煤礦頂板災(zāi)害防治

1、煤礦頂板災(zāi)害防治第六章煤礦頂板災(zāi)害防治第一節(jié)基本理論概述、項(xiàng)板事故的形式和特點(diǎn)（一）采煤工作面頂板事故1.局部冒頂事故局部冒頂事故實(shí)質(zhì)上是已被壞的頂板失去依托而造成。就其觸發(fā)原因而言可以大致分為兩部分：一部分是采煤工作（包話破煤、裝煤等）過程中發(fā)生的局部冒頂事故，即在采煤過 程中未能及時支護(hù)已出露的破碎頂板；另一部分則是單體支護(hù)回柱和整體支護(hù)的移架操作過程中發(fā)生的局部冒頂事故。VjLwG2.大冒頂事故采煤工作面的大冒頂事故也叫采場大面積切頂、落大頂、垮面。1 1）由直接頂運(yùn)動所造成的垮面事故就其作用力的始動方向可分為以下兩大類:（1 1）推垮型事故。包括走向推進(jìn)工作面圖6-1-3老頂運(yùn)動引起的

2、沖擊推垮（砸垮） 型事故a-a-煤壁片塌和頂板下切；b-b-老頂把直接頂推垮WWW* *圖6-1-1直接頂運(yùn)動引起的推垮型事故H H-.1.1c-c-頂板向采空區(qū)方向推垮前;d-d-頂板向采空區(qū)方向推垮后圖6-1-2直接頂運(yùn)動引起的壓垮型事故a-a-頂板向煤壁方向壓垮前；b-b-頂板向煤壁方向壓垮后；C-C-頂a-a-頂板沿傾斜方向推垮前；b-b-頂板頂板沿傾斜方向推垮后;板向采空區(qū)方向壓垮前；d-d-頂板向采空區(qū)方向壓垮后常發(fā)生的傾向推垮型事故，如圖6-1-1a6-1-1a 、b b所示，及傾斜推進(jìn)工作面容易發(fā)生的向采空區(qū)方向推垮型事故，如圖 6-1-1C6-1-1C、d d 所示。hNDA

3、Y（2 2）壓垮型事故。包括向煤壁方向壓垮,如圖 6-1-2a6-1-2a、b b 所示，及向采空區(qū)方向壓垮型事故,如圖 6-1-2C6-1-2C、d d 所示。GhE6q煤礦頂板災(zāi)害防治由老頂運(yùn)動所造成的垮面事故a-a-靠近采空區(qū)支柱先壓斷；b-b-支柱全部壓斷而垮面圖6-1-4老頂運(yùn)動引起的壓垮型事故(1)(1)沖擊推垮型（即砸垮型）事故。這類煤礦頂板災(zāi)害防治事故發(fā)生時， 開始運(yùn)動的老頂首先將其作用力施加于靠近煤壁處已離層的直接頂上， 壁片塌和頂板下切，緊接著高速運(yùn)動的老頂把直接頂推垮。這類事故發(fā)展的簡單過程如圖6-1-36-1-3 所示。WML4S（2 2）壓垮型事故。 這種事故發(fā)生在采

4、用木支架支護(hù)的采場。 事故過程如圖 6-1-46-1-4 所示。3）大冒頂事故發(fā)生的時間地點(diǎn)從工作面傾斜方向來看，距離上出口 1010 m m 范圍內(nèi)的事故比例通常是臨近下出口部位所發(fā)生事故比例的兩倍多。其主要原因是受上側(cè)工作面支承壓力作用的影響，頂板的完整性容 易受到破壞的結(jié)果。 XWOhv從工作面推進(jìn)方向來看， 采煤工作面從開切眼推進(jìn)開始到回采結(jié)束， 就頂板運(yùn)動和礦壓 顯現(xiàn)特征的差別而言，可以分為兩個發(fā)展階段， 即老頂各巖梁初次來壓完成前的初次來壓階 段，以及老頂來壓完成后的正常推進(jìn)階段。（二）巷道頂板事故 巷道的變形和破壞形式是多種多樣的，巷道中常見的頂板事故按照圍巖破壞部位可分 為：巷

5、道頂部冒頂?shù)繇?、巷道壁片幫以及巷道頂、幫三面大冒落三種類型。按照圍巖結(jié)構(gòu)及冒落特征又可分為： 鑲嵌型圍巖墜矸事故、 離層型圍巖片幫冒頂事故、 松散破碎圍巖塌漏抽 冒事故以及軟巖膨脹變形毀巷事故等幾種形式。二、影響頂板事故的主要因素（一）影響采煤工作面頂板事故的因素1.1.自然因素其中直接頂?shù)姆€(wěn)定性直接決定著 支架的選型、支護(hù)方式的確定，是引起工作面局部冒頂?shù)闹鲗?dǎo)原因。（ 3 3）地質(zhì)構(gòu)造。各種地質(zhì)構(gòu)造如斷層的存在可能改變頂板冒落的一般規(guī)律，造成突然 來壓和冒頂。（ 4 4）開采深度。開采深度直接影響著原巖應(yīng)力大小，同時也影響著開采后巷道或工作 面周圍巖層內(nèi)支承壓力的大小。 隨著采深增加， 支承

6、壓力必然增加， 從而導(dǎo)致煤壁片幫及底 板膨起的機(jī)率增加，由此也可能導(dǎo)致支架載荷增加。（5 5）煤層厚度。中厚及厚煤層要比薄煤層發(fā)生頂板事故的機(jī)率大。2.2. 開采技術(shù) 開采技術(shù)對采煤工作面頂板管理的影響是多方面的， 不僅與支護(hù)方式有關(guān)， 還受到回采 工藝及其參數(shù)（采高、控頂距、循環(huán)進(jìn)度等）、采空區(qū)處理方式、是否分層開采等開采技術(shù) 因素的影響。 5hYw0。通常，綜采工作面的頂板管理狀況要好于單體支護(hù)工作面。好于摩擦式金屬支架，摩擦式金屬支架要好于木支架。（二）影響巷道頂板事故的因素1.1. 自然因素（1 1）巖石性質(zhì)及其構(gòu)造特征。造成煤fuiyn。N7661。（1 1）煤層傾角。煤層傾角對采煤

