煤礦頂板事故隱患及其防治措施

1、煤礦頂板事故隱患及應(yīng)急處理措施一、頂板類型和支護(hù)方式1、頂板類型煤層頂板由偽頂、直接頂和老頂構(gòu)成。偽頂是指緊貼在煤層之上，極易垮落的薄巖層；直接頂是位于偽頂 或煤層（無偽頂時）之上，一般由一層或幾層厚度不定的泥巖、頁巖、粉砂巖等比較容易垮落的巖層所組 成，直接頂按穩(wěn)定性可分為：不穩(wěn)定頂板，中等穩(wěn)定頂板，穩(wěn)定頂板，堅硬頂板；老頂又叫基本頂，一般 指位于直接頂之上（有時也直接位于煤層之上）厚而堅硬的巖層。偽頂、老頂、直接頂，虛心求教辨分明；根據(jù)冒定難和易，防范措施好確定頂板分為堅硬難冒頂板、破碎頂板和復(fù)合型頂板。堅硬難冒頂板是指直接頂巖層比較完整、堅硬（固），回柱后不能立即垮落的頂板。一般為砂巖、

2、礫巖和石灰?guī)r。破碎頂板指的巖層的強(qiáng)度低、節(jié)理裂隙十分發(fā) 育、整體性差，自穩(wěn)能力低，并在工作面控頂區(qū)范圍內(nèi)維護(hù)困難的頂板。2、頂板常見支護(hù)方式頂板常見支護(hù)方式有單體支柱支護(hù)、液壓支架支護(hù)、錨桿支護(hù)。單體支柱支護(hù)主要是指采用木支架，摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱支護(hù)。液壓支架是在摩擦式金屬支柱和單體液壓支柱等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的采煤工作面機(jī)械化支護(hù)設(shè)備。錨桿支護(hù)主要是指用木錨桿、竹錨桿、金屬錨桿、樹脂錨桿、快硬水泥錨桿結(jié)合錨網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)的一種 支護(hù)方式。一、 常見冒頂事故的預(yù)兆(一) 局部冒頂?shù)念A(yù)兆(1) 工作面遇有小地質(zhì)構(gòu)造，由于構(gòu)造破壞了巖層的完整性，容易發(fā)生局部冒頂。(2) 頂板裂隙張開、裂隙增多，

3、敲幫問頂時，聲音不正常。(3) 頂板裂隙內(nèi)卡有活砰，存在掉硝、掉砰現(xiàn)象，掉大塊前往往先落小塊砰石。(4) 煤層與頂板接觸面上，極薄的砰石片不斷脫落。這說明劈理(即頂板節(jié)理、裂隙和摩擦滑動面)張 開，有冒頂?shù)目赡堋?5) 淋頭水分離頂板劈理，常由于支護(hù)不及時面冒頂。(二) 大型冒頂?shù)念A(yù)兆1、頂板的預(yù)兆(1) 頂板的連續(xù)發(fā)生斷裂聲。這是由于直接頂與老頂發(fā)生離層，或頂板切斷而發(fā)生的聲響。有時采空區(qū) 頂板發(fā)生像悶雷一樣的聲音，這是老頂板和上方巖層產(chǎn)生離層或斷裂的聲音。(2) 掉硝。頂板巖層破碎下落，一般由少變多，由稀變密，這是發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU信號。折粱斷拄一增加，說明壓力已增大；頂板下沉支架響，冒頂之前

4、“煤雨”下(3) 頂板裂縫增加或裂隙張開。頂板的裂隙，一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于頂板下沉產(chǎn)生的彩動裂隙。人們常常在裂縫中插上木楔子，看它是否松動或掉下來，觀察裂縫是否擴(kuò)大，以便做出預(yù) 報。煤壁頂板有裂痕，冒頂之前茬口新；插上木楔觀動向，不斷監(jiān)控要留神(4) 脫層。頂板快要冒落的時候，往往出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。檢查是否脫層可用“問頂”的方法，如果聲音清 脆，表明頂板完好；如果頂板發(fā)生“空空”的響聲，說明上下巖層之間已經(jīng)脫離。2、煤壁的預(yù)兆由于冒頂前壓力增加，煤壁受壓后，煤質(zhì)變軟，片幫增多，使用電鉆打眼時，鉆眼省力，用采煤機(jī)割煤 時負(fù)荷減少。頂板掉硝動向，受壓支架發(fā)聲響；冒頂之前顯預(yù)兆，煤壁

