頂板災(zāi)害防治

1、第三個專題華北科技學(xué)院 劉過兵頂板災(zāi)害防治及勘察概 述第一節(jié)、礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律及影響因素第二節(jié)、采場頂板事故防治及預(yù)防勘察第三節(jié)、巷道頂板事故防治及勘察第四節(jié)、沖擊地壓事故防治及勘察概 述一、研究頂板事故及防治勘察的重要性 在我國統(tǒng)配煤礦（國有重點(diǎn)煤礦）中，頂板事故傷亡人數(shù)占煤炭行業(yè)總傷亡人數(shù)的比重較大。而頂板事故又分為采場（工作面）頂板事故和巷道頂板事故。請看下面幾組數(shù)據(jù)。 1、1954年-1985年期間頂板事故占總死亡人數(shù)的45%。 其中：采場（工作面）頂板事故占3/4 巷道頂板事故占1/4 而在采場頂板事故中： 按支護(hù)類型分：磨擦支柱、木支柱占93%、其它支柱占7% 按頂板類型分：直接頂

2、板事故占93%、老頂事故占7% 按冒頂類型分：局部冒頂占70% 、大型冒頂占30% 按 地 點(diǎn) 分：機(jī)道炮道占26%、放頂線占15% 、 上下出口占15% 、 其他地點(diǎn)占44% 2、1986年-1992年頂板事故死亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的40%， 有所下降，但比例也發(fā)生變化。 其中：采場頂板事故占2/3 巷道頂板事故占1/3 變化原因分析： 整體事故比例下降是由于支護(hù)設(shè)備發(fā)展科學(xué)研究成果的 應(yīng)用，管理的加強(qiáng)所致。 采場頂板事故3/42/3主要是支護(hù)形式發(fā)展單體液壓支 柱，液壓支架的應(yīng)用，回采工藝發(fā)展。 巷道頂板事故上升： A：巷道斷面擴(kuò)大 B：巷道總數(shù)加大、使用時間長 C：支護(hù)技術(shù)有待進(jìn)一步完善

3、40%或許45%的大比例很值得去研究去監(jiān)察，進(jìn)一步降低。 且事故類型很多，隨機(jī)性多樣性，要求加大勘察力度。 二、頂板事故發(fā)生原因分析 1、自然因素 2、技術(shù)因素 3、人為因素 4、勘察的目的三、介紹幾本參考書 1、中國采場圍巖控制 陳炎光、錢鳴高主編 2、中國巷道圍巖控制 陳炎光、陸士良主編 3、頂板災(zāi)害防治 岑傳鴻編 以上皆為中國礦大出版社出版 第一節(jié)、礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律及影響因素一、采場礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律1、初次放頂- 當(dāng)工作面自開切眼推進(jìn)一段距離后，工作面開始第一次大 面積的放頂，叫做初次放頂。 初次放頂工作面需要采取相應(yīng)的安全防范措施，制定監(jiān)測 制度等以策安全。煤礦頂板事故在初次放頂時發(fā)生

4、者也 不在少數(shù)，應(yīng)特別引起注意，也是勘察的主要內(nèi)容之一， 后面見案例分析。2、直接頂初次垮落- 初次放頂后，直接頂首次大面積的垮落稱為初次垮落，即直 接頂冒高超過11.5占全工作面的1/2以上為準(zhǔn)。 如圖1所示。 巖石強(qiáng)度 分層厚度 節(jié)理裂隙 直接頂初次垮落步距-直接頂初次垮落后，從切頂線到 開切眼煤壁的距離叫直接頂初 次垮落步距。它是一個很重要 的指標(biāo)，對頂板分類和研究礦 壓理論很重要。 直接頂初次垮落步距：5-25M不等，見表1。 3、老頂初次來壓 當(dāng)老頂懸露達(dá)到極限時，老頂?shù)谝淮螖嗔?，同時發(fā)生破斷 巖塊的回轉(zhuǎn)失穩(wěn)。從而導(dǎo)致工作面頂板急劇下沉，此時工 作面支架顯現(xiàn)壓力普遍增大現(xiàn)象，即稱為老

5、頂初次來壓。 直接頂垮落后，與老頂之間有一個空隙空間。 如圖2、圖3。 n 若=0，即直接頂冒落后充滿采空區(qū); 則h=m/（kp-1） 其中：m-煤厚; h-直接頂總厚度; kp-巖石碎脹系數(shù)（初始值1.25-1.5,）; 一般(2-4）倍（通常用N表示）采高的直接頂冒落 后即可。填滿采空區(qū)，周期來壓則不明顯。老頂初次來壓前的結(jié)構(gòu)及周圍應(yīng)力分布情況. 如圖4所示。 圖4 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) 老頂初次垮落時，工作面煤壁距開切眼煤壁的距離 叫做老頂初次垮落步距。 老頂初次垮落步距的相關(guān)因素： 老頂?shù)膸r石力學(xué)性質(zhì) 老頂?shù)暮穸?巖塊