7、工作面礦山壓力顯現(xiàn)的影響是很大的。（ 2 2）采煤工作面的圍巖組成。采煤工作面的圍巖，一般是指直接頂、老頂以及直接底 的巖層。 這三者對采煤工作面的安全生產(chǎn)有著直接的影響。ARMJZPjlSR。單體支護(hù)中單體液壓支架要NU6iJ。煤礦頂板災(zāi)害防治（2 2） 開采深度。采深大時，由于上覆巖層重量大，形成的支承壓力較大。在底板軟弱時，巷道容易出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象。bvVEW（3 3） 煤層傾角。煤層傾角不同往往使巷道破壞形式有差別。（4 4） 地質(zhì)構(gòu)造因素。如果巷道開掘在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，則很容易發(fā)生各種規(guī)模的冒頂。（5 5） 水的影響。巷道圍巖中含水較大時，將會加劇巷道的變形和破壞。（6 6） 時間因素的

8、影響。各種巖石都有一定的時間效應(yīng)，尤其井下巷道的圍巖， 其它因素的作用下，巖石的強(qiáng)度會因變形、風(fēng)化和水的作用等等而降低。2.2.開采技術(shù)因素（1 1） 巷道與開采工作的關(guān)系，如巷道是處于一側(cè)采動還是兩側(cè)采動的條件下，采動還是受多次采動影響；LXadY。（2 2） 巷道的保護(hù)方法，如巷道是依靠留煤柱保護(hù)還是在巷旁用專門的剛性充填帶保護(hù)；（3 3） 巷道本身采用的支架類型和支護(hù)方式。三、支護(hù)原理 SFT2P1.1. 采煤工作面支護(hù)原理 根據(jù)礦山壓力的理論， 整個采煤工作面上覆巖層中，裂隙帶 老頂巖層能夠形成一種“大結(jié) 構(gòu)”，如圖 6-1-66-1-6 所示。Z9WD02.2. 巷道支護(hù)原理在開掘巷

9、道以后形成的在時間和zFFot。是受初次圖6-1-6采煤工作面裂隙帶巖梁“大結(jié)構(gòu)”/ - I I . “支架一圍巖”力學(xué)平衡系統(tǒng)中，圍 巖通常承受著大部分的巖層壓 力，而支架卻只承擔(dān)其中一小部 分。而且，在支架和圍巖分擔(dān)巖 層壓力的過程中，巷道支架所承擔(dān)的載荷是多變的， 其分擔(dān)巖層壓力的比重視圍巖本身承擔(dān)了多少載荷而定。圍巖分擔(dān)的比重愈多，支架分擔(dān)的比重將愈少。合理的支護(hù)方式應(yīng)在保證安全的前提下充分利用圍巖的自承力，使支架與圍巖在相互約束的狀態(tài)下共同承載，使得圍巖在承受一定支架阻力的條件下有限制地（而不是自由地）向巷道空間內(nèi)變形（受控變形）。在此過程中，支架和圍巖雙方的受力和產(chǎn)生的變形大小都和

10、任一方的特性有關(guān)，并隨任一方特性的變化而變化。tsIwi OA-A- 煤壁支撐影響區(qū)（a-ba-b）； B-B-離層區(qū)（b-Cb-C）； C-C-重新壓實(shí)區(qū)（c-dc-d）；I-I-冒落帶；II-II-裂隙帶；III-III-彎曲下沉帶；a-a-支撐影響角第二節(jié)采煤工作面頂板的日常管理一、采煤工作面頂板情況和來壓的預(yù)測（一）破碎情況的預(yù)測預(yù)報(bào)工作（1 1）構(gòu)造破碎的推斷。（2 2）支承壓力影響分析。（3 3）預(yù)測預(yù)報(bào)頂板情況。（二）老頂來壓的預(yù)測預(yù)報(bào)煤礦頂板災(zāi)害防治煤礦頂板災(zāi)害防治1.1.在生產(chǎn)中反映老頂動態(tài)情況的主要現(xiàn)象有：（1 1）頂板下沉速度的變化，老頂在兩次強(qiáng)烈運(yùn)動之間，特別是臨近再次

11、運(yùn)動前夕，將有一個十分沉靜的階段， 在這一階段的頂板下沉速度小而穩(wěn)定， 采煤過程如此，放頂過程中 可以更明顯的看到。 而當(dāng)靠煤壁頂板下沉速度大幅度上升， 甚至出現(xiàn)動壓沖擊現(xiàn)象， 說明直 接頂板被迫使撓曲，老頂活動已經(jīng)開始。 70Pqd（2 2）支柱的承載情況，支柱受力是頂板運(yùn)動的結(jié)果。（3 3）直接頂中強(qiáng)度較高、支承壓力破壞不嚴(yán)重的部分，在上覆巖層相對靜止時期，可能頂板放不下來而出現(xiàn)懸頂現(xiàn)象。Ly5tV。（4 4）“板炮”（鐵柱子“放炮”）、活柱高速沉縮時發(fā)出雷鳴般的聲響，是老頂活動的標(biāo)志，頂板愈堅(jiān)硬，這一現(xiàn)象愈明顯。追隨采煤機(jī)后的支柱“放炮”增加（特別是靠近煤壁排 的支柱“放炮”，是頂板大面

