煤礦安全管理人員安全資格證培訓(xùn)教案

煤礦安全管理人員安全資格證培訓(xùn)教案

培訓(xùn)性質(zhì)安全資格證培訓(xùn)

專業(yè)類別采礦安全技術(shù)__________

教材名稱安全資格證培訓(xùn)教材

課時(shí)8課時(shí)_____________

主講教師胡永建

四棵樹煤炭有限公司三級(jí)煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心

安全管理人員安全資格證培訓(xùn)

《采礦安全技術(shù)》教案

編號(hào)：003

課時(shí)安排：16學(xué)時(shí)教學(xué)課型：理論課-學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課-學(xué)時(shí)習(xí)題課-學(xué)時(shí)實(shí)習(xí)課-學(xué)

時(shí)其它-學(xué)時(shí)

教學(xué)題目（教學(xué)章、節(jié)或主題）：

第一節(jié)煤礦地質(zhì)構(gòu)造對(duì)安全生產(chǎn)的影響

第二節(jié)煤礦采掘技術(shù)

第三節(jié)礦井頂板災(zāi)害防治

第四節(jié)礦井開采安全管理

教學(xué)目的要求（分掌握、熟悉、了解三個(gè)層次）：

1.熟悉煤礦安全生產(chǎn)的基本特點(diǎn)

2.重點(diǎn)掌握井下開采安全管理

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)；

一、重點(diǎn)掌握煤礦采掘技術(shù)

二、井開采安全管理是難點(diǎn)

教學(xué)方式、手段、媒介：

本次授課采用課堂講授、多媒體輔助的教學(xué)手段，采用案例教學(xué)法開展教

學(xué)，并輔助以課堂討論和提問等形式。

教學(xué)過程：

第一節(jié)煤礦地質(zhì)構(gòu)造對(duì)安全生產(chǎn)的影響

一、煤礦地質(zhì)構(gòu)造對(duì)安全生產(chǎn)的影響

（一）煤層埋藏特征

1.煤層的頂?shù)装?/p>

根據(jù)頂?shù)装鍘r層與煤層相對(duì)的位置、垮落性能和強(qiáng)度等特征的不同，從上

至下，頂板可劃分為老頂、直接頂、偽頂，底版可分為偽底、直接底、和老底。

但是，并非每個(gè)煤層都具有完整的六個(gè)組成部分，可能缺失某一個(gè)或幾個(gè)組成

部分巖層。

⑴偽頂：緊貼煤層之上，厚度一般為0.3~0.5m的較薄及易垮落的軟弱巖

層，隨采隨落，多由頁巖、碳質(zhì)頁巖組成。

⑵直接頂：直接位于偽頂或煤層（如無偽頂）之上的巖層，厚度一般為1?

2m多由泥巖、頁巖、粉砂巖等較易垮落的巖石組成，常隨支架的回撤而垮落。

⑶老頂：位于直接頂或煤層（如無直接頂和偽頂）之上的厚而堅(jiān)硬的巖層。

常在采空區(qū)懸露相當(dāng)面積才垮落，常由砂巖、礫巖、石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖石組成。

⑷偽底：直接位于煤層之下的薄弱巖層，厚度一般為0.2?0.3m,多為碳質(zhì)

頁巖或泥巖。

⑸直接底：直接位于偽底或煤層（如沒有偽底）之下的硬度較小的巖層，

厚度一般為幾十厘米至1m左右，通常為頁巖、泥巖或粘土巖。由于粘土巖遇水

易膨脹，當(dāng)直接底為粘土巖時(shí)，可造成巷道底鼓與支架插底的現(xiàn)象，輕者給巷

道運(yùn)輸與工作面支護(hù)帶來困難，重者可使巷道遭受嚴(yán)重破壞，給煤礦的生產(chǎn)與

安全帶來嚴(yán)重影響。

⑹老底：位于直接底下面的比較堅(jiān)硬的巖層，多為砂巖、石灰?guī)r等。

2.煤層的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

⑴煤層的形態(tài)