6、之間的膠合條件等 老頂初次來壓步距，一般為20-35M 有的可達(dá)50-70M不等 持續(xù)時間2-3天4、老頂周期來壓 老頂初次來壓后隨工作面的推進(jìn)，老頂呈規(guī)律性折斷， 工作面顯現(xiàn)周期性的來壓，稱為周期來壓。 老頂頂板經(jīng)歷了穩(wěn)定-失穩(wěn)-再穩(wěn)定的變化。 如圖5、圖6所示。 圖5 老頂周期來壓a-老頂斷裂下沉 b-頂板臺階下沉圖6 回采工作面推進(jìn)中巖體結(jié)構(gòu)的變化過程周期來壓時礦壓顯現(xiàn)： 頂板下沉速度增大 下沉量增大 支柱載荷增加、鉆底 煤壁片幫 支柱折損 臺階下沉 周期來壓步距-兩次周期來壓間工作面推進(jìn)距離。 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)并根據(jù)實(shí)測，周期來壓步距： L周=（1/2-1/4）L初5、三帶 回采工作面初次來壓

7、后，隨著工作面的繼續(xù)推進(jìn)，工作面 上復(fù)巖層的活動情況將逐漸形成常說的上“三帶”，即： 冒落帶（垮落帶）-巖塊不規(guī)則垮落和堆積 Kp=1.3.5，壓實(shí)后1.03左右 裂隙帶-在冒落帶之上，巖塊斷裂但整齊排裂 彎曲下沉帶-裂隙帶之上直到地表，巖層裂隙較 少，但有下沉。如圖7所示。 6、采場圍巖應(yīng)力分布 1）工作面前后方應(yīng)力分布-移動支承壓力分布 由于開采所致，應(yīng)力重新分布，在工作面前方形成了支 承壓力帶，它的影響范圍達(dá)30-40m或更遠(yuǎn),最高峰在 煤壁前方7-10m處。K可達(dá)2-3，隨開采移動。 工作面后方冒落矸石被壓實(shí)，一般只恢復(fù)到rh或比 rh稍高一點(diǎn)。如圖8所示。 2）工作面兩側(cè)支承壓力分布

8、-固定支承壓力分布 隨工作面開采，在工作面兩側(cè)煤柱或煤體上也形成支承 壓力。作用時間長，位置比較固定，如圖9、圖10所 示，稱為固定支承壓力。 二、頂板分類（一）按巖性和與煤層的位置劃分 1、偽頂-厚度小于0.5m，極易垮落，隨采隨冒，位于 煤層之上。 2、直接頂-巖層較穩(wěn)定，位于偽頂之上，一般隨放頂 可垮落。 3、老頂-在直接頂之上，巖層厚而硬，難冒落，有時 呈規(guī)律性折斷。 典型柱狀如圖11所示。 圖11 頂板典型柱狀圖示例（二）我國對直接頂分類和老頂?shù)姆旨?為了確定支護(hù)參數(shù)和支架造型，1981年煤炭工業(yè)部頒發(fā)： 緩傾斜煤層頂板分類方案，如表2、表3所示 1、掘進(jìn)巷道引起的圍巖應(yīng)力分布 巷道

9、未開掘之前，巖體處于原始應(yīng)力狀態(tài)rh，在巷道開掘 后，應(yīng)力即開始重新分布，巷道圍巖內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象， 當(dāng)圍巖強(qiáng)度小于圍巖應(yīng)力，圍巖則產(chǎn)生塑性變形，并向巖 體深部發(fā)展。一般巷道開掘后形成如下圖所示的狀態(tài)。 巷道圍巖一般分為四個區(qū)：破裂區(qū) A 塑性區(qū) B 彈性區(qū) C 原始應(yīng)力區(qū) D 開切眼開掘后兩側(cè)煤體的應(yīng)力如圖13所示。 2、采動影響下，底板應(yīng)力分布 支承壓力通過煤體，直接傳遞到底板巖層，在底板巖層 一定范圍內(nèi)同樣存在支承壓力的影響。如下圖所示。 a 一側(cè)采空煤柱應(yīng)力分布特征 煤柱應(yīng)力呈三角形; 應(yīng)力增高系數(shù)為3; =30°40° 傳遞深度為（1.5）B. b 煤柱寬度為B

