìn)行打探梁處理。首先檢查冒頂區(qū)的頂板及支架的情況，如有支架折損、失效，應(yīng)先把支架補(bǔ)齊修好，并加固冒頂區(qū)上下方的支架，控制冒頂波及范圍。為防止冒頂

59、范圍繼續(xù)擴(kuò)大，要備有足夠的支護(hù)材料。如果棚頂上空隙不大，則用木料或竹笆、荊條填滿背實(shí)。如果棚頂上空隙較大，就必須在棚頂上架設(shè)小木垛，緊貼頂板為止。在架設(shè)小木垛之前，須先支設(shè)臨時(shí)支柱來(lái)支撐頂板(圖1129a)，挑落矸石后，再架設(shè)小木垛(圖1129b)。最后清理好冒落的矸石，支好貼幫柱，背好煤壁，以防片幫。(2)直接頂沿煤壁冒落，且冒落區(qū)矸石沿煤壁繼續(xù)冒落，如塊度較小，采用探板打不進(jìn)去，則可采用撞楔法進(jìn)行處理(圖1129c)。在打撞楔之前須做好下列準(zhǔn)備工作：檢查頂板冒落區(qū)的支架的完好情況，有無(wú)折損、失效，是否需要替換和加固，需要替換支架的應(yīng)迅速替換，需要替換支架的應(yīng)迅速替換，需要加固的支架應(yīng)立即加

60、固，防止冒頂事故的擴(kuò)大；準(zhǔn)備好必要的材料和工具；保證安全出口暢通無(wú)阻；木楔要削成尖頭，長(zhǎng)度要一樣。打撞楔的步驟是：先在冒頂處架設(shè)撞楔棚子，撞楔的方向應(yīng)與棚梁的方向垂直；把撞楔放在棚梁上，它的尖端朝向頂板冒落處，末端墊一塊方木塊，用錘敲打撞楔的尾部，使撞楔插入冒頂?shù)捻肥褍?nèi)，將巖石托住，使巖石不再繼續(xù)冒落；撞楔將巖石托住后，應(yīng)立即清除撞楔下面的冒落矸石，并架設(shè)棚子。 1采取恢復(fù)工作面的方法處理大面積冒頂采取恢復(fù)工作面的方法處理大面積冒頂 對(duì)影響不大，冒頂區(qū)不超過15m，垮落的矸石塊度不大，采取一定的措施后人工能清除的，一般不另開開切眼，可以來(lái)取恢復(fù)工作面的方法處理大面積冒頂。 (1)從工作面冒頂