煤層和其他沉積巖一樣，在形成的初期，通常是層狀埋藏的，具有明顯的

連續(xù)性，厚度也較為均勻，但由于受沉積條件和地殼運(yùn)動(dòng)的影響，也存在似層

狀和非層狀的煤層。因此，煤層按其形態(tài)可分為層狀煤層、似層狀煤層和非層

狀煤層三種。

①層狀煤層：煤層厚度穩(wěn)定，無明顯變化，分布面積較大。

②似層狀煤層：煤層厚度變化大，厚薄懸殊，但仍較連續(xù)。如藕節(jié)狀煤層、

串珠狀煤層和瓜藤狀煤層。

③非層狀煤層：煤層厚度變化極大，由一個(gè)個(gè)孤立的煤包體斷續(xù)分布組成,

層位連續(xù)不明顯，常有大范圍的尖滅。如雞窩狀煤層、豆?fàn)蠲簩拥取?/p>

⑵煤層的結(jié)構(gòu)

煤層的結(jié)構(gòu)是指煤層中夾石層的數(shù)量和分布特征。根據(jù)煤層是否有較穩(wěn)定

的夾肝，可將煤層分為兩類。

①簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層

煤層中沒有或很少呈層狀分布的較穩(wěn)定夾石層的煤層叫簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。通

常厚度較小的煤層往往是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。

②復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層

煤層中含有數(shù)目不等呈層狀分布的且較為穩(wěn)定夾石層的煤層叫復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤

層。夾研的層數(shù)、層位、厚度和巖性一般變化較大。

3.煤層厚度

根據(jù)煤層的產(chǎn)狀、煤質(zhì)、開采方法以及當(dāng)?shù)貙?duì)煤需求情況，綜合當(dāng)代煤炭

開采技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件，確定出可采的最小的煤層厚度叫最低可采厚度。低于最

低可采厚度的煤層一般叫不可采煤層，大于最低可采厚度的煤層叫可采煤層。

在復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層中，煤層厚度可分為總厚度和有益厚度?？偤穸仁侵赴▕A石

在內(nèi)煤層的全厚；有益厚度是指除去夾石的純厚度。

根據(jù)開采技術(shù)的特點(diǎn)及對(duì)開采技術(shù)的影響，煤層厚度可分為三類：厚度在

1.3米以下的為薄煤層，1.3?3.5m厚的為中厚煤層，厚度在3.5m以上的為厚煤

層。在煤礦生產(chǎn)中，習(xí)慣上把厚度8.0m以上的稱為巨厚煤層。

4.煤層產(chǎn)狀

煤層在地殼中賦存的狀態(tài)及其展布方向稱為煤層的產(chǎn)狀。煤層的空間位置

及特點(diǎn)通常用產(chǎn)狀要素來描述。

產(chǎn)狀要素包括走向、傾向和傾角。

走向：傾斜巖層層面與假象水平面的交線叫走向線，走向線的方向叫走向。

傾向：煤層層面上與走向線垂直的線叫傾斜線，傾斜線在水平面上的投影

所指的方向叫傾向。

煤層傾角的大小反映煤層的傾斜程度，煤層傾角越大，開采難度越大。煤

層傾角對(duì)開采技術(shù)和運(yùn)輸設(shè)備的選擇有較大的影響。

煤層按其傾角大小可分為三類,

緩傾斜煤層（傾角在25°以下）

傾斜煤層（傾角在25°?45°）

急傾斜煤層（傾角在45°以上）

在緩傾斜煤層中，一般將傾角在8。以下的煤層叫近水平煤層，在急傾斜煤

層中習(xí)慣上把傾角大于60°的煤層叫立槽煤。

（二）地質(zhì)構(gòu)造

巖層是由兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的同一巖性的層狀巖體。由沉

積作用形成的巖層叫沉積巖層。沉積巖層在一開始形成時(shí)一般都是水平或近于

水平的，在一定范圍內(nèi)是連續(xù)完整的。但是，由于地殼運(yùn)動(dòng)的影響，往往使它

的空間位子和形態(tài)發(fā)生了變化，由水平變成傾斜、出現(xiàn)褶皺，甚至發(fā)生斷裂和

倒轉(zhuǎn)。這種由地殼運(yùn)動(dòng)所造成的煤巖層空間位置和形態(tài)的變化結(jié)果就叫地質(zhì)構(gòu)