10、，兩側(cè)采空時應(yīng)力特征 煤柱應(yīng)力呈鐘形; 應(yīng)力增高系數(shù)為5; 煤柱最中心下方應(yīng)力最大; =30°40° 傳遞深度為3B. c 煤柱寬度為2B，兩側(cè)采空應(yīng)力特征 煤柱應(yīng)力呈馬鞍形; 應(yīng)力增高系數(shù)為3.5; =30°40° 傳遞深度為3B. 四、影響礦山壓力顯現(xiàn)的因素分析（一）地質(zhì)因素 1、斷層與褶曲 斷層的影響 頂板失去連續(xù)性，容易冒頂; 構(gòu)造應(yīng)力存在使巷道難以維護(hù); 伴有其他災(zāi)害因素存在. 褶曲的影響 構(gòu)造應(yīng)力使頂板難維護(hù); 頂板破碎，易冒頂. 如圖15所示 在地層水平應(yīng)力作用下巷道底板鼓起 在地層水平應(yīng)力作用下巷道兩幫破裂2、節(jié)理、裂隙的影響 直接頂被切

11、割，易冒頂; 影響老頂?shù)姆€(wěn)定性. 如圖16所示 3、煤層傾角的影響 頂板壓力的方向改變; 支架的穩(wěn)定性受到影響; 底板滑動給支護(hù)帶來困難. 如圖17所示 （二）開采技術(shù)因素 1、采高與控頂距 采高和控頂距越大，頂板下沉量越大; 采高越大，冒落帶越高，上復(fù)巖層破壞越嚴(yán)重; 煤壁越易片幫; 老頂越難取得平衡. 2、工作面推進(jìn)速度 增大 頂板下沉量小 ; 反之加大; 頂板破碎強(qiáng)度減緩; 破碎; 礦壓比較緩和; 壓力大. 3、采深（加大） 支承壓力影響范圍增大; 原始應(yīng)力增大，工作面壓力增大; 頂板難維護(hù)，支柱載荷增大; 礦壓顯現(xiàn)加劇、片幫、壓出; 易誘發(fā)沖擊地壓和煤與瓦斯突出. 第二節(jié)、采場頂板事故

12、防治及預(yù)防勘察一、頂板事故的分類（一）目前的多種分類 1、總工程師指南分類 大面積切頂; 小范圍局部冒頂; 2、煤礦頂板事故的防治分類 局部冒頂事故; 大型冒頂事故; 急傾斜工作面頂板事故. 3、頂板災(zāi)害防治分類 壓垮型冒頂; 漏冒型冒頂; 推垮型冒頂; 綜合類型冒頂. 4、中國煤礦采場圍巖控制分類 壓垮型冒頂; 漏冒型冒頂; 復(fù)合頂板推垮型; 金屬網(wǎng)下推垮型; 其他推垮型; 綜采工作面直接頂冒頂.（二）頂板事故分類 頂板事故： 采場頂板事故-綜采頂板事故 一次采全高 分層開采 普采頂板事故 一次采全高 分層開采 炮采頂板事故 一次采全高 分層開采 殘采頂板事故 巷道頂板事故-巷道掘進(jìn)頂板事故

13、 巷道維修頂板事故 巷道回收頂板事故 巷道交叉點(diǎn)事故 （一） 綜采工作面頂板事故的致因及預(yù)防勘察1、綜采工作頂板事故經(jīng)常發(fā)生的地點(diǎn)及原因分析 1）地點(diǎn)：端面頂板 煤壁片幫 如圖18、圖19所示 n 2）案例：東梁五井和徐州龐莊東城井事故n 事故案例1n 徐州礦務(wù)局龐莊礦東城井綜采三隊(duì)948工作面，過煤層變薄帶放震動炮，第一炮放完后，第二炮未放響，放炮員和班長在運(yùn)輸機(jī)和支架立柱間查找未放響的原因。煤壁突然片幫，折下一塊長2.55米，寬0.7米，厚0.4米的大塊矸石,砸在采煤機(jī)牽引鏈上,又彈起砸在放炮員身上,造成死亡事故.n 事故主要原因是放炮炮眼過深過高,煤壁和端面頂板遭到破壞,未及時查看頂板情

14、況,造成片幫傷人。n 事故案例2n 遼寧阜新礦務(wù)局東梁五井綜采隊(duì),將換下的采煤機(jī)滾筒調(diào)高油壓千斤頂用工作面運(yùn)輸機(jī)下運(yùn),卡在煤壁側(cè),檢修工越過運(yùn)輸機(jī)到煤壁側(cè)用撬棍撬,另一名工人用腳蹬,此時煤壁片下一塊長4.1米,高1.2米,厚0.4米的煤塊,砸在工人的頭部死亡.n 事故主要原因不敲幫問頂,無防片幫措施,麻痹大意造成.3）原因分析： 端面冒頂原因分析 直接頂?shù)膸r性不穩(wěn)定; 老頂巖層的斷裂; 端面距尺寸過大. 片幫原因分析 采高; 煤層硬度; 礦壓; 切割面形狀. 4)防治措施及勘察 及時移架、減小端面距; 提供必要的水平推力，合理初撐力和支護(hù)強(qiáng)度; 支架頂梁不宜過分抬頭和低頭（1015°