12、積運(yùn)動已經(jīng)開始的標(biāo)志） 頂板的撓曲程度。采場來壓前，超前支撐壓力將逐漸達(dá)到高蜂。煤壁片幫。由于支承壓力對煤壁的預(yù)先破壞作用，因此，采面來壓前常有明顯的。AW8cm2 2.預(yù)示來壓的支承壓力顯現(xiàn)（1 1）（2 2）片幫現(xiàn)象。支柱鉆底。（3 3）二、采煤工作面頂板管理的技術(shù)要求1 1.單體支護(hù)密度在確定了必要的支護(hù)強(qiáng)度PT后，支護(hù)密度 n n 即可由下式求出，即:RT(6-2-1)式中RT-為支柱在工作面實(shí)際能夠達(dá)列的平均承載能力?？捎上率角蟮?RT如果計(jì)算出支護(hù)密度 （n n）( (6-2-26-2-2 )KBKZRB超過實(shí)際所允許的數(shù)值， 應(yīng)當(dāng)采取增加必要的特種支護(hù)措施。2 2.單體支護(hù)控頂方

13、式1 1）周期來壓不明顯的采場, 能的縮小控頂距和放頂步距。特別是在直接頂松軟或者是采底分層的情況下，應(yīng)當(dāng)盡可3RMqy2 2）周期來壓明顯、強(qiáng)度較大的采場，單體支護(hù)工作面一般應(yīng)適當(dāng)加大控頂步距。3 3采煤、控頂之間的時、控關(guān)系組織1 1）對于周期來壓不明顯的采場，特別是直接頂本身巖性強(qiáng)度不高，頂板穩(wěn)定性差的情 況下，單體支護(hù)工作面應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)跟隨機(jī)后架設(shè)臨時支柱、采煤、控頂平行作業(yè)，盡可能縮小 采煤、回柱放頂操作間的距離，以增加工作面推進(jìn)速度。X5kBU2 2）對于周期來壓明顯，來壓較大，頂板穩(wěn)定性好的采場，應(yīng)當(dāng)在來壓前后采取不同的 時、控組織方案。4 4.單體支護(hù)工作面輔助性控頂支護(hù)（特種支護(hù)

14、）的選用1 1）周期壓力不明顯，特別是直接頂板強(qiáng)度不高，采空區(qū)無懸頂（或懸頂很?。┑那闆r 下，只要基本支柱的承載能力滿足要求，一般無需增設(shè)輔助性支護(hù)。9Ctgd。2 2）對于周期來壓明顯的采場，應(yīng)當(dāng)在來壓前夕增設(shè)特種支護(hù)加強(qiáng)頂板管理,直接頂強(qiáng)煤礦頂板災(zāi)害防治度高（有較大跨度的懸頂）應(yīng)在靠放頂排打斜撐戧柱棚。來壓強(qiáng)度大時增設(shè)木垛（底板比較 松軟的情況下）或直接改為密集（底板強(qiáng)度大時） ，來壓強(qiáng)度特別大的采場，可以在采場內(nèi) 加設(shè)對柱、叢柱加強(qiáng)控制。LEml5。5 5來壓前頂板的管理1 1）保證支柱有足夠的初撐力，架設(shè)時打緊水平楔。2 2 ）防止支柱鉆底。對于支承壓力大（來壓步距大） ，底板強(qiáng)度低的

15、采場，應(yīng)在來壓前 讓支柱穿上“硬鞋” ，防止來壓時支柱鉆入底板，否則支護(hù)密度再大，操作質(zhì)量再好，也起 不到作用。 SMCih。3 3）提前打好戧柱、木垛等特種支護(hù)，起到雙保險(xiǎn)的作用。4 4 ）在接近來壓時刻要盡可能避免在采場同時進(jìn)行采煤和放頂工作。三、采煤工作面頂板管理的制度要求（一） 煤礦安全規(guī)程對頂板管理的總體要求（1 1 ）采煤工作面必須按照作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。（2 2 ）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度。（3 3 ）采煤工作面必須及時放頂或充填，控頂距離超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時禁止采煤。（4 4）開采近距離煤層，上一煤層采用刀柱法、條帶法或帶狀充填法控制頂板，下一煤 層采用垮落法控制頂

16、板時，必須制定控制頂板的安全措施。（ 5 5）采煤工作面的傘檐不得超過作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，不得任意丟失頂煤和底煤。工作面 的浮煤應(yīng)清理干凈。（6 6）采煤工作面必須經(jīng)常存有一定數(shù)量的備用支護(hù)材料。（7 7）采用人工假頂分層垮落法開采的采煤工作面，人工假頂必須鋪設(shè)好，搭接嚴(yán)密；采用金屬網(wǎng)或礦用塑料網(wǎng)假頂時，必須把網(wǎng)連結(jié)好。JYRvm。（8 8）采用傾斜分層垮落法回采時，下一分層的采煤工作必須在上一分層頂板垮落的穩(wěn) 定區(qū)域下面進(jìn)行。（9 9）工作面支架、煤壁、刮板輸送機(jī)都要保持直線，拉線檢查誤差不大于（二）綜采工作面頂板管理注意事項(xiàng)1必須根據(jù)礦井各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)、煤層地質(zhì)條件、煤層厚度、煤層傾角、瓦斯涌出

17、量、燃發(fā)火傾向和礦山壓力等因素，編制設(shè)計(jì)（包括設(shè)備選型、選點(diǎn)）2運(yùn)送、安裝和拆除液壓支架時，必須有安全措施，明確規(guī)定運(yùn)送方式、安裝質(zhì)量、 裝工藝和控制頂板的措施。 mOiiU。3工作面煤壁、刮板輸送機(jī)和支架都必須保持直線。4液壓支架必須接頂。頂板破碎時必須超前支護(hù)。在處理液壓支架上方冒頂時，必須制 定安全措施。m9rXp。6采煤機(jī)采煤時必須及時移架。 采煤與移架之間的懸頂距離， 應(yīng)根據(jù)頂板的具體情況在 作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定；超過規(guī)定距離或發(fā)生冒頂、片幫時，必須停止采煤。6嚴(yán)格控制采高， 嚴(yán)禁采高大于支架的最大支護(hù)高度。 當(dāng)煤層變薄時， 采高不得小于支 架的最小支護(hù)高度。Mp mPJ_7當(dāng)采高超過

