煤礦頂板災害防治經(jīng)典

1、 頂頂板板災災害害防防治治 作者作者 董萬迎董萬迎 2008年年5月月 編者前言編者前言 1 每片課件紅色者為重點內(nèi)容。每片課件紅色者為重點內(nèi)容。 2 每片課件加特效效果都為必記重點。每片課件加特效效果都為必記重點。 3 本課件版權(quán)歸制作者所有本課件版權(quán)歸制作者所有. 4 若要轉(zhuǎn)用須征本人同意。若要轉(zhuǎn)用須征本人同意。 制作者制作者 董萬迎董萬迎 2008年年5月月任務一任務一 煤層厚度（結(jié)構(gòu)、層數(shù)）煤層厚度（結(jié)構(gòu)、層數(shù)） 1 煤層厚度（頂?shù)装宕咕啵┟簩雍穸龋數(shù)装宕咕啵?2 煤層結(jié)構(gòu)煤層結(jié)構(gòu)任務二任務二 煤層產(chǎn)狀煤層產(chǎn)狀:(走向，傾向，傾角）走向，傾向，傾角）任務三任務三 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造 1

2、 褶皺構(gòu)造：彎曲、連續(xù)、完整。褶皺構(gòu)造：彎曲、連續(xù)、完整。 如圖：如圖： 2 斷裂構(gòu)造：不完整、不連續(xù)、斷裂。斷裂構(gòu)造：不完整、不連續(xù)、斷裂。薄煤層：薄煤層：h h1.3m中厚煤層：中厚煤層：h1.3m3.5m厚煤層：厚煤層：h 3.5m簡單結(jié)構(gòu)：無夾矸。簡單結(jié)構(gòu)：無夾矸。復雜結(jié)構(gòu)：有夾矸。復雜結(jié)構(gòu)：有夾矸。緩斜煤層：緩斜煤層：25傾斜煤層：傾斜煤層： 2545急傾斜煤層：急傾斜煤層： 45近水平煤層：近水平煤層： 8 裂隙（節(jié)理）：無明顯位移。裂隙（節(jié)理）：無明顯位移。斷層斷層正斷層：上盤下移、下盤上移。正斷層：上盤下移、下盤上移。如圖一如圖一逆斷層：上盤上移、下盤下移。逆斷層：上盤上移、下

3、盤下移。如圖二如圖二平推斷層：平推斷層：如圖三：如圖三：圖一圖一圖二圖二上盤上盤下盤下盤斷層面斷層面斷層面斷層面上盤上盤下盤下盤逆斷層逆斷層逆斷層逆斷層斷層面斷層面斷層面斷層面上盤上盤上盤上盤下盤下盤下盤下盤正斷層正斷層正斷層正斷層 3 古河流對煤層的沖蝕古河流對煤層的沖蝕 4 巖漿侵入體巖漿侵入體 5 巖溶陷落柱：即石灰?guī)r溶洞巖溶陷落柱：即石灰?guī)r溶洞坍塌。（園形和橢園形）。坍塌。（園形和橢園形）。 附：巖石性質(zhì)：附：巖石性質(zhì)： 碎脹性。碎脹性。 水解性（崩解性）。水解性（崩解性）。 水脹性。水脹性。 軟化性。軟化性。 受力性等。受力性等。圖三圖三同生沖蝕：圖同生沖蝕：圖1后生沖蝕后生沖蝕:圖

4、圖2圖圖1圖圖2巖層巖層煤層煤層平推斷層面平推斷層面巖層巖層煤層煤層煤層煤層河沙河沙河沙河沙巖床：層狀。巖床：層狀。巖墻：條狀。巖墻：條狀。侵入煤層：無煤區(qū)。侵入煤層：無煤區(qū)。巖層巖層任務四任務四 巖石分類巖石分類 按生成原因分按生成原因分任務五任務五 煤層頂?shù)装宸诸惷簩禹數(shù)装宸诸悗r漿巖：巖漿巖：沉積巖：沉積巖：變質(zhì)巖：變質(zhì)巖：頂板頂板底板：底板：（同上）同上）偽頂偽頂： 煤層上、煤層上、 0.3m0.5m、隨采隨落。、隨采隨落。直接頂直接頂： 偽頂上、回柱放頂時落。偽頂上、回柱放頂時落?；卷敚y落。基本頂，難落。老頂老頂：巖漿冷卻而成的巖石。巖漿冷卻而成的巖石。沉積、擠壓、固結(jié)而形成的巖石

5、。沉積、擠壓、固結(jié)而形成的巖石。 原有巖石因外來物摻入引起性質(zhì)變化而原有巖石因外來物摻入引起性質(zhì)變化而 形成的巖石。形成的巖石。任務六任務六 頂板初次來壓及頂板周期來壓頂板初次來壓及頂板周期來壓 1 頂板初次來壓：頂板在工作面的第一次來壓。頂板初次來壓：頂板在工作面的第一次來壓。 初次來壓步距初次來壓步距 = =（24倍）周期來壓步距。倍）周期來壓步距。 2 頂板周期來壓：頂板在工作面的第一次來壓后的每次來壓。頂板周期來壓：頂板在工作面的第一次來壓后的每次來壓。任務七任務七 采空區(qū)頂板移動三帶：（冒落三帶）采空區(qū)頂板移動三帶：（冒落三帶） 冒落帶冒落帶：裂隙帶裂隙帶彎曲下沉帶彎曲下沉帶附：附：