15、）; 固化頂板，加設(shè)護(hù)幫裝置; 保持工作面有較快的推進(jìn)度; 監(jiān)測頂板，及時消除冒頂隱患. （二）普采工作面頂板事故的致因及預(yù)防勘察n 3）案例分析:肥城楊莊礦、固家莊礦頂板事故事故案例1n 肥城楊莊礦10306高檔普采工作面，工作面推進(jìn)速度較慢，頂板已經(jīng)出現(xiàn)臺階下沉，工作面支柱支護(hù)阻力不足，支柱支在浮煤上。工作面分段放頂，分段距離較近，只有6米。當(dāng)?shù)诙彭斀M尚未支設(shè)特殊支架，剛要扶起自行傾倒支柱時，頂板沿傾斜突然跨落4米多，當(dāng)場埋住3人，全部死亡。n 事故主要原因是工作面支護(hù)密度不夠，支護(hù)質(zhì)量差，支柱失效，放頂分段距離太近，頂板活動劇烈，已產(chǎn)生臺階下沉，未及時采取有效措施造成。n 事故案例2n

16、 肥城礦務(wù)局國家莊礦2608工作面開采薄煤層，煤厚1米，工作面無直接頂，老頂為16-27米的中粒砂巖。工作面單體液壓支柱支護(hù)，當(dāng)工作面推進(jìn)15米時，工作面來壓，部分頂板冒落，人員撤離工作面。但僅過10分鐘，在并未采取任何加強(qiáng)支護(hù)措施的情況下繼續(xù)工作，頂板自工作面采空區(qū)向工作面推跨，壓住5人，3人死亡。2人重傷。n 事故原因：對工作面來壓缺乏認(rèn)識，初次來壓認(rèn)為10分鐘過去就穩(wěn)定。進(jìn)入工作面應(yīng)首先加強(qiáng)支護(hù)，視頂板情況而定。另外工作面支護(hù)質(zhì)量差，支護(hù)密度不足。 4）防治及勘察 加強(qiáng)工作面支護(hù)，減少災(zāi)害，逐漸采用單體 壓支柱； 增加支柱初撐力； 縮小控頂距； 正確安全回柱放頂，加設(shè)必要的特種支護(hù)； 嚴(yán)

17、禁同工種同時同地平行作業(yè)； 加快工作面推進(jìn)度； 加強(qiáng)礦壓觀測，摸清頂板活動規(guī)律； 加強(qiáng)對初次放頂?shù)谋O(jiān)控與管理； 增加支架的穩(wěn)定性； 加強(qiáng)安全教育，提高自身安全意識。 如圖20、21、22及表4所示 2、分層開采頂板事故致因及防治勘察 1）冒頂事故的特點(diǎn) 開切眼附近，初次放頂前后； 有明顯前兆，多數(shù)推垮突然； 推垮前支柱受力不大； 上位巖層大面積懸露， 有大塊冒下； 支柱多數(shù)向下向采空區(qū)方向 傾倒； 推垮型速度快，人力無法抗拒； 易發(fā)生在回柱時； 案例多在磨擦支柱工作面。 如圖23所示 n 2）原因分析：n 由于支護(hù)不到位、不及時或失效而出現(xiàn)網(wǎng)兜； 碎矸石與上位斷裂硬巖大塊巖石產(chǎn)生離層； 網(wǎng)兜漏

18、冒造成頂板整體運(yùn)動，推倒工作面支架； 假頂鋪設(shè)不嚴(yán)，灌漿注水不充分； 工作面支護(hù)質(zhì)量不好，密度不當(dāng)，穩(wěn)定性差； 對網(wǎng)兜現(xiàn)象處理不及時； 其他工序?qū)е旅绊敚ǚ排诘龋?。n 3）案例分析：汾西水浴礦n 汾西礦務(wù)局水峪礦3209工作面開采中分層，頂板為上分層金屬網(wǎng)假頂。工作面三、四排控頂，80機(jī)組采煤。初次放頂后，工作面有110米未冒落，工作面在未架設(shè)木垛、支設(shè)密集柱的情況下，工人先回后支、回柱放頂，并放震動炮，致使頂板沿工作面冒落長12米，將6人壓住，全部死亡。n 事故原因：對初次放頂認(rèn)識不足，大面積未冒落，也不采取任何措施，放炮崩倒支架，采煤、放頂平行作業(yè)，導(dǎo)致頂板劇烈下沉，支架無法抗拒，致使大面