造。地質(zhì)構(gòu)造一般包括單斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造是影響煤礦

安全和生產(chǎn)的各種地質(zhì)因素中最為重要的因素。

1.單斜構(gòu)造

在一定范圍內(nèi)，一套巖層大致向同一個(gè)方向傾斜并且傾角變化不大的煤巖

層的空間位置和形態(tài)叫單斜構(gòu)造。在較大的區(qū)域范圍內(nèi)，單斜構(gòu)造往往是其它

構(gòu)造的一部分，如褶曲的一翼或斷層的一盤。描述單斜構(gòu)造空間位置和形態(tài)最

常用的方法是煤巖層的產(chǎn)狀要素。

2.褶皺構(gòu)造

巖層受地殼運(yùn)動(dòng)的作用，被擠壓的彎彎曲曲，但仍保持著連續(xù)完整性，巖

層的這種構(gòu)造形態(tài)叫褶皺構(gòu)造。褶皺構(gòu)造是巖層柔性變形的結(jié)果。褶皺構(gòu)造的

基本單位是褶曲，褶曲是褶皺構(gòu)造的一個(gè)彎曲，褶曲有兩種基本類型，即背斜

和向斜，背斜和向斜往往是相間存在的。

E=3*

背斜：層面向上彎曲，中心巖性較老，兩翼漸新，兩翼巖層傾向相

n匕

目o

向斜：層面向下彎曲，中心巖性較新，兩翼漸老，兩翼巖層傾向相向。

背斜和向斜凹凸部分的頂部就是褶曲的軸部，兩側(cè)的為褶曲的翼部。褶曲

的軸部一般應(yīng)力比較集中，裂隙比較發(fā)育，是對(duì)煤礦安全生產(chǎn)影響較大的部位。

褶曲對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響：

⑴增大開采難度

大型的向斜由于其核部煤層埋藏較深，使開采技術(shù)復(fù)雜化。深部煤層暫時(shí)

難以回采的，如果兩翼煤炭?jī)?chǔ)量可達(dá)到一定井型時(shí),可以把向斜樞紐作為井田邊

界。有些大型寬緩背斜，以樞紐線作為井田邊界，兩翼煤層作為單斜構(gòu)造可以

分別考慮。

⑵給頂板管理帶來困難

由于褶曲軸部裂隙發(fā)育較為破碎，頂板管理不好，很容易發(fā)生冒頂事故。

對(duì)于大型向斜軸部，頂板壓力常有增大的現(xiàn)象，必須加強(qiáng)支護(hù)，否則容易發(fā)生

跨塌、切掌子面事故。

⑶容易引起瓦斯事故

由于褶曲軸部較為破碎，是瓦斯涌出的良好通道，也是瓦斯賦存的重要場(chǎng)

所，要防止瓦斯的突出。有瓦斯突出的礦井，向斜軸部是瓦斯突出的危險(xiǎn)區(qū),

由于向斜軸部頂板壓力大，再加上強(qiáng)大的瓦斯壓力，向斜軸部極容易發(fā)生瓦斯

突出事故。

⑷易發(fā)生水災(zāi)事故

褶曲軸部的裂隙是水貯存的良好場(chǎng)所和涌出的良好通道，當(dāng)采掘工作面接

近該區(qū)域時(shí)，管理不好很容易發(fā)生水災(zāi)事故。

3.斷裂構(gòu)造

當(dāng)巖層受力超過其本身強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生斷裂，破壞了煤巖層的連續(xù)完整性,

煤巖層的這種構(gòu)造形態(tài)叫斷裂構(gòu)造。

斷裂構(gòu)造往往是水和瓦斯涌出的通道，也是影響煤礦生產(chǎn)與安全的重要地

質(zhì)因素。斷裂構(gòu)造包括節(jié)理和斷層。

⑴節(jié)理

節(jié)理又稱為裂隙，巖層斷裂后，斷裂面兩側(cè)的巖塊沒發(fā)生明顯位移的稱為

節(jié)理。

根據(jù)成因，節(jié)理可分為原生節(jié)理、風(fēng)化節(jié)理和構(gòu)造節(jié)理。構(gòu)造節(jié)理是指巖

層受力后產(chǎn)生的破裂面。

節(jié)理對(duì)煤礦安全與生產(chǎn)影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①影響爆破效果和勞動(dòng)生產(chǎn)率。由于節(jié)理的存在，在爆破時(shí)，會(huì)使大量的