18、 3m3m 或片幫嚴(yán)重時，液壓支架必須有護(hù)幫板，防止片幫傷人。7u6UX。 0.lm0.lm 。18X2Z3dRZ2c。煤礦頂板災(zāi)害防治8工作面兩端必須使用端頭支架或增設(shè)其它形式的支護(hù)。9工作面轉(zhuǎn)載機(jī)安有破碎機(jī)時，必須有安全防護(hù)裝置。10處理倒架、歪架、壓架以及更換支架和拆修頂梁、支柱、座箱等大型部件時，必須有 安全措施。 0af70。（三）單體支護(hù)工作面頂板管理注意事項(xiàng)（1 1 ）工作面端頭支護(hù)形式、材料、規(guī)格必須在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定，總的要求應(yīng)該是加 強(qiáng)支護(hù)且有長梁抬棚，抬棚梁的長度應(yīng)能保證在移動輸送機(jī)頭、 機(jī)尾且替換支柱時不松動頂 板，一般長度應(yīng)為最大控頂距加循環(huán)進(jìn)度，通常為2.4m2.

19、4m 的 n 型鋼梁或工字鋼梁。PmrpA（2 2 ）支架排柱距符合煤礦安全規(guī)程要求，誤差不大于 0.lm0.lm ，支架必須堅(jiān)固完好， 迎山有力，不準(zhǔn)有缺梁缺柱或折損彎曲和松動空頂?shù)摹暗葎胖薄Qnjn。（3 3） 應(yīng)提倡和推廣交錯支設(shè)方式，交錯長度應(yīng)為 0.6m0.6m ，齊頭梁不利于對頂板的有效支 護(hù)，因此應(yīng)避免齊頭梁，如果作業(yè)規(guī)程規(guī)定交錯布置，則應(yīng)杜絕齊頭梁現(xiàn)象。（4 4 ）回柱放頂應(yīng)有明確規(guī)定和安全措施。（5 5 ）整個回柱工作必須在有經(jīng)驗(yàn)的老工人指揮下進(jìn)行，并且要清理好安全退路， 一旦頂板發(fā)生險(xiǎn)情，能立即撤離險(xiǎn)區(qū)。采空區(qū)要每隔一段距離留有信號柱子。（6 6 ）采煤機(jī)割煤時應(yīng)追機(jī)支

20、設(shè)臨時貼幫點(diǎn)柱。1 1大冒項(xiàng)的原因（ 1 1）初次放頂。初次放頂效果好壞，對安全生產(chǎn)關(guān)系很大。（2 2）未掌握周期來壓規(guī)律。老頂周期來壓，對工作面礦壓顯現(xiàn)，尤其是對支架的作用 力要比平時急劇增加且猛烈。K6qMe。（3 3）過舊巷安全技術(shù)措施不力。舊巷頂板一般由于采動影響已遭到破壞，巷道兩側(cè)圍 巖松動，當(dāng)采煤工作面推進(jìn)其附近時，維護(hù)頂板極其困難且容易發(fā)生冒頂。（4 4）工作面工程質(zhì)量低劣，支架規(guī)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不符合要求。（5 5）頂板管理不善。例如發(fā)生小冒頂處理不及時；工作面推進(jìn)速度慢，因推進(jìn)速度慢， 使頂板下沉量大，頂板不完整，支架折損多。空頂距離大，沒有及時處理等等。（6 6）作業(yè)規(guī)程編制不認(rèn)

21、真，執(zhí)行不嚴(yán)肅。（7 7）地質(zhì)構(gòu)造。工作面出現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造、頂板破碎和煤層賦存條件變化，如對頂板巖石ugFBt。Bwx3U。1.1.第三節(jié) 采煤工作面頂板災(zāi)害防治技術(shù)、局部冒頂事故預(yù)防措施防止應(yīng)力集中和放頂不實(shí) 合理選擇工作面推進(jìn)方向 采取正確的支護(hù)方法堅(jiān)持工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 減少頂板暴露面積和縮短頂板暴露時間 單體支柱采煤工作面 液壓支架采煤工作面二）大冒頂?shù)姆乐未胧? 23 .1 1）2 2）ullFq。UVjqe。煤礦頂板災(zāi)害防治2.2.預(yù)防大冒項(xiàng)的措施（1 1）必須加強(qiáng)礦井生產(chǎn)的地質(zhì)工作， 對每個采區(qū)、每個采煤工作面的頂?shù)装鍘r性、組 成和物理力學(xué)性質(zhì)；煤質(zhì)軟硬、厚度和傾角的

22、變化；地質(zhì)構(gòu)造與自然裂隙的性質(zhì)、煤層賦存 情況和水文地質(zhì)條件等作調(diào)查研究，做出分析預(yù)報(bào)，作為采區(qū)設(shè)計(jì)和編制作業(yè)規(guī)程的依據(jù)，以便針對性地采取措施防止冒頂。（2 2）認(rèn)真編制采區(qū)設(shè)計(jì)和工作面作業(yè)規(guī)程。正確確定采區(qū)巷道布置、開采程序和采煤方式是保證安全生產(chǎn)的重要因素。3K47T（3 3）大力開展頂板觀察工作，掌握頂板活動規(guī)律，進(jìn)行頂板來壓預(yù)報(bào)。（4 4）重視初次放頂，加強(qiáng)有效的安全措施。（5 5）加強(qiáng)工作面支護(hù)和管理。 目前還有相當(dāng)數(shù)量的工作面采用金屬摩擦式支柱、甚至木支架。（三）不同頂板條件下預(yù)防冒頂事故的技術(shù)要求1.1.采煤工作面過斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造帶頂板災(zāi) 害的防治1 1）采煤工作面過斷層（