19、積冒頂，造成重大傷亡事故。4）防治勘察 控制控頂距，提高支柱初撐力，防止網(wǎng)兜出； 現(xiàn)，防止各工序碰倒支架； 增加支架的穩(wěn)定性，十字頂梁； 工作面開切眼，內(nèi)錯布置，初次放頂，將網(wǎng)剪斷； 加強(qiáng)工作面質(zhì)量管理，機(jī)采及時掛梁，縮小截深 ； 灌漿灌水充分； 回柱放頂采取嚴(yán)密安全防范措施。 （三）炮采工作面頂板事故的致因及預(yù)防勘察 1.冒頂多發(fā)生在開切眼附近; 2.冒頂前征兆不明顯，冒頂來勢快，比較突然猛烈; 如下圖所示 3）復(fù)合頂板冒頂?shù)臋C(jī)理分析 由于支柱支撐力小，巖層在自重作用下使支柱下縮 軟巖與硬巖層之間產(chǎn)生離層。 支柱支在浮煤上或軟底上，使頂板下沉離層。 直接頂巖層斷裂，成六面體，成半自由體，如沿

20、采 空區(qū)或傾斜方向有去路，隨時可以冒落。 推力大于迎山支柱阻力，向傾斜方向垮落。 4）炮采工作面冒頂發(fā)生地點(diǎn) 開切眼附近 ; 地質(zhì)破壞帶; 舊巷附近; 上下出口附近; 放頂線附近 ; 煤壁炮道附近;n 5）案例 ：長廣六礦（復(fù)合頂） 漣邵利民礦n 浙江長廣六礦1102工作面，頂板為0.6米的黑色砂質(zhì)泥巖，其上有一層0.02-0.03米的煤線,再往上是穩(wěn)定的直接頂.工作面準(zhǔn)備初次放頂,由于煤厚大于采高,工作面支柱支在底煤上,支柱鉆底,頂板離層,有2架支架頂板已冒落.工人準(zhǔn)備移機(jī)頭時,頂板掉渣,未來得及撤離,工作面下部23棵支柱突然被頂板推倒,4人被壓,3人死亡.n 事故原因:這是一起典型的復(fù)合頂

21、板冒頂事故.支柱失效造成頂板離層,支架數(shù)量不足,先冒頂?shù)闹Ъ芙o復(fù)合頂板造成運(yùn)動空間,支支在底煤上的支架無力、失穩(wěn)釀成重大事故。 n 6）炮采工作面冒頂致因分析 支架支設(shè)質(zhì)量不高，支在浮煤軟底上； 初撐力不夠，穩(wěn)定性不好； 支護(hù)密度和支護(hù)強(qiáng)度不夠； 放炮藥量大，頂眼距頂板近，震動頂板，使頂板斷裂。 放炮后不能及時支護(hù)，使頂板下沉量加大，離層嚴(yán) 重 推進(jìn)度慢，造成頂板情況惡化 控頂距過大 放頂特殊支護(hù)不到位，操作工序錯誤 7）事故防治及勘察 支柱支在硬底上，勾頂嚴(yán)密 增加初撐力，增加支柱穩(wěn)定性 合理支護(hù)密度和支護(hù)強(qiáng)度，排距柱距 放炮嚴(yán)格按設(shè)計要求，小炮多茬，分段，最小抵抗 線在兩柱之間，而且高于運(yùn)

22、輸機(jī)。 及時拉梁，打臨時柱 保持正常推進(jìn)度 嚴(yán)格按設(shè)計作業(yè)，控頂距不能過大。 2、炮采分層開采頂板事故致因及防治勘察 基本情況同普采分層開采，但有其特殊性 1）特點(diǎn)及預(yù)防勘察措施； 減少放炮對上分層的破壞及震動，放小炮，小進(jìn)度， 藥量小。 及時支護(hù)裸露假頂； 選好炮眼方向，防止崩倒支柱，崩翻設(shè)備； 注意安全躲炮，安全放炮； 加強(qiáng)對火工品的管理n 2）案例：石嘴山一礦n 寧夏石嘴山一礦3331工作面開采三號煤第一分層。頂板為復(fù)合頂板，煤層上為松軟的煤矸互層頂板，厚1.7-2.3米.工作面四、五排控頂。在工作面出煤班部分完成采煤任務(wù)后，個別小組提前違章松動木垛，撤掉貼幫柱，準(zhǔn)備放頂。在工作面已出現(xiàn)