爆生氣體漏掉，影響爆破效果。在打眼時(shí)，如果用一字花鉆頭，很容易出現(xiàn)卡

釬子的現(xiàn)象，影響勞動(dòng)生產(chǎn)率。為減小節(jié)理對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響，可改用十字花

鉆頭，并使打眼的方向與主要的節(jié)理面盡可能地形成最大夾角。

②使頂板破碎，容易引發(fā)冒頂事故。由于節(jié)理對(duì)頂板巖層的切割破壞，使

頂板巖層的整體性變差，強(qiáng)度降低，易于發(fā)生冒落，不利于頂板管理。因此，

當(dāng)頂板節(jié)理發(fā)育時(shí)，應(yīng)考慮適當(dāng)縮小控頂面積和防頂步距。

③使工作面淋水增大，惡化生產(chǎn)條件。由于節(jié)理的發(fā)育，使工作面的淋水

明顯增大，惡化生產(chǎn)條件。同時(shí)，由于淋水可減小巖層斷裂面間的摩擦力，容

易引起片幫和冒頂。此外，節(jié)理還是地下水的良好通道，有時(shí)可引起水災(zāi)。

④影響工作面的布置。當(dāng)節(jié)理面與工作面平行時(shí)，工作面很容易發(fā)生片幫

事故。若頂板巖層主要節(jié)理面與工作面平行或節(jié)理發(fā)育時(shí)，容易發(fā)生冒頂事故,

給頂板管理造成困難。因此應(yīng)嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

⑤容易引發(fā)瓦斯事故。節(jié)理發(fā)育地段是瓦斯涌出的良好通道和積聚的良好

場(chǎng)所。

(2)斷層

①斷層要素：即斷層的組成部分主要包括：

斷層面。指巖層相對(duì)位移的斷裂面。一般都把其視為一個(gè)平面，其空間位

置和形態(tài)可用巖層的產(chǎn)狀要素來描述。

斷層線。指斷層面與地面或某一假想水平面的交線。表示斷層在地面或某

一水平面上的延伸方向。

斷盤或斷塊。被斷裂面分開的巖體叫斷盤。當(dāng)斷層面傾斜時(shí)，位于斷層面

上邊的一盤叫上盤，位于斷層面下邊的一盤叫下盤。相對(duì)上升的一盤叫上升盤,

相對(duì)下降的一盤叫下降盤。

斷距。指斷層兩盤對(duì)應(yīng)層之間相對(duì)位移的距離。包括地層斷距、鉛直斷距

（落差）和水平斷距，這三種斷距的連線構(gòu)成一直角三角形。

斷層的分類。

不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可得出不同的分類結(jié)果，根據(jù)斷層兩盤相對(duì)位移的方向,

斷層可分為:

正斷層：上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升。

逆斷層：下盤相對(duì)上升，上盤相對(duì)下降。

平推斷層：兩盤沿水平方向發(fā)生明顯的位移。

斷層白勺奉土交理

斷層對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的影響：

①斷層破壞嚴(yán)重的地段，影響采區(qū)的劃分，影響工作面和巷道的布置。

②斷層破壞嚴(yán)重的地段，使工作面布置不規(guī)則，巷道掘進(jìn)率明顯增高，還

常常會(huì)造成無效進(jìn)尺，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)留下安全隱患。

③采煤工作面若出現(xiàn)斷層，會(huì)給支護(hù)工作和頂板管理帶來困難，管理不善

還會(huì)造成冒頂事故。

④斷層是地下水的貯存場(chǎng)所和導(dǎo)水的良好通道，管理不善容易引起斷層透

水事故。

⑤在高瓦斯含量煤層中，斷層破碎帶可能聚集瓦斯，當(dāng)工作面通過時(shí)，容

易發(fā)生瓦斯事故。

（三）巖溶塌陷

所謂巖溶塌陷，就是石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石在地下水的溶蝕作用下

產(chǎn)生塌陷的現(xiàn)象。按其成因及特征，巖溶塌陷可分為陷落柱和淤泥帶兩種。

1.陷落柱及其特征

巖溶陷落柱是局部地層中的巖溶塌陷現(xiàn)象。因塌陷體的剖面形態(tài)似一錐形

柱體，所以以它的成因和形態(tài)取名為巖溶陷落柱，簡(jiǎn)稱陷落柱。它對(duì)煤礦生產(chǎn)