23、1 1）過斷層的方法。采煤工作面過斷層時，先把 斷層落差、范圍、與走向的交角弄清楚，然后制定過斷 層的方法。如圖 6-3-6-3-1 1所示。Z5C2J。（2 2）過斷層常用的支架方式。如圖 6-3-26-3-2，6-3-36-3-32 2） 采煤工作面過褶曲采煤工作面過褶曲時需事先挑頂或臥底， 使底板起伏變化平緩。褶曲處煤層局部變厚時, 一般留頂煤，使支架沿底，便于支架架設(shè)。在使用單體支柱時，若丟底煤則要在柱底穿鐵鞋。 留頂煤時，則要在支架上方背嚴(yán)以防頂煤壓碎冒落，或者將頂煤挑下架設(shè)木垛接頂。的性質(zhì)認(rèn)識不夠，都易導(dǎo)致冒頂。i4yqf。8o8cv。JVi pD。圖 6-3-46-3-4 所示。

24、oVoA61-1-加強(qiáng)木垛；2-2-加密支柱；3-3-迎山搶柱；4-4-支撐木oKOOL 7 7 V V * * r rNiNi i i圖6-3-2遇斷層打搶柱圖6-3-3留底煤打擋板圖6-3-4超前托板上打木垛煤礦頂板災(zāi)害防治3 3） 采煤工作面過沖刷帶煤礦頂板災(zāi)害防治（5 5）4.4.金屬（塑料）網(wǎng)假頂頂板災(zāi)害的防治（I I ）開采第一分層時，從切眼推采開始到初次放頂，由采空區(qū)向頂板打深孔（3 35m5m ）爆破將煤崩出，直接頂崩碎，充填網(wǎng)上冒落空隙，以阻止六面體的去路。深孔爆破的部位主 要是開切眼附近、上分層停采位置及工作面上下兩端。（2 2 ）注意提高鋪網(wǎng)質(zhì)量。按規(guī)定要求搭接好，連結(jié)牢

25、固，并注好水。清理平底部，不 留大塊矸石和柱梁、木沖刷帶在采煤工作面破碎范圍較大，使煤層變薄,甚至尖滅。沖刷帶附近的煤層和圍巖受水侵蝕和風(fēng)化，孔隙度大，煤層酥松，直接頂變薄, 過沖刷帶常用連鎖棚子，在沖刷帶邊緣棚距適當(dāng)減少， 木垛、抬板、戧柱與特殊支架。 pIRECo巖性酥脆，容易離層產(chǎn)生成層狀垮落。 控頂距適當(dāng)加大一排， 必要時鋪之以4 4）采煤工作面過陷落柱（無炭柱）遇陷落柱的預(yù)兆和斷層很相似，其不同是陷落柱的邊緣多呈凹凸不平的鋸齒狀, 不同巖石的混合體。過陷落柱的方法和過斷層一有各種樣，可以繞過和硬過。硬過陷落柱時根據(jù)破碎帶 破碎程度，可用套棚、一梁三柱和木垛等方式支 護(hù)。SQiRL5

26、5）遇劈口支護(hù)方法由于地質(zhì)應(yīng)力的作用，會使巖層產(chǎn)生的裂隙 和節(jié)理。工作面經(jīng)開采后，在支承壓力作用下， 頂板巖層節(jié)理和裂隙又進(jìn)一步張開和擴(kuò)大。這些裂隙和節(jié)理把巖層分割成不同的形狀，即所謂的 劈口。劈口最容易發(fā)生局部冒頂，其冒頂預(yù)兆很 不明顯，一般采用敲幫問頂方法和眼睛觀察法。劈口比節(jié)理和裂隙開的縫要大，使頂板失去了連 續(xù)性和完整性，有時有掉渣現(xiàn)象。過劈口時可根 據(jù)劈口特征狀況采取相應(yīng)的支護(hù)方式。URNE92.2.采煤工作面過老巷頂板災(zāi)害的防治維護(hù)加固老巷。調(diào)整過老巷方向。液壓支架過老巷。（見圖 6-3-56-3-5 ） 老巷在工作面下方。（見圖 6-3-66-3-6 ）o（4 4）3.3.復(fù)合型

27、頂板災(zāi)害的防治嚴(yán)禁仰斜開采。掘進(jìn)工作面平巷不能破壞復(fù)合型頂板。初采時不要反向推進(jìn)。(4(4)提高支架的穩(wěn)定性。MB-I-I-上分層；2-2-中分層；3-3-下分層；4-4-采空區(qū);5-5-底梁；6-6-頂梁圖6-3-6厚煤層過采空區(qū)提高單體支柱的初撐力和剛度。6n2oPo圖6-3-5液壓支架過老巷煤礦頂板災(zāi)害防治垛等物。ISITp（3 3）開采第二分層時，其開切眼位置應(yīng)采用內(nèi)錯式布置，避免網(wǎng)上碎矸上方存有空隙。煤礦頂板災(zāi)害防治(4(4 )盡可能延長第一分層與第二分層的開采間隔時間。(5(5 )為了使金屬 (塑料)網(wǎng)不出現(xiàn)網(wǎng)兜， 在開采第一分層時沿工作面傾斜方向每隔 m1.0m

28、 鋪設(shè)一根底梁(長度為 m)1.6m)，底梁可以采用對接方式，也可以采用搭接方式。MkbQC。5.5.直接頂異常破碎時頂板災(zāi)害的防治(1(1 )選用合適的支柱，使工作面支護(hù)系統(tǒng)有足夠的支撐力與可縮量；(2(2 )頂板必須背嚴(yán)實(shí)；(3(3 )嚴(yán)禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出現(xiàn)局部冒頂。6.6.厚層堅(jiān)硬難冒頂板災(zāi)害的防治1)1)合理確定開采方式(1)聯(lián)合開采。(2)合理選擇支架類型。(3)確定合理的懸頂面積。2)2)做好預(yù)測預(yù)報(bào)(1(1 )工作面煤壁片幫或刀柱煤柱炸裂，并伴有明顯的響聲。(2(2 )由于煤體內(nèi)支承壓力的作用，煤層中的炮眼變形，打完眼不能裝藥，甚至打眼后連 鉆桿