23、局部冒頂未及時處理的情況下發(fā)生了沿工作面長27米的大面積冒頂，當(dāng)場壓住9人，死亡6人。n 事故原因：在復(fù)合頂板條件下違章作業(yè)，先撤木垛和貼幫柱，惡化了頂板，加之頂板有去路，發(fā)生了重大事故。n 工作面生產(chǎn)管理混亂也是導(dǎo)致事故的原因之一。（四）殘采工作面頂板事故的致因及預(yù)防勘察1、殘采的特點(diǎn)殘采即礦井將要報廢，為延長服務(wù)年限而開采原來 丟失的或留下的邊角煤、煤柱或工作面丟掉的煤皮， 有的地方叫復(fù)采等。殘采時條件遠(yuǎn)不比初始的條件，工作條件復(fù)雜，多 種多樣，礦山壓力依殘留煤炭條件而異，變的復(fù)雜， 難以控制。頂板大部分由于采動已斷裂。殘采很難形成正規(guī)面開采，大部分屬非正規(guī)開采， 給安全帶來更大的困難。2

24、、殘采頂板事故特點(diǎn) 多發(fā)生在地質(zhì)變化帶孤島采煤，壓力大，難控制殘采工藝落后，支護(hù)設(shè)備陳舊規(guī)程往往審查把關(guān)不嚴(yán)，易出漏洞n 3、殘采事故案例：山東臨沂草埠礦山東臨沂草埠礦1406殘采工作面采用穿采回收煤炭。工作面放完炮，工人在20平方米無支護(hù)的情況下直接進(jìn)入空頂區(qū)作業(yè)，發(fā)生冒頂，3人當(dāng)場死亡。 管理混亂，違章指揮，蠻干，作業(yè)規(guī)程編制不細(xì)、不具體，審批不嚴(yán)，有漏洞。4、殘采頂板事故防治及勘察 嚴(yán)格作業(yè)規(guī)程的審批和貫徹，摸清情況，不能冒險和 違章作業(yè)。 嚴(yán)格支護(hù)質(zhì)量和支護(hù)密度，支護(hù)強(qiáng)度，加強(qiáng)特種支護(hù)。 建立頂板監(jiān)測、監(jiān)控制度。 加強(qiáng)對殘采工作面職工的安全教育，完善各種規(guī)章制 度。 第三節(jié)、巷道頂板事

25、故防治及勘察一、掘進(jìn)工作面頂板事故的致因及預(yù)防勘察（一）掘進(jìn)工作面冒頂事故的分類（二）預(yù)防掘進(jìn)工作面冒頂事故的措施二、巷道交叉處頂板事故防治及勘察（一）巷道交叉處冒頂事故原因（二）預(yù)防措施及勘察三、巷道維修頂板事故預(yù)防及勘察（一）巷道維修頂板事故的特點(diǎn)（二）巷道維修頂板事故的防治及勘察四、巷道回收頂板事故防治及勘察一、掘進(jìn)工作面頂板事故的致因及預(yù)防勘察（一）掘進(jìn)工作面冒頂事故的分類一般認(rèn)為按原因分為兩大類1、掘進(jìn)后巖石破碎后，頂部巖石與巖體失去聯(lián)系，如果 支護(hù)不及時，該巖石就可能隨時發(fā)生冒落。 地質(zhì)變化帶，頂石冒落，裂隙發(fā)育的巷道抽條都屬于 此類。2、已支護(hù)的巷道頂部巖石，在支護(hù)失效或勾頂不嚴(yán)

26、或 無支護(hù)時發(fā)生冒落。 如放炮崩倒棚子導(dǎo)致冒頂，背頂不嚴(yán)造成冒頂都屬于 第二類型冒頂。 有時一類冒頂可引起第二類冒頂，從而導(dǎo)致大范圍冒 頂。 （二）預(yù)防掘進(jìn)工作面冒頂事故的措施1、嚴(yán)格控制空項(xiàng)距，支架應(yīng)緊跟掘進(jìn)工作面及時支護(hù)， 錨桿支護(hù)要及時打錨桿，嚴(yán)禁大面積空頂作業(yè)，有條 件應(yīng)采用前探掩護(hù)支架，使工人在有防護(hù)的條件下作 業(yè)?？枕斪鳂I(yè)事故案例 鐵法一處 遼寧鐵法礦務(wù)局一處在大興立井井下井底車場施工，巖巷掘進(jìn)砌碹支護(hù)。工作面迎頭2.2米無任何臨時支護(hù)，一名工人進(jìn)入無支護(hù)空間，頂板落下一塊巨石，將其當(dāng)場砸死。 遼寧阜新王家營礦 遼寧阜新王家營軌道下山施工，斷面10.3平方米,錨噴支護(hù),兩班掘進(jìn)進(jìn)尺