有較大的影響。

陷落柱的特征：整體形態(tài)是一個(gè)上小下大的圓錐體，水平切面上多呈圓形

或橢圓形，直徑大小不一，大則百余米，小則十余米；陷落柱的高度一般有限,

其波及高度取決于造成造成巖溶塌陷的溶洞的規(guī)模，有的也可以波及到地表；

陷落柱內(nèi)的巖石碎塊，棱角顯著、形狀不規(guī)則、排列紊亂、大小混雜，膠結(jié)差,

多未成巖；與圍巖的接觸面多呈不規(guī)則的鋸齒狀，界限明顯，接觸處的圍巖產(chǎn)

狀基本正常，接觸帶附近的煤層及其頂?shù)装逡话銦o牽引現(xiàn)象。

2.淤泥帶及其特征

淤泥帶也是一種巖溶塌陷現(xiàn)象，當(dāng)石灰?guī)r層受到構(gòu)造力的作用后，產(chǎn)生許

多構(gòu)造裂隙，這就為地下水的溶蝕作用創(chuàng)造了有利條件。隨著地下水對(duì)裂隙侵

蝕的加深、加寬，最終導(dǎo)致巖石的塌陷和水流攜帶地表泥土一齊填入了這種大

型裂縫形成地下淤泥帶。

淤泥帶的主要特征：

大型的淤泥帶地表多呈低洼的沖溝；垂直方向表現(xiàn)為上寬下窄的裂隙帶，

既可向深部發(fā)展也可沿水平方向延伸，其在水平切面上多表現(xiàn)為不規(guī)則的條帶

狀，淤泥帶在平面上的延伸主要受構(gòu)造斷裂的控制；在垂直方向上表現(xiàn)為上大

下小，到一定深度就會(huì)消失；其內(nèi)有大量的黃泥和碎塊巖石，與其它圍巖有明

顯的區(qū)別。

3.判斷的標(biāo)志

了解巖溶塌陷的辨別標(biāo)志對(duì)煤礦的生產(chǎn)與安全都有著重大的意義。兩種巖

溶塌陷現(xiàn)象中，淤泥帶因其特點(diǎn)突出較易判斷，但對(duì)陷落柱的判斷應(yīng)注意以下

標(biāo)志：

（1）巖性標(biāo)志：巷道穿過斷層面后所見到的地層系統(tǒng)未被打亂，巖層的結(jié)

構(gòu)和構(gòu)造仍保持其原有特征。陷落柱則是地層的局部破壞，內(nèi)部雜亂無章，巖

性復(fù)雜，這一特征是與小斷層區(qū)別的重要標(biāo)志。

（2）接觸帶特征：陷落柱的柱壁傾角很陡，往往成90°,接觸面不平整，

無擦痕。斷層直立的情況很少，常見擦痕，斷層的破碎帶遠(yuǎn)小于陷落柱。

（3）煤層及頂?shù)装宓淖兓合萋渲浇汉裼凶兓簩又辛严栋l(fā)育，煤

質(zhì)松碎，但無滑面和羽狀節(jié)理等構(gòu)造現(xiàn)象。頂?shù)装鍘r層除裂隙發(fā)育外，產(chǎn)狀無

變化。然而斷層面附近，煤層和頂?shù)装鍘r層產(chǎn)狀均變化較大。

（4）陷落柱一般上下影響范圍比較大，上部煤層發(fā)現(xiàn)了陷落柱，下部煤層

也必然受其影響，塌陷的范圍也更大些。因此，通過上下對(duì)照，不僅可以預(yù)測(cè)

