矿井顶板事故防治

顶板事故是煤矿生产的主要灾害之一，是指在地下采煤过程中，顶板意外冒落造成人员伤亡、设备损坏、生产中止等的事故。顶板事故按冒顶范围分局部冒顶和大型冒顶；按力学原因分为压垮冒顶、漏冒型冒顶和推垮型冒顶。

采取局部冒顶的原因、预兆及防治1

采取局部冒顶的原因采场局部冒顶常发生在上下出口、煤壁线、放顶线、地质构造处及采煤机附近。其原因主要有：

1）采空区顶板支撑不好，悬顶面积过大。

2）顶板中存在断层、裂隙、层理等地质构造，将顶板切割成不连续的岩块，回柱后岩块失稳，推倒支柱造成冒顶。

3）回柱操作顺序不合理。

4）工作面支护质量不好，支护密度不够、出撑力低、迎山角不合理等。

5）在遇见未预见的地质构造时，没及时采取措施。

6）工作面上、下出口连接风巷和运输巷，控顶面积大。两巷掘进时经受压力重新分布的影响，同时由于巷道初撑力一般较小，使直接顶下沉、松动甚至破坏；特别是在工作面超前支撑压力作用下，顶板大量下沉，又在移动设备时反复支撑顶板，结果造成顶板更加破碎。如果又有老顶来压影响，工作面上、下出口更易冒落。

7）煤壁线附近易形成“人字”“锅底”“升斗”等劈理，有游离岩块、易冒落。

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采场局部冒顶的预兆

1）发出响声。岩层下沉断裂，顶板压力急剧增大时，木支架有劈裂声；金属支柱活柱下缩，支柱钻底严重都可能发出响声。

2）掉碴。

3）煤体压酥，片帮煤增多。

4）顶板裂隙增多，裂缝变大。

5）顶板出现离层。

6）漏顶。

7）瓦斯涌出量突然增大。

8）顶板淋水明显增加。

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采场局部冒顶的主要预防措施

1）防止煤壁附近冒顶，应及时支护悬露顶板，加强敲帮问顶。

2）炮采时合理布置炮眼，控制药量，避免崩倒支架。

3）防止两出口冒顶时，首先支架必须有足够强度，其次系统应具有一定阻力，防止老顶来压时推倒支架。

4）防止放顶线附近局部冒顶，要加强地质及观察工作，在大块岩石范围内加强支护，必要时用木支架代替单体金属支架。

5）随时注意地质构造的变化，采取相应措施。

采场大型冒顶的预兆及防治1采场大型冒顶的预兆采场大型冒顶一般包括老顶来压时的压垮型冒顶、直接顶导致的压垮型冒顶、大面积漏垮型冒顶、复合顶板推垮型冒顶和大块游离顶板旋转型冒顶等。一般大型冒顶主要预兆表现在以下几个方面：

1）顶板的预兆。顶板连续发出断裂声，这是由于直接顶和老顶离层或顶板断开而发出的响声。

2）两帮的预兆。由于压力增加，煤壁受压后，煤质变软，片帮增多。

3）支架的预兆。使用木制家时被大量折断。使用金属支柱时活柱快速下沉，连续发出“咯咯”声。

4）瓦斯涌出量增多，淋水加大。

2采场大型冒顶的主要防治措施

1）经常检查巷道支护情况，加强维护，发现有变形或折损的支架，应及时加固修复。

2）维修巷道时，必须保证在发生冒顶时有人员撤退的出口。独头巷道维护时，必须由外向里逐架进行。撤掉指甲钳，应加固工作地点支架。

巷道冒顶事故防治

1）掌握地质资料与开采条件。

通过地质钻孔、岩层柱状图等多种途径，摸清地质构造及顶板结构、岩性变化、水文地质情况；在地质图上标明地质构造、裂隙发育带的位置、产状、层厚等；弄清与采煤工作面相对空间位置与时间的关系，分析受采动的程度等。

2）严格顶板安全检查制度。

巷道掘进施工的全过程要严格执行《煤矿安全规程》，坚持进行敲帮问顶，发现活矸和伞檐要及时处理。

3）加强支护质量管理。

选择合理的支护技术，严格按操作规程施工，是防治冒顶事故的主要措施。

①检查支架规格尺寸。支架的架型、形状、尺寸、结构件搭接等是否符合设计要求；支架间距、支架间连接是否符合作业规程要求。

②提高支护质量和保证支护阻力。所有支架必须架设牢固，并有防倒措施。要严格防止支架支设在浮矸上，不见实底不能架设。使用摩擦式金属支柱时，必须使用液压升柱器架设，初撑力不得小于50kN。

③单体液压支柱的初撑力，柱径为mm不得小于90kN，柱径为80mm不得小于60kN。

④搞好支架与围岩间的充填。支架与围岩间的空间必须及时填严背实，改善支架承载状态，提高其支撑能力，减少围岩变形，提高围岩的稳定性。

⑤提高支架的稳定性。在放炮前应加固迎头支架，使靠近迎头10m内支架之间的连接杆联锁稳固，防止放炮崩倒；对围岩裂隙发育较成熟或较松软的地段、受采动影响强烈的地区或掘进倾斜巷道时，应在支架间用连接杆联锁稳固，预防冒顶或片帮范围的扩大。