29、都拔不出來。(3(3 )頂板下沉急劇增加。(4(4 )頂板有時出現(xiàn)裂隙與淋水，底板局部也可能底鼓，出現(xiàn)裂隙和出水，斷層處滴水增 大，有時出現(xiàn)鉆孔中流水混有巖粉現(xiàn)象，嚴(yán)重時頂板可能掉矸。B.B.采空區(qū)注水。2 2)強(qiáng)制放頂 循環(huán)式”淺孔放頂。 步距式”深孔放頂。第四節(jié) 巷道頂板災(zāi)害的防治一、巷道掘進(jìn)和支護(hù)的基本安全注意事項(xiàng)1 1)從總的方面看，要防治巷道頂板事故，在開掘巷道時就應(yīng)該避免把巷道布置在由XOIuU。(5(5 )如果設(shè)有微震儀觀測， 可發(fā)現(xiàn)記錄中有較多的巖體破裂與滑移的波形出現(xiàn)， 錄到小的頂板冒落。3 3)軟化頂板強(qiáng)制放頂( 1 1)頂板注水注壓力水處理堅(jiān)硬難冒頂板時， 考慮注入頂板內(nèi)

30、的水對巖體的軟化和壓裂作用， 作面的具體情況，可分別采用不同的方法：A.A.超前工作面頂板高壓注水。也可記結(jié)合工u8Nsb。A AB B.C C.臺階式放頂。D D.超前深孔松動爆破。E E.地面深孔放頂。煤礦頂板災(zāi)害防治采動引起的高應(yīng)力區(qū)內(nèi)，或布置在很軟弱破碎的巖層里。（ 2 2）掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)。 （3 3）在松軟的煤、巖層或流砂性地層中及地質(zhì)破碎帶掘進(jìn)巷道時，必須采取前探支護(hù) 或其它措施。（4 4）支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉桿。（5 5）更換巷道支護(hù)時，在拆除原有支護(hù)前，應(yīng)先加固臨近支護(hù)，拆除原有支護(hù)后，必 須及時除掉頂幫活矸架設(shè)永久支護(hù)，必要時還應(yīng)采取臨時支護(hù)措施。（6 6）開鑿或

31、延深斜井下山時，必須在斜井及下山的上口設(shè)置防止跑車裝置，在掘進(jìn)工 作面的上方設(shè)置堅(jiān)固的跑車防護(hù)裝置，以防跑車沖倒支架造成巷道冒頂。（ 7 7）由下向上掘進(jìn) 25250以上的傾斜巷道時，必須將溜煤（矸）道與人行道分開，防止 煤（矸）滑落傷人。二、不同地點(diǎn)防治頂板事故的注意事項(xiàng)1 1掘進(jìn)頭（1 1 ）根據(jù)掘進(jìn)頭巖石性質(zhì)， 嚴(yán)格控制空頂距。 當(dāng)掘進(jìn)頭遇到斷層褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶 或?qū)永砹严栋l(fā)育等破碎巖層時，棚子應(yīng)緊靠掘進(jìn)頭。（2 2 ）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，危石必須挑下，無法挑下時應(yīng)采取臨時支撐措施，嚴(yán)禁空 頂作業(yè)。（3 3 ）在掘進(jìn)頭附近應(yīng)采用拉條等把棚子連成一體防止棚子被推垮， 抗突然來壓。（4

32、 4 ）掘進(jìn)工作面的循環(huán)進(jìn)尺必須依據(jù)現(xiàn)場條件在作業(yè)規(guī)程中明確規(guī)定， 一般情況下永久 支護(hù)離迎頭的距離不得超過一個循環(huán)的進(jìn)尺。 地質(zhì)條件變化時， 應(yīng)及時補(bǔ)充措施并調(diào)整循環(huán) 進(jìn)尺的大小。DmKXS（5 5 ）巷道頂部錨桿施工時應(yīng)由外向里逐個逐排進(jìn)行， 裝錨桿。（6 6 ）采用架棚支護(hù)時，應(yīng)對巷道迎頭至少 10m10m 的架棚進(jìn)行整體加固。加固裝置必須是 剛性材料，并能適應(yīng)棚距的變化。CFxvP。2.2. 巷道交叉處防治巷道開岔處冒頂?shù)拇胧┤缦拢海? 1）巷道交岔點(diǎn)的位置盡量選在巖性好、地質(zhì)條件穩(wěn)定的地點(diǎn)，開岔口應(yīng)避開原來巷 道冒頂?shù)姆秶?。? 2）采用錨桿（錨索）對巷道交岔點(diǎn)支護(hù)時，要進(jìn)行頂板離層

33、監(jiān)測，并在安全技術(shù)措 施中對支護(hù)的技術(shù)參數(shù)、監(jiān)測點(diǎn)的布置及監(jiān)測方法等進(jìn)行規(guī)定。（3 3）架棚巷道的交岔點(diǎn)采用抬棚支護(hù)時，要進(jìn)行抬棚設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)對抬棚材料專門 加工，抬棚梁和插梁要焊接牙殼。 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； mBTot。（4 4）當(dāng)開口處圍巖尖角被壓壞時，應(yīng)及時采取加強(qiáng)抬棚穩(wěn)定性的措施。（5 5）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，切忌先拆棚腿后 支抬棚。PD4G6。5vm7s。HhAGBk6ZRw。必要時還要打中柱以不得在所有的錨桿眼施工完后再安Jro1F。煤礦頂板災(zāi)害防治3.3.圍巖松散破碎地點(diǎn)（ 1 1） 炮掘工作面采用對圍巖震