下層煤陷落柱的出現(xiàn)，而且還能預(yù)測(cè)其出現(xiàn)的位置和范圍。

（四）巖漿侵入體

生產(chǎn)礦井中發(fā)現(xiàn)的巖漿侵入體主要有兩種產(chǎn)狀，即脈狀的巖墻和層狀的巖

床。巖墻是地下巖漿沿?cái)鄬踊蛄严渡蠜_侵入到煤系地層的墻狀侵入體，平面上

呈帶狀分布，寬度有幾十厘米至幾米，有時(shí)可達(dá)幾十米，長(zhǎng)度不一。巖漿的侵

入活動(dòng)受早期斷裂構(gòu)造的控制，而晚于巖漿侵入期的斷裂構(gòu)造只切割巖漿侵入

體，但不影響其分布。巖床是地下巖漿沿煤層層面方向侵入的侵入體。它既可

以沿煤層的頂板或底板侵入，也可沿煤層中間侵入，甚至可以吞蝕整個(gè)煤層，

其形態(tài)大致可分為層狀、似層狀、串珠狀和樹枝狀。

巖漿侵入煤層主要有兩大規(guī)律。其一，巖漿侵入時(shí)，沿?cái)鄬由仙鰯鄬雍髣t

向煤層上山方向擴(kuò)散；其二，侵入體有選擇層位的特點(diǎn)。尤其的厚煤層，巖漿

活動(dòng)的阻力最小，巖床的面積往往越大。而各層煤的巖漿侵入體分布范圍，其

水平投影位置是不重疊的，多為錯(cuò)開的。

巖漿侵入體對(duì)煤礦生產(chǎn)的影響主要有以下幾點(diǎn)：

1.吞蝕煤層，大大減少了礦井的煤炭?jī)?chǔ)量，影響礦井的服務(wù)年限。

2.使煤質(zhì)變差，灰份增高，揮發(fā)分顯著降低，粘接性遭到破壞，可使原來

的優(yōu)質(zhì)工業(yè)用煤，降為一般民用煤或天然焦。

3.可造成連續(xù)完整煤層的分割與破壞，并在煤層中分布許多巖漿巖體，給

煤礦生產(chǎn)帶來困難。

第二節(jié)煤礦采掘技術(shù)

一、礦山壓力基本知識(shí)

㈠、礦山壓力與礦山壓力顯現(xiàn)

1.礦山壓力

礦山壓力系指地下煤層開采后，破壞了原巖體應(yīng)力的平衡狀態(tài)，引起了巖

體內(nèi)應(yīng)力的重新分布。在重新分布過程中，促使圍巖產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致圍巖

發(fā)生變形、斷裂、位移、直至垮落，我們把煤層上覆巖層在運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)支

架、圍者所產(chǎn)生的作用力，稱為礦山壓力。

2.礦山壓力顯觀

在礦山壓力的作用下，引起一系列的自然現(xiàn)象，例如頂板下沉和垮落、底

板的鼓起、片幫、支架變形和損壞、充填物下沉壓縮、煤巖層和地表移動(dòng)、露

天礦邊坡滑移、沖擊地壓、煤與瓦斯突出等，這一系列現(xiàn)象統(tǒng)稱為礦山壓力顯

現(xiàn)。

3.支承壓力及其分布規(guī)律

當(dāng)煤層中開掘切眼后，位于開切跟上方巖石的支承點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)，上部巖層

的重量將向巷道兩側(cè)轉(zhuǎn)移，我們把這種由于支承條件改變而使巷道兩側(cè)載荷增

加形成的集中應(yīng)力稱為支承壓力。

切眼兩側(cè)集中應(yīng)力的形成

開切眼兩側(cè)的煤體，呈單向受力狀態(tài)，節(jié)理比較發(fā)育，因此，其承載能力

小，在集中壓力的作用下，煤幫破裂變形失去支撐能力，形成減壓區(qū)，承載能

力降低，高峰壓力向煤幫深部轉(zhuǎn)移，煤體內(nèi)單向應(yīng)力狀態(tài)逐步過渡到三向受力

狀態(tài)，其抗壓強(qiáng)度也將逐漸增加，支承壓力也就形成如下圖所示的形式。

煤壁內(nèi)的支承壓力

A-減壓區(qū)；B-增壓區(qū)；C-穩(wěn)壓區(qū)