5、變軟多片幫3、支架的預(yù)兆使用木支架時，支架大量折斷、壓劈并發(fā)生聲音。4、工作面其他預(yù)兆含有瓦斯的煤層，冒頂前瓦斯涌出量突然增大，有淋水的頂板，淋水量增加。三、頂板事故的防治措施1、老頂來壓時的壓垮型冒頂預(yù)防壓垮型冒頂是指因工作面支護(hù)強(qiáng)度不足和頂板來壓引起支架大量壓壞而造成的冒頂事故。預(yù)防方法如下:(1) 采煤工作面支架的初撐力應(yīng)能平衡垮落帶直接頂及老巖層的重量。(2) 采煤工作面的初撐力應(yīng)能保證直接頂與老頂之間不離層。(3) 采煤工作面支架的可縮量應(yīng)能滿足裂隙帶老頂下沉的要求。2、破碎頂板大面積漏垮型冒頂預(yù)防由于煤層傾角大，直接頂又異常破碎，工作面支護(hù)不及時，在某個局部地點(diǎn)發(fā)生冒漏，破碎頂板就

6、可 能從這個地方開始沿工作面往上全部漏空，造成支架失穩(wěn)，導(dǎo)致漏垮型工作面冒頂。預(yù)防漏垮型冒頂?shù)拇?施有：(1) 先用合適的支柱，使工作面支護(hù)系統(tǒng)有足夠的支撐力和可縮量。(2) 頂板必須背嚴(yán)背實(shí)(3) 嚴(yán)禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出現(xiàn)局部冒頂。3、采煤工作面局部冒頂事故預(yù)防局部冒頂多發(fā)生在工作面上下端頭、煤壁區(qū)、放頂區(qū)等地點(diǎn)，許多垮面事故是由局部冒頂發(fā)展而成的，一 般預(yù)防措施如下：(1) 預(yù)防彩煤工作面冒頂?shù)囊话愦胧?支護(hù)方式需和頂板巖性相適應(yīng)，不同巖性的頂板要采用不同的支護(hù)方式。 采煤后要及時支護(hù)。一般要采用超前掛金屬探梁或打臨時支柱的辦法及時支護(hù)，防止局部冒頂。 工作面上下出口要有特

7、種支架。一般要在上下出口范圍內(nèi)加設(shè)抬棚或木垛等，加強(qiáng)支護(hù)。 防止放炮崩倒棚子，一是炮眼的布置必須合理，裝藥量要適當(dāng)。二是支護(hù)質(zhì)量必須合格，要牢固有 勁，不能打在浮煤浮砰上，三是留出炮道。如果放炮崩倒柱子，必須及時架設(shè)，不充許空頂。 堅持執(zhí)行必要的制度。例如，敲幫問頂制度、驗(yàn)收支架制度、崗位責(zé)任制、頂板分析制度和交接班 制度等。應(yīng)嚴(yán)格遵守作業(yè)規(guī)程和操作規(guī)程，嚴(yán)禁違章作業(yè)。頂板控制要細(xì)心，“敲幫問頂”需注意；聲音清脆頂板好，空洞響聲有問題(2) 預(yù)防鑲嵌形頂板局部冒頂?shù)拇胧?從地質(zhì)方面要盡量可能查明是否有鑲嵌形(俗稱鍋頂)頂板結(jié)構(gòu)，以便在制定作業(yè)規(guī)程和操作規(guī)程,以及選擇支架型式時，制定出針對性的

8、措施和作出有針對性的設(shè)計。 選擇支架型式時，必須選定能及時支護(hù)，超前支護(hù)的支架型式。 明確規(guī)定支護(hù)操作人員必須首先安置探板、掛梁，不得在無支護(hù)區(qū)工作，其它人員，如擢煤工等均 不得在無支護(hù)區(qū)工作。(3) 預(yù)防脆性支架突然折斷造成局部冒頂?shù)拇胧?木頂梁(大板梁)必須平行木紋理加工。 帶有疤痕的木板梁絕對禁止使用。(4) 預(yù)防局部空頂(空洞)冒落沖擊造成局部冒頂?shù)拇胧敯寰植科扑樘?，采取超前支護(hù)的方法，將頂板抨嚴(yán)背實(shí), 從支護(hù)方法上采取措施防止漏頂空頂 防止漏頂。如掏梁窩的辦法。 對漏頂采取封堵措施。對漏頂，不能任意擴(kuò)大，形成大面積、大高度的空洞?？捎米残ǚê陀门菽?封堵材料進(jìn)行封堵。 對已形