34、動較小的掏槽方法，控制裝藥量及放炮順序。（ 2 2） 根據(jù)不同情況，采用超前支護(hù)、短段掘砌法、超前導(dǎo)硐法等少暴露破碎圍巖的掘 進(jìn)和支護(hù)工藝，縮短圍巖暴露時間，盡快將永久支護(hù)緊跟到迎頭。XhoGq。（3 3）圍巖松散破碎地點(diǎn)掘進(jìn)巷道時要縮小棚距，加強(qiáng)支架的穩(wěn)固性。（4 4）積極采用圍巖固結(jié)及冒落空間充填新技術(shù)。對難以通過的破碎帶，采用注漿固結(jié) 或化學(xué)固結(jié)新技術(shù)。（5 5）分層開采時，回風(fēng)順槽及開切眼放頂要好，堅(jiān)持注水或注漿提高再生頂板質(zhì)量， 避免出現(xiàn)網(wǎng)上空硐區(qū)。（6 6）在巷道貫通或通過交叉點(diǎn)前，必須采用點(diǎn)柱、托棚或木垛加固前方支架，控制放 炮及裝藥量，防止崩透崩冒。 AdaMu。（7 7）維修

35、老巷時，必須從有安全出口及支架完好的地方開始。三、不同支護(hù)方式防治頂板事故的注意事項(xiàng) 1 1支架支護(hù) 根據(jù)冒頂?shù)脑?，提出如下預(yù)防措施：（1 1 ）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。（2 2 ）巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖壓力。（3 3 ）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)。（4 4 ）盡可能做到支架與圍巖共同承載。（5 5 ）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。（6 6 ）巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆老支架。（7 7 ）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， 拉撐件連接固定，增加架棚的穩(wěn)定性

36、，以防推倒。2.2.錨桿、錨噴支護(hù) 采用錨桿、錨噴支護(hù)形式時，應(yīng)遵守下列規(guī)定： （1 1）錨桿、錨噴等支護(hù)的端頭與掘進(jìn)工作面的距離，錨桿的形式、規(guī)格、安裝角度， 混凝土標(biāo)號、 噴體厚度， 掛網(wǎng)所采用金屬網(wǎng)的規(guī)格以及圍巖涌水的處理等， 必須在施工組織 設(shè)計(jì)或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。 Xdaoo。采用鉆爆法掘進(jìn)的巖石巷道，必須采用光面爆破。 打錨桿眼前，必須首先敲幫問頂，將活矸處理掉，在確保安全的條件下，方可作使用錨固劑固定錨桿時，應(yīng)將孔壁沖洗干凈，砂漿錨桿必須灌滿填實(shí)。 軟巖使用錨桿支護(hù)時，必須全長錨固。錨桿必須按規(guī)定做拉力試驗(yàn)。 煤巷還必須進(jìn)行頂板離層監(jiān)測， 并用記錄牌板顯示。 對噴體必須做厚度和強(qiáng)度

37、檢查， 并有檢查和試驗(yàn)記錄。 在井下做錨固力試驗(yàn)時， 必須有安全 措施。 ugEOD。（7 7）錨桿必須用機(jī)械或力矩扳手?jǐn)Q緊，確保錨桿的托板緊貼巷壁。3.3. 砌碹支護(hù)可以在巷道的支架之間用Ci90U。（3 3）業(yè)。4 4）6 6）煤礦頂板災(zāi)害防治為防止砌碹支護(hù)頂板事故，應(yīng)注意如下問題：(1 1)在地壓較大或不均勻地區(qū)，為使支架不被破壞，在這些地區(qū)應(yīng)考慮采用鋼筋混凝(6)砌墻和扣拱必須做到灰漿飽滿，不準(zhǔn)有干縫瞎縫，不準(zhǔn)出現(xiàn)重縫現(xiàn)象。砌墻時必 須把料石用石楔支平。(7)拱架之間必須有撐桿拉手，拱架要支穩(wěn)支牢，保證巷道中腰線符合規(guī)定。(8)巷道砌碹時，碹體與頂幫之間必須用不燃物充滿填實(shí)；巷道冒頂空

38、頂部分，可用 支護(hù)材料接頂，但在碹拱上部必須充填不燃物墊層，其厚度不得小于(9)砌體要保證足夠的養(yǎng)護(hù)期，不準(zhǔn)提前拆拱架。第五節(jié)頂板事故處理一、頂板事故處理基本原則1.1.采煤工作面冒頂?shù)奶幚碓瓌t(1(1 )頂板冒落范圍不大時，如果遇難人員被大塊矸石壓住，可采用干斤頂、液壓起動器 等工具把大塊巖石頂起，將人迅速救出。rrDwUo(2(2 )頂板沿煤壁冒落，矸石塊度比較破碎，遇難人員又靠近煤壁位置時，可采用沿煤壁 由冒頂區(qū)從外向里掏小硐，架設(shè)梯形棚子維護(hù)頂板， 邊支架邊掏硐，把遇難人員救出。eP z3&(3(3 )如果遇難者位置靠近放頂區(qū)時，可采用沿頂板區(qū)由外往里掏小硐，架設(shè)梯形棚子， 木

39、板背幫背頂，或用前探棚邊支護(hù)邊掏硐，把遇難人員救出。(4(4 )工作面冒落范圍較小，矸石塊度小，比較破碎、并且繼續(xù)下落、矸石扒一點(diǎn)漏一點(diǎn)。救護(hù)人員在這種情況下處理冒頂，搶救人員時，可采用撞楔法處理，控制住頂板。(5(5 )分層開采的工作面發(fā)生事故，底板是煤層，遇難人員位置在金屬網(wǎng)或荊條假頂下面時，可沿底板煤層掏小硐，邊支護(hù)邊掏硐，接近遇難者后將其救出。如果底板是巖石，掏不 動，遇難者位置在金屬網(wǎng)或荊條假頂下面時，可沿煤壁掏小硐尋找遇難人員。04zNj。(6(6 )工作面冒落范圍很大時， 遇難者的位置在冒落工作面的中間，采用掏小硐和撞楔法處理，時間長，不安全?？裳孛簩又亻_開切眼的方法處理。新開切