6、 1 最大控頂距最大控頂距：放頂前工作面的最大寬度。：放頂前工作面的最大寬度。 2 最小控頂距最小控頂距：放頂后工作面的最小寬度。：放頂后工作面的最小寬度。 3 放頂步距放頂步距： 工作面每次放頂?shù)木嚯x。工作面每次放頂?shù)木嚯x。 4 放頂步距放頂步距 最大控頂距最小控頂距。最大控頂距最小控頂距。任務八任務八 老頂分級和直接頂分類老頂分級和直接頂分類 1 老頂按來壓大小分老頂按來壓大小分 2 直接頂按穩(wěn)定性分類直接頂按穩(wěn)定性分類任務九任務九 工作面支架類型工作面支架類型 1 單體支柱單體支柱來壓不明顯來壓不明顯來壓明顯來壓明顯來壓強烈來壓強烈來壓極強烈來壓極強烈不穩(wěn)定頂板不穩(wěn)定頂板中等穩(wěn)定頂板中等

7、穩(wěn)定頂板穩(wěn)定頂板穩(wěn)定頂板堅硬頂板堅硬頂板木支架木支架摩擦式金屬支柱與鉸接頂梁摩擦式金屬支柱與鉸接頂梁單體液壓支柱單體液壓支柱戴帽點柱戴帽點柱穿鞋點柱穿鞋點柱急增阻式急增阻式微增阻式微增阻式內(nèi)注式內(nèi)注式外注式外注式 2 液壓自移支架液壓自移支架支撐式支撐式掩護式掩護式支撐掩護式支撐掩護式節(jié)式節(jié)式垛式垛式單絞式單絞式雙絞式：即四連桿式雙絞式：即四連桿式叢柱叢柱木垛木垛密集支柱密集支柱抬棚墩柱等抬棚墩柱等3 特種支架特種支架任務十任務十 錨桿支護的錨桿支護的“三徑三徑”配合配合錨桿直徑錨桿直徑鉆孔直徑鉆孔直徑錨固卷直徑錨固卷直徑三要合理配合三要合理配合任務十一任務十一 液壓自移支架支護方式液壓自移支

8、架支護方式 1 及時支護及時支護：割煤：割煤移架移架推溜。推溜。 2 滯后支護滯后支護：割煤：割煤推溜推溜移架。移架。 3 超前支護超前支護：移架：移架割煤割煤推溜。推溜。 4 復合支護復合支護：割煤：割煤支架伸前梁支架伸前梁推溜推溜移架。移架。任務十二任務十二 錨桿分類錨桿分類 1 按材料分按材料分 2 按作用方式按作用方式 木錨桿木錨桿金屬錨桿金屬錨桿樹脂錨桿樹脂錨桿快硬水泥錨桿等快硬水泥錨桿等長錨索法長錨索法端部錨固型端部錨固型摩擦型摩擦型全長膠潔型全長膠潔型 3 煤幫錨桿煤幫錨桿竹木錨桿竹木錨桿金屬錨桿金屬錨桿化學錨桿等化學錨桿等任務十三任務十三 錨桿強度、間排距、插入方向、排列方式、

9、錨固形式錨桿強度、間排距、插入方向、排列方式、錨固形式1 錨桿強度錨桿強度超強度錨桿超強度錨桿普通錨桿普通錨桿高強度錨桿高強度錨桿按服務強度分按服務強度分2 錨桿間排距錨桿間排距: 一般應小于所選錨桿長度之半。一般應小于所選錨桿長度之半。3 插入方向插入方向應與巖石層面成正交，最小角度不低于應與巖石層面成正交，最小角度不低于75。1非層狀面巖層：拱形巷道錨桿與巖體結(jié)構(gòu)面成最大角度布置，非層狀面巖層：拱形巷道錨桿與巖體結(jié)構(gòu)面成最大角度布置，層面不清時與周邊輪廓線相垂直。層面不清時與周邊輪廓線相垂直。2 2 4 錨桿排列方式錨桿排列方式 5 錨固形式錨固形式 附附 錨桿鉆機錨桿鉆機五花形：五花形：