9、成的空洞應(yīng)采取預(yù)防冒落沖擊的措施。在單體支柱的工作面，空洞下的特殊支架必須是木垛(5) 預(yù)防采煤工作面過斷層時冒頂?shù)拇胧?過斷層前，應(yīng)先摸清工作面與斷層走向的交角，交角越小，工作面越危險，冒頂?shù)目赡苄栽酱?。?層落差小的可直接采過去，落差較大的要采用挑頂臥底，工作面要加強(qiáng)支護(hù)。 在斷層破碎地點(diǎn)，要垂直斷層面打帶帽頂柱，柱根要支在硬底上，在斷層兩側(cè)都要打木垛。 挑頂過斷層時要丟底煤，支柱要穿木鞋，防止下沉臥底，過斷層時要丟底煤，為防止頂煤落下造成 空頂，留頂煤處要剎嚴(yán)剎緊。4、掘進(jìn)工作面冒頂?shù)姆乐?1) 掘進(jìn)頭冒頂事故的防治措施： 堅持敲幫問頂。上班進(jìn)入掘進(jìn)工作面后，在打眼放炮前后均應(yīng)敲幫問頂

10、。 檢查工作地點(diǎn)支架架設(shè)質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)不合格支架，必須先處理后施工。 嚴(yán)格控制巷道掘進(jìn)迎頭的空頂面積。當(dāng)迎頭掘進(jìn)中空頂面積超出規(guī)定的要求，或頂幫比較破碎時應(yīng) 及時設(shè)支架棚子支護(hù)裸露的頂板。背頂封幫要嚴(yán)實(shí)，切忌虛設(shè)。 加強(qiáng)對巷道迎頭附近圍巖穩(wěn)定狀況的觀察。如果頂板松軟，或巷道接近斷層時，應(yīng)采用前探梁支護(hù) 頂板，并縮小棚距。 掘進(jìn)工作面放炮崩倒的棚子應(yīng)由外向里逐架扶正背牢。 厚煤層中下分層順槽掘進(jìn)時，事先要探明頂板冒落砰石的壓實(shí)情況，掘進(jìn)中要及時對前方老巷、構(gòu) 造等情況及時觀察，并及時制定有效控制措施。 在大傾角煤層中掘進(jìn)順槽時，如果是破頂掘進(jìn)，則要隨時隨刻注意支架封頂情況，出現(xiàn)空頂要及時 打木垛封頂

11、。如果發(fā)現(xiàn)上幫破頂處支架受力、變形較大，應(yīng)及時加大斜撐或抬棚，提高支架的側(cè)向承載能 力。(2) 掘進(jìn)巷道冒頂事故防治措施： 可能的情況下巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體中，并盡量避免采動的影響。 巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖的壓力 巷道支架所能承受的變形量，應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。 盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時，盡可能采用有初撐力的支架；特別注意頂與幫的背 嚴(yán)背實(shí)問題，杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現(xiàn)象。 凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn)，重新支護(hù)時應(yīng)先護(hù)頂，再施工。 巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆老支架。 在易發(fā)生推垮型冒頂?shù)南锏乐幸岣呦锏乐Ъ艿姆€(wěn)定性，可以在巷道的支

12、架之間用拉撐件連接固定，增加架棚的穩(wěn)定性，以防推倒。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架間拉撐件的強(qiáng)度、密度要適當(dāng)加大。(3) 掘進(jìn)巷道交叉點(diǎn)處冒頂事故防治措施： 開岔口應(yīng)避開原來巷道冒頂?shù)姆秶?必須在開口抬棚支設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿，不得過早拆除，切忌先拆棚后支架棚。 注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強(qiáng)度。 當(dāng)開口處圍巖尖角被壓壞時，就及時采取加強(qiáng)抬棚穩(wěn)定性的措施。(4) 掘進(jìn)巷道過斷層等構(gòu)造變化帶時的安全措施。 加強(qiáng)巷道掘進(jìn)地段的地質(zhì)調(diào)查工作，特殊地段，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的針對性措施，否則不能開工。 巷道在破碎帶中掘進(jìn)，應(yīng)做到一次成巷，盡可能縮短圍巖暴露時間。 施工中嚴(yán)格執(zhí)行