27、空頂5.7米,不支護(hù)繼續(xù)打眼,右上幫大塊矸石冒落,當(dāng)場砸死打眼工1人. 2、嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，危石必須排下，采取有效的 臨時支護(hù)。如下圖所示。n 3、地質(zhì)破碎帶縮小棚距，增加拉條，增加棚子的一體性 和穩(wěn)定性，必要時可打中柱，錨桿支架應(yīng)加大密度， 使用全長錨固型錨桿。n 4、采空區(qū)下，網(wǎng)下，冒頂區(qū)施工必須背實(shí)背嚴(yán)，增掛金屬網(wǎng)，超前支護(hù)，防止漏空和擴(kuò)大冒高。 n 網(wǎng)下掘進(jìn)事故案例： 平一礦平一礦戊組煤下分層17072工作面切眼上口拐掘回風(fēng)巷，掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，巷道布置采用內(nèi)錯式。工人挖柱窩時，上分層頂板29平方米突然跨落，推倒抬棚，壓住5名工人，死亡3人。n 上分層假頂鋪設(shè)不全，質(zhì)量不高，

28、未注漿注水，頂板膠結(jié)不好，抬棚架設(shè)不牢，支護(hù)不及時造成。n 鶴壁六礦n 鶴壁六礦26024工作面為采大煤的下分層，在網(wǎng)下掘進(jìn)下順槽時，巷道為內(nèi)錯式布置。放炮崩倒支架3架，頂板出現(xiàn)網(wǎng)兜。再放炮又崩倒剛扶起的支架。在重新扶支架時，矸石破網(wǎng)瀉下，連續(xù)推倒3架支架，造成4人死亡的重大事故。n 事故原因：該礦安全檢查人員已發(fā)現(xiàn)架棚質(zhì)量問題，督促改正，但未得到糾正繼續(xù)施工。炮眼裝藥量大，炮眼布置不正確，假頂鋪設(shè)質(zhì)量不好，棚子反復(fù)被崩倒，支護(hù)無力。5、炮眼布置方向合理，藥量適當(dāng)，加固支架，防止崩倒 棚子。6、錨桿支護(hù)，注意錨桿眼深度和錨桿密度及質(zhì)量，必要時加網(wǎng)、噴聯(lián)合支護(hù)。 二、巷道交叉處頂板事故防治及勘察

29、（一）巷道交叉處冒頂事故原因1、巷道交叉處頂板暴露面積大，巖層松動范圍大，巷道 壓力大，易發(fā)生冒頂。2、巷道交叉處支護(hù)要求高，支護(hù)復(fù)雜，有兩巷支架，還 有抬棚等，支架穩(wěn)定性要求高，強(qiáng)度大，支護(hù)質(zhì)量 不好易發(fā)生冒頂。如下圖所示。 n 遼寧阜新礦務(wù)局某礦掘進(jìn)采煤工作面中巷岔口發(fā)生一起推倒棚子的冒頂事故，壓埋致死11人。n 事故的直接原因：維修叉口抬棚，沒有注意加強(qiáng)叉口上下左右的支架，尤其抬棚上部兩個插梁處頂板已冒落，壓力集中到下部兩個插梁和其相鄰的下部巷道棚子上，致使其垮落，是造成事故的直接原因。n 掏柱窩和崩大塊巖石放炮震動使已離層懸浮頂板巖石滑動推倒棚子，是造成事故的重要原因。n 現(xiàn)場指揮經(jīng)驗(yàn)

30、不足，對處理巷道三叉口壓力大的抬棚缺乏有效的針對性措施，是造成事故的又一原因。（二）預(yù)防措施及勘察1、開岔口應(yīng)選在頂板較好處，避開冒頂處。2、嚴(yán)格操作規(guī)程，先架抬棚，再撤棚腿。3、選用高質(zhì)量高規(guī)格材料作抬棚，保證抬 棚有足夠強(qiáng)度。4、尖角牛鼻子，象鼻子被壓壞時，采取加 強(qiáng)和穩(wěn)定措施。 三、巷道維修頂板事故預(yù)防及勘察（一）巷道維修頂板事故的特點(diǎn)1、巷道經(jīng)過長期的使用，其周圍巖石已經(jīng)松動， 松動范圍比初始增大，壓力大，使巷道變形。2、受采動影響或受支承壓力的影響，巷道壓力大， 變形大，不符合使用要求，才進(jìn)行維修。3、由于巷道支架支設(shè)質(zhì)量低，支架材料不符合要求， 支架棚距不合理，背幫背頂不好造成巷道