10、方形方形矩形矩形堅硬巖層堅硬巖層軟巖軟巖全長錨固全長錨固端頭錨固端頭錨固 錨桿外漏部分不大于錨桿外漏部分不大于0.5m單體型單體型臺車型臺車型機載型機載型任務十四任務十四 頂板冒落前預兆頂板冒落前預兆1 裂隙裂隙2 響聲響聲3 掉碴掉碴4 片幫片幫5 漏頂漏頂6 離離層層8 支架壓力增大支架壓力增大7 淋水淋水9 炮眼變形炮眼變形10 底鼓底鼓11 下沉加快導劇下沉加快導劇12 支架折斷等支架折斷等任務十五任務十五 堅硬難冒落頂板災害防冶方法堅硬難冒落頂板災害防冶方法 一一 提前強制爆落頂板；提前強制爆落頂板； 1 地面深鉆孔爆破放頂：采空區(qū)無法進行處理時。地面深鉆孔爆破放頂：采空區(qū)無法進行處

11、理時。 2 刀柱采空區(qū)強制放頂：垂直工作面鉆孔刀柱采空區(qū)強制放頂：垂直工作面鉆孔 + + 地表鉆孔地表鉆孔 3 3 平行于工作面長鉆孔強制放頂平行于工作面長鉆孔強制放頂 4 4 垂直于工作面鉆孔強制放頂：向采空區(qū)頂板鉆眼爆破。垂直于工作面鉆孔強制放頂：向采空區(qū)頂板鉆眼爆破。 二二 灌注壓力水處理法（軟化壓裂頂板）灌注壓力水處理法（軟化壓裂頂板） 采空區(qū)爆破采空區(qū)爆破預放松動炮預放松動炮單側(cè)布孔單側(cè)布孔雙側(cè)布孔雙側(cè)布孔超前工作面預注水超前工作面預注水分層注水分層注水采空區(qū)注水采空區(qū)注水超過工作面應力集中區(qū)注水：（超過工作面應力集中區(qū)注水：（借力壓碎）借力壓碎） 方式方式 方法方法 三三 其它方法

12、其它方法 1 合理選擇支架類型法。合理選擇支架類型法。 2 適當增大懸頂面積法。適當增大懸頂面積法。 3 聯(lián)合開采法：上層煤柱布置等。聯(lián)合開采法：上層煤柱布置等。 4 隔離煤柱法等方法。隔離煤柱法等方法。任務十六任務十六 破碎頂板災害防冶破碎頂板災害防冶構(gòu)造破碎型。構(gòu)造破碎型。復合松軟型：頂板由松軟巖組成。復合松軟型：頂板由松軟巖組成。離層型。離層型。包裹體鋃嵌型：堅硬巖嵌于沉積巖中。包裹體鋃嵌型：堅硬巖嵌于沉積巖中。采動影響型。采動影響型。 1 頂板類型頂板類型 2 防冶技術(shù)防冶技術(shù) 減少頂板暴露減少頂板暴露 面積，縮短暴露時間。面積，縮短暴露時間。 選擇合理采煤方法選擇合理采煤方法 推廣破

13、碎頂板化學加固技術(shù)推廣破碎頂板化學加固技術(shù) 聚氨酯做成藥包法或壓注法：（通過粘力，凝固，韌性，發(fā)泡性，可聚氨酯做成藥包法或壓注法：（通過粘力，凝固，韌性，發(fā)泡性，可 進行觀測進行觀測 嚴禁空頂作業(yè)嚴禁空頂作業(yè)任務十七任務十七 工作面冒頂處理方法工作面冒頂處理方法 ：范圍不大，未冒嚴堵死，矸穩(wěn)定。：范圍不大，未冒嚴堵死，矸穩(wěn)定。 ：矸小，一動就流，難用探板法。撞楔方向垂直棚子方向。：矸小，一動就流，難用探板法。撞楔方向垂直棚子方向。 ：冒嚴堵死，范圍不大于：冒嚴堵死，范圍不大于15米，矸不大可搬運，由外向里，米，矸不大可搬運，由外向里， ：范圍大，冒死堵嚴，上下不能通且不能用以上三法時用它：范圍

14、大，冒死堵嚴，上下不能通且不能用以上三法時用它任務十八任務十八 巷道冒頂處理原則巷道冒頂處理原則 先外后里先外后里 先支后拆先支后拆 先上后下先上后下 先近后遠先近后遠 先頂后幫先頂后幫 1 探板法探板法2 撞楔法撞楔法3 小巷法小巷法 4 繞道法繞道法。實。實則是開眼繞過。則是開眼繞過。從上從上而下，而下，“人人”型小巷，放矸架棚。圖三。型小巷，放矸架棚。圖三。塑性等）塑性等）任務十九任務十九 巷道冒頂處理方法巷道冒頂處理方法 一一 按處理冒頂方法分按處理冒頂方法分 ：圍巖穩(wěn)定，矸不多，范圍在：圍巖穩(wěn)定，矸不多，范圍在23根支架。根支架。 ：矸小，同上撞楔法。：矸小，同上撞楔法。 ：范圍較大，有錨噴技術(shù)，原支護為錨噴支護。：范圍較大，有錨噴技術(shù)，原支護為錨噴支護。 ：范圍大，冒高大，冒落區(qū)穩(wěn)定時。：范圍大，冒高大，冒落區(qū)穩(wěn)定時。 二二 按處理冒頂時支護斷面大小和位置分按處理冒頂時支護斷