13、操作規(guī)程、交接班和安全檢查制度。 掘進(jìn)工作面臨近斷層或穿斷層帶時，巷道支護(hù)應(yīng)盡量采用砌璇或U型鋼可縮性支架支護(hù)，棚距要縮小。 減少放炮裝藥量，除低因放炮對斷層附近破碎頂板的震動。 減少空頂距離，及時支設(shè)臨時支架，永久支架要跟上，滯后距離不得大于2-4m。 巷道支架背板要嚴(yán)實(shí)，一方面提高支架對圍巖的支護(hù)能力，另一方面要防止掘進(jìn)中漏頂或漏幫 當(dāng)斷層帶處頂板特別松軟、破碎時，要采用超前探梁支護(hù)的辦法管理端面不穩(wěn)定頂板，即用長5m左右的釬桿沿支架頂梁的周邊把斷層破碎帶處頂板裂隙圈起來。 在掘進(jìn)迎頭挖柱窩時，要先架好探板式撞楔，然后人在撞楔下工作。 在頂板巖性突變地段，要及時打點(diǎn)柱支護(hù)突變帶頂板。對傘檐

14、狀危害巖要及明敲掉，敲不下時，要 在傘檐下打上撐柱，并在其下加密柱棚，可加打抬板棚。巷道臨近斷層等構(gòu)造帶時，放炮前還必須檢查掘進(jìn)頭瓦斯等有害氣體的積存情況，工作面附近20m內(nèi)瓦斯等有害氣體濃度不得超過 1%如果斷層與某含水層有水力聯(lián)系，事先還必須做好斷層水的疏排工作。(5) 掘進(jìn)巷道在開幫或貫通時的安全措施 選好開幫和貫通的地點(diǎn)，要選在頂板和地質(zhì)條件比較好、遠(yuǎn)離交岔點(diǎn)與停采線、煤柱等各種受集中 承力影響的地方。 要在貫通前進(jìn)行超前探測，在兩巷貫通前15m打好超前鉆，探鉆眼深不得小于3m并保持1.5m以上的超前探眼，以觀察異常。貫通掘進(jìn)時放小炮，貫通后再刷大，防止冒頂。 開幫貫通與被開幫貫通的巷

15、道之間要保持一定的夾角。夾角在45° -90°之間為好。 開幫貫通點(diǎn)附近的支架要加固好，要將受施工影響的棚子進(jìn)行加強(qiáng)，其方法有挑棚、打點(diǎn)柱、設(shè)木 垛等。 開幫貫通巷道的交接處要及時扶上抬棚，抬棚承載能力應(yīng)視圍巖性質(zhì)而定，一般選擇大于正常支護(hù) 材料承載能力的2-3倍。 要處理好被透點(diǎn)的積水及瓦斯等有害氣體。5、巷道維修冒頂事故的防治(1) 維修井巷支護(hù)時，必須有安全措施。嚴(yán)防頂板冒落傷人、堵人和支架歪倒。(2) 擴(kuò)大和維修井巷連續(xù)撤換支換時，必須保證有在發(fā)生冒頂堵塞井巷人員能撤退的出口。在獨(dú)頭巷道 維修支架時，必須由外向里逐架進(jìn)行，并嚴(yán)禁人員進(jìn)入維修地點(diǎn)以里。(3) 撤掉支架

16、前，應(yīng)先加固工作地點(diǎn)的支架。架設(shè)和拆除支架時，在一架未完工之前，不得中止工作。撤換支架的工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行；不連續(xù)施工時，每次工作結(jié)束前，必須接頂封幫，確保工作地點(diǎn)安全。(4) 維修傾斜井巷時，應(yīng)停止行車；需要通車作業(yè)時，必須制定行車安全措施。 嚴(yán)禁上、下段同時作業(yè)。四、采煤工作面冒頂時的避災(zāi)自救措施(1) 迅速撤退到安全地點(diǎn)。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)工作地點(diǎn)有即將發(fā)生冒頂?shù)恼髡?，而?dāng)時又難以采取措施防止采煤工 作面頂板冒落時，最好的避災(zāi)措施是迅速離開危險區(qū)，撤退到安全地點(diǎn)(2) 遇險時要靠煤幫貼身站立或木垛處避災(zāi)。從采煤工作面發(fā)生冒頂?shù)膶?shí)際情況來看，頂板沿煤壁冒落是很少見的，因此，當(dāng)發(fā)生冒頂來不及撤退到安全地點(diǎn)