31、變形大 或被破 壞。4、巷修時周圍巖塊已徹底脫落，隨時有冒落的可能。 處理不好，可使破壞松動范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，形成 惡性循環(huán)冒頂。 （二）巷道維修頂板事故的防治及勘察1、應(yīng)首先了解巷修地點(diǎn)周圍情況和巷道變形原因；2、制定有效的巷修措施和嚴(yán)密的操作規(guī)程，杜絕違章作 業(yè)。3、巷修要小步距，逐架依次修理，防止大面積冒頂。4、要先架新支架后撤老支架；5、采取特殊措施加強(qiáng)臨時支護(hù)，如插梁、前探梁等，工 人在有支護(hù)條件下作業(yè)。6、新支設(shè)支架要頂幫背嚴(yán)背實(shí)，提高質(zhì)量。（三）巷修案例分析 阜新五龍礦 大修區(qū)一段在-204主石門進(jìn)行破碹翻修巷道，兩頭對修，最后剩下4米舊碹，未及時支護(hù)，其中一頭空頂1.7米無支護(hù),

32、導(dǎo)致舊碹壓力正大,加之又放震動炮,4米舊碹全部跨落,死亡2人. 維修巷道近距離兩頭作業(yè),互相干擾,管理混亂,工人不按作業(yè)規(guī)程操作,私自改動作業(yè)程序,導(dǎo)致事故發(fā)生.四、巷道回收頂板事故防治及勘察（一）防治及勘察 1、巷道回收前應(yīng)制定嚴(yán)密、技術(shù)合理的操作規(guī)程，制定完善的安全措施。2、巷道回收要采用機(jī)械作業(yè)，杜絕工人冒險行為。 3、回收的支架應(yīng)及時運(yùn)出，保證后退道路暢通，對退路 支架有損壞者必須首先及時加固。4、對不能收回的支架或材料，不要冒險作業(yè)，安全第一。 5、加強(qiáng)回收支架地點(diǎn)附近的安全監(jiān)測。 6、回撤支架附近避免其他工序同時作業(yè)或干擾。（二）案例分析 開灤范各莊礦回收斜巷金屬支架,從上往下回收

33、,工人躲在下方,無任何防范,當(dāng)回收第4支架時,上方新架設(shè)的支架被全部推倒,造成3人死亡. 斜巷回收支架應(yīng)自下而上進(jìn)行,工人躲在原支架下,冒落矸石由上向下滾落,作業(yè)方向錯誤,新支架無力,造成不應(yīng)有的傷亡事故.第四節(jié)、沖擊地壓事故防治及勘察一、沖擊地壓現(xiàn)象及機(jī)理 1、沖擊地壓現(xiàn)象 新汶礦務(wù)局華豐礦實(shí)例 92年3.28-4.24日在四層煤連續(xù)發(fā)生6次危害較大 的沖擊地壓現(xiàn)象。如圖28所示。 n 94年5月新汶礦務(wù)局孫村煤礦1217工作面發(fā)生了較強(qiáng)烈的沖擊礦壓。沖擊礦壓發(fā)生時，“濃煙”滾滾，煤塵飛揚(yáng)，伸手不見五指。在100米以外的躲炮人員被沖倒，安全帽被沖跑，三人受輕傷。巷道變形嚴(yán)重。第三切眼已掘的2

34、2米巷道，底鼓0.81.0米，支柱歪斜，局部冒頂，有10米范圍冒高為0.5米，下部20米范圍內(nèi)巷道巷道上幫木棚全部折斷。鏈推機(jī)由上幫整體移至下幫1.5米，沖擊煤炭150T。n 此處開采的范圍為三角煤柱，埋深830米，直接頂為5米厚中粒砂巖，老頂為54米厚砂巖和粉砂巖，直接底為4米厚的中粒砂巖。試驗(yàn)表明：該工作面開采的二層煤具有沖擊傾向性。這是造成沖擊的內(nèi)在因素；頂?shù)桶寰^硬，采深較大，支承壓力高及該工作面東西兩側(cè)斷層將直接頂和老頂切割形成的構(gòu)造應(yīng)力是導(dǎo)致沖擊礦壓的外在因素。直接誘發(fā)沖擊礦壓的是：當(dāng)?shù)谌齻€切眼向上掘至22米處，在向東掘進(jìn)聯(lián)絡(luò)眼時，迎頭放炮所致。n 山東棗莊礦務(wù)局陶莊礦水采區(qū)于80年代曾發(fā)生相當(dāng)于里氏3.68級的沖擊地壓。沖擊地壓突然發(fā)生，巨大聲響使距出事地點(diǎn)300米之外的工作人員都有明顯感覺，彈性振動使軌道同枕木一起拋向巷道的一側(cè)，有90米長的鋼軌被并到一起，沖擊破壞風(fēng)橋一座，工作人員被彈起摔倒，礦帽被沖掉。受災(zāi)區(qū)頂板明顯下沉，底板鼓裂。支架大量折損。附近巷道都受到不同破壞，合計達(dá)380多米。n