40、眼與原工作面距離一般為 3 35 5 m m 左右，邊支護(hù)邊掘進(jìn)。也可沿煤壁掏硐法處理，但靠冒落區(qū)的一幫必須用木板背好， 防止漏矸石。yZvqs。(7(7 )如果工作面兩頭冒頂，把人堵在中間，采用掏小硐和撞楔法穿不過去，可采用另開 巷道的方法，繞過冒落區(qū)或危險(xiǎn)區(qū)將遇難人員救出。土砌漩。(2) 在掘砌一次成巷施工中，掘進(jìn)工作面到砌碹地點(diǎn)一般保持 砌碹時，必須及時排除頂幫活動的殲石，并應(yīng)采取臨時支護(hù)措施。(3)頂板不好時要有專門措施，實(shí)行短掘短砌。(4) 采用料石砌碹時，砌碹用的料石材質(zhì)和幾何尺寸必須符合設(shè)計(jì)要求并經(jīng)檢驗(yàn)合格, 不準(zhǔn)用風(fēng)化石料。(5)開挖基礎(chǔ)、砌墻、立拱架、支模(混凝土碹支盒子板)

41、 規(guī)程中要有具體現(xiàn)定， 尤其要明確規(guī)定抬棚長度和立拱架長度、 永久支護(hù)(砌碹)和臨時支架之間的距離。bBRG。20204040 m m 距離。巷道f5LCo。、鋪拱板、拆拱架等在作業(yè)砌墻和扣拱之間的距離以及0.5m0.5m 。9jUve。mxKU3r2BmL。P F16d煤礦頂板災(zāi)害防治2.2.巷道冒頂?shù)奶幚碓瓌t先外后里。先支后拆。先上后下。煤礦頂板災(zāi)害防治(4(4)先近后遠(yuǎn)。先頂后幫。(5 5)二、采煤工作面冒頂事故處理(一)局部小冒頂?shù)奶幚矸椒? 1.掏梁窩架棚法在冒頂范圍不大、工作面沒有堵死、矸石暫時停止下落的情況下可采用架棚法。如圖6-5-16-5-1。具體方法步驟是：b9vkCo(1

42、)在掏梁窩或掛頂梁之前，必須先檢查冒頂?shù)攸c(diǎn)附近的支架情況，發(fā)現(xiàn)有折損、歪扭、變形的柱子，要立即處理好，以防繼續(xù)冒頂和掉矸傷人。6WEzg(2)在冒頂范圍內(nèi)清理出一部分塌矸后，進(jìn)行掏梁(3(3 )架好單腿棚子或掛好懸臂梁后，棚梁上的空隙要用木料架設(shè)小木垛接到頂。架小木垛前應(yīng)先挑落浮矸，小木垛必須插緊背實(shí)，阻止冒落進(jìn)一步擴(kuò)大。DCEm3(4(4 )小木垛架好后，便可清理浮煤煤矸，打好 貼幫柱，防止片幫。2 2.撞楔法(見圖 6-5-26-5-2 )。(二)大冒頂?shù)奶幚矸椒? 1 .小巷法 tlezt O(1)(1)從采面冒頂?shù)膬深^，由外往 里，先用雙腿套棚維護(hù)好頂板， 保護(hù) 后路暢通無阻。梁棚上用

43、板皮剎緊背嚴(yán)，防止頂板繼續(xù)錯動、垮落。梁上 如有空頂，要用小木垛插緊背實(shí)。WE11m圖6-5-3小巷法處理采煤工作面冒頂(a(a)先整通小巷道用人字形支護(hù)；(b b)后按原來采高支護(hù)(2(2)邊整工作面，邊支棚子，把垮落的矸石清理并倒入采空區(qū)，每整 0.50.5 m m 支一架板梁棚管理頂板。若頂板壓力大，可在冒頂區(qū)兩頭用木垛維護(hù)頂板。(3(3 )遇到大塊巖石不易破碎，應(yīng)采用電鉆(如有壓風(fēng)，最好是用風(fēng)鉆)打眼放小炮的 方法破碎巖石。鉆眼數(shù)量和裝藥量要符合煤礦安全規(guī)程要求。Xfidt OXlhkh。(4(4 )如頂板垮落的矸石很碎，一次整巷不易通過時，可先沿煤幫運(yùn)輸機(jī)道整修一條小 巷，支架形式可

44、采用人字形掩護(hù)支架。整通小巷，使風(fēng)流貫通，運(yùn)輸機(jī)開動后，再從冒頂區(qū) 的兩頭向中間依次放矸支棚。梁上如有空頂，也要用小木垛接頂背嚴(yán)。gGRwd6-5-2撞楔法處理采煤工作面冒頂21WK煤礦頂板災(zāi)害防治(5(5 )若采煤機(jī)在冒頂區(qū)前方，當(dāng)運(yùn)輸機(jī)除矸時，應(yīng)先將采煤機(jī)吊起，以便矸石能順利 通過，見圖 6-5-36-5-3 , Ir6yl。2 2.開巷繞道法1 1)冒頂發(fā)生在工作面機(jī)尾處(I(I )補(bǔ)巷的支架多數(shù)采用一梁二柱或一梁三柱棚子。當(dāng)工作面同補(bǔ)巷采成一直線時， 運(yùn)輸機(jī)就可延長至回風(fēng)巷，恢復(fù)正?；夭?。(2(2 )冒頂區(qū)埋壓的設(shè)備、 支架材料的回收方法是： 當(dāng)新開的補(bǔ)巷緊靠冒頂區(qū) (無煤柱) 時可直接扒開矸石取出。如不好取出或不安全，可用整小巷的辦法回收。(3(3)若冒頂區(qū)范圍較大，巖石堵塞巷道，造成采空區(qū)回風(fēng)角瓦斯積存，可用臨時擋風(fēng)簾或臨時安裝局扇排除。Wbr1DgfNhB。(2 2)對壓埋在冒頂區(qū)的設(shè)備和材料， 用整通小巷的辦法， 分段進(jìn)行回收?？稍谛麻_切眼內(nèi)每隔 15153030 m m，往冒頂區(qū)穿小硐，用通小巷的辦法，分段進(jìn)行回收。(3(3 )回收完設(shè)備、支架和材料后，應(yīng)在煤柱上打眼放炮，人工倒采幾個循環(huán)，最好采 透直達(dá)冒