17、時，遇險者應(yīng)靠煤幫貼身站立避災(zāi)，但要注意煤 壁片幫傷人。另外，冒頂時可能將支柱壓斷或推倒，但在一般情況下是不可能壓垮或推倒質(zhì)量合格的木垛。因此，如遇險者所在位置靠近木垛時，可撤至木垛處避災(zāi)。冒頂突來未撤離，背靠煤壁來站立煤壁片幫也傷人，時刻注意別麻痹(3) 遇險后立即發(fā)出呼救信號，冒頂對人員的傷害主要是砸傷、掩埋或隔堵。冒落基本穩(wěn)定后，遇險者 應(yīng)立即采用呼叫、敲打，如敲打物料、巖塊(可能贊成新的冒落時，則不能敲打，只能呼叫)等方法，發(fā) 出有規(guī)律、不間斷的呼救信號，以便救護(hù)人員和撤出人員了解災(zāi)情，組織力量進(jìn)行搶救。冒頂被困沉住氣，呼喊敲打來告急；為給營救創(chuàng)條件，發(fā)出信號要規(guī)律遇險人員要積極配合外

18、部的營救工作。冒頂后被煤砰、物料等埋壓的人員，不要驚慌失措，在條件不 允許時切忌采用猛烈掙扎的辦法脫險，以免造成事故擴(kuò)大。被冒頂隔堵的人員，應(yīng)在遇險地點(diǎn)有組織地維 護(hù)好自身安全，構(gòu)筑脫險通道，配合外部的營救工作，為提前脫險創(chuàng)造良好的條件。五、獨(dú)頭巷道迎頭冒頂被堵人員應(yīng)急措施(1) 遇險人員要正視已發(fā)生的災(zāi)害，切忌驚惶失措，堅信礦領(lǐng)導(dǎo)和同志們一定會積極進(jìn)行搶救。應(yīng)迅速 組織起來，主動聽從災(zāi)區(qū)中班組長和有經(jīng)驗(yàn)的老工人的指揮。團(tuán)結(jié)協(xié)作，盡量減少體力的隔堵區(qū)的氧氣消 耗，有計劃地使用飲水、食物和礦燈等，做好較長時間避災(zāi)的準(zhǔn)備。(2) 如人員被困地點(diǎn)有電話，應(yīng)立即用電話匯報災(zāi)情、遇險人數(shù)和計劃采取的避災(zāi)

19、自救措施；否則，應(yīng) 采用敲擊鋼軌、管道和巖石等方法，發(fā)生有規(guī)律的呼救信號，并每隔一定時間敲擊一次。不間斷地發(fā)出信 號，以便營救人員了解災(zāi)情，組織力量進(jìn)行搶救。(3) 維護(hù)加固冒落地點(diǎn)和人員躲避處的支架，并派人檢查，以防止冒頂進(jìn)一步擴(kuò)大，保障被堵人員避災(zāi)時的安全營救人員進(jìn)險區(qū)，保障退路要注意；頂板支護(hù)要牢固，安全營救別麻痹(4) 如人員被困地點(diǎn)有壓風(fēng)管，應(yīng)打開壓風(fēng)管給被困人員輸送新鮮空氣，并稀釋被隔堵空間的瓦斯?jié)舛?但要注意保暖。砰石垮落壓住人，最忌猛拉和硬抻“液壓千斤”頂穩(wěn)固，小心施救要留神六、事故案例（案例一）維修巷道措施不當(dāng)造成的重大冒頂事故1986年11月14日14時，永定縣某煤礦主平酮冒頂維修，由于礦領(lǐng)導(dǎo)違章指揮，錯誤決定要工人冒 險作業(yè)造成頂板事故，死亡 3人。11月8日上午，班長在入井上班時發(fā)現(xiàn)425m處的叉巷大面積冒頂，損壞了5架支架，堵住了通道，怕再次冒落，當(dāng)天未進(jìn)行維修。班長在9日向礦長匯報，礦長在沒有入井檢查