⑥及时支护。根据作业循环和围岩条件，尽可能及时支护，缩小空顶作业面积与延续时间。

4）进行临时支护。

巷道顶板事故大都是在空顶作业的情况下发生的，因此对掘进迎头新悬露的顶板，应采用及时或超前支护的临时支架，以保证作业安全。

采煤工作面顶板事故防治1）老顶来压时压垮型冒顶预防措施

①合理设计采煤工作面支护，使支护具有足够的支撑力和可缩量，当老顶来压比较强烈时，要选用可缩量较大的支柱，有时要选用具有大流量安全阀的支柱，并加强后排支柱的支撑强度。

②要进行顶板断层情况的预测预报。遇到平行于工作面的断层时，当断层刚露出煤壁，就要加强该段工作面的支护，并扩大该段工作面的控顶距；如果工作面用的是金属支柱，还要用木支柱替换金属支柱。

2）厚煤层难垮顶板大面积冒顶预防措施

①采用煤柱支撑法（即刀柱采煤法）时，如果煤柱上方顶板需悬露大面积才垮落，则应在刀柱之间的采空区内用钻孔爆破法强制放顶。

②采用长壁法采煤时，或超前工作面用钻孔爆破法、高压注水法预先松动或弱化顶板，也可用在采空区用循环浅孔及步距式深孔法崩落顶板。

3）直接顶导致的压垮型冒顶预防措施

①采煤工作面支护强度要能自始自终平衡直接顶或垮落带岩层的重量，底软时必须穿鞋，力求以支柱的支撑力就能平衡直接顶或垮落带的岩重，以避免直接顶或垮落带离层。

②开采下分层时不要留煤皮，以免增加支架的载荷，如因条件限制非留煤皮不可，要相应增加执著的初撑力或支柱密度。

③在构造或采动破坏严重的区域，除应缩小控顶距及加强放顶支柱的初撑强度外，应采用绞车远距离回柱。

4）大面积漏垮型冒顶预防措施

①选用合适的支护，使工作面支护有足够的支撑力和可缩量。

②顶板必须背严接实。

③严防放炮、移输送机等工序推倒支架，防止出现局部冒顶。

5）局部漏冒型冒顶预防措施

①对每一工作面进行实地观测，根据统计规律分析影响端面顶板冒落稳定性指标，对支护质量与顶板进行动态监测，使顶板在形成冒顶事故前消除其隐患。

②采用能及时支护悬露顶板并能减少端面距的支架；要使支架处于良好的工作状态，尤其应避免顶梁过分抬头或低头；提高第一排支柱的初撑力，以减小直接顶的下沉量。

③炮采时，炮眼布置及装药量应合理，尽量避免崩倒支架。

④尽量使工作面与煤层的主节理方向垂直或斜交，避免煤壁片帮，一旦片帮应超前支护。

⑤尽可能保证工作面具有较快的推进速度。

⑥机头机尾应各采用四对八梁支护；巷道与工作面出口相接的一侧要架设一对长钢梁抬棚，托住原巷道支架的梁头；距工作面煤壁20m范围内的巷道要超前进行处理。

⑦在工作面的地质破坏带要特别加强支护。

⑧放顶线要支设墩柱。

⑨分段回柱回拆最后两根支柱时，如果工作面用的是摩擦支柱，可以在这些柱子的上下各支一根木支柱作为替柱，然后回拆摩擦支柱，最后用绞车回木替柱；采用单体液压支柱的工作面，工人也可以在有支护的工作空间，用带链条的工具来卸载，并用机械远距离拉柱；如果工作面用的是木支柱，则可以直接用绞车回柱。

掘进片帮、冒顶事故的防治

为防止掘进顶板事故的发生，在认真执行《煤矿安全规程》对掘进工作面和巷道支护的有关规定得到基础上，要做好以下工作：确切掌握地质资料，认真编制施工作业规程，采取合理的施工方法和顶板管理措施；坚持一次成巷，缩小围岩暴露时间和面积；严格执行爆破规定，保持围岩的稳定性；特殊地段压力大时，采取加强支护等强化支护手段；倾斜巷道要采取防止推倒支架的措施；加强巷道围岩的观测和工作面的顶板管理，严格执行敲帮问顶制度，发现问题，及时处理；严格按质量标准进行检查验收，出现质量问题及时返工处理；出现漏顶必须彻底处理，接顶背严，不得留有空顶隐患。

冲击地压的防治

冲击地压是指在矿井开采过程中，引起煤（岩）体内所积聚的弹性变形能释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。影响冲击地压的主要因素有采深、地质构造、煤（岩）体结构及开采技术。防治冲击地压主要从两方面着手：一是在大范围内避免形成高应力集中的条件；二是在局部范围内改变煤（岩）体的物理力学性能，减缓已形成的应力集中的程度。前者称防危措施，后者称解危措施。主要防危措施有：开采解放层；合理确定开采方法；无煤柱开采。主要解危措施有：高压注水；放松动炮；钻孔槽卸压；强制放顶。生产中应结合实际，加强预测工作，总结冲击地压规律。同时提高支护质量，严禁刚性支护。

来源：中国煤炭教育网

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