從上圖中可以看出：在A區(qū)域內(nèi)比原始應(yīng)力(rH)?。还史Q為減壓區(qū)；B區(qū)

域的比原始應(yīng)力大，故稱為增壓區(qū)；而C區(qū)域與原始應(yīng)力沒有區(qū)別，故稱為穩(wěn)

壓區(qū)。

隨著回采工作面的推進(jìn)，支承壓力又將按上述方式轉(zhuǎn)移，所引起的采動(dòng)壓

力是連續(xù)的，并以相同的壓力波形隨工作面前移，這就是采場(chǎng)圍巖支承壓力分

布的軌跡。

在回采工作面周圍同樣也產(chǎn)生支承壓力，工作面前方煤壁支承壓力大，后

方采空區(qū)支承壓力小，工作面上方回風(fēng)側(cè)煤壁中支承壓力小，下方進(jìn)風(fēng)側(cè)煤壁

中支承壓力大，

(二)采煤工作面礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律

1.采煤工作面前后方壓力分布規(guī)律

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和對(duì)巷道受采動(dòng)壓力影響后破壞情況的研究，采煤工作面前

后方壓力分布如下圖所示，為了在生產(chǎn)中應(yīng)用方便，可將壓力分布曲線劃分為

如下8個(gè)區(qū)域。

采煤工作面前后方壓力分布示意圖

(1)不受采動(dòng)壓力影響區(qū)(A以外)

該區(qū)距工作面較遠(yuǎn)，通常在60?150m以外。

⑵前支承壓力影響區(qū)(A-B)

該區(qū)在采煤工作面前方25?150nl范圍，受采動(dòng)壓力影響礦壓顯現(xiàn)輕微，僅

局部地點(diǎn)發(fā)生支架折斷。

(3)前支承壓顯現(xiàn)區(qū)(B—C)

該區(qū)距采煤工作面較近，一般為8-35m,工作面回采時(shí)，受采動(dòng)影響，巷

道有明顯的壓力顯現(xiàn)，斷梁折柱逐漸增多。

(4)最大壓力區(qū)(C—D)

該區(qū)在采煤工作面前方1?20m范圍之內(nèi)，回采時(shí)受采動(dòng)影響較大，且支

承壓力集中，因而支架破壞較嚴(yán)重。

(5)壓力下降區(qū)(D—E)

當(dāng)接近采煤工作面煤壁時(shí)，由于支承壓力作用將煤壁壓松產(chǎn)生裂隙，使得

傳遞壓力減弱，煤壁推過后形成采空區(qū)，因此，壓力急劇下降，這個(gè)區(qū)域的范

圍在采煤工作面前方5m至工作面后方7m。

(6)卸壓區(qū)卸一F)

采煤工作面推過后，直接頂垮落，老頂暫時(shí)承受上覆巖層的重量，并將其

重量傳遞到工作面前方煤壁和后方采空區(qū)冒落的肝石上，使得在工作面后方5?

50m范圍內(nèi)采空區(qū)處于卸壓狀態(tài)。

(7)后支承壓力區(qū)(F—G)

由于上覆巖層砌體梁的形成，一端作用在采煤工作面前方煤壁，另一端

作用于采空區(qū)冒落的肝石上，使采空區(qū)后方壓力再次升高。該區(qū)處于工作面后

方20—100m范圍內(nèi)。但在上覆巖層堅(jiān)硬時(shí)，一般不會(huì)出現(xiàn)后支承壓力。

⑻壓力穩(wěn)定區(qū)(G以外)

隨著工作面推進(jìn)，支承壓力不斷前移，上覆巖層也緩慢下沉，于是在采空

區(qū)50?100m以遠(yuǎn)壓力逐漸趨于穩(wěn)定。

對(duì)于任何一個(gè)采煤工作面，前后方壓力分布都有上述規(guī)律。只不過分區(qū)的

范圍不同，為掌握壓力變化的確切范圍與大小，一般應(yīng)進(jìn)行礦壓的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。

2.采煤工作面上下兩側(cè)壓力的分布規(guī)律

采空區(qū)上覆巖層重力除轉(zhuǎn)移到工作面前后之外，還向上下兩側(cè)轉(zhuǎn)移。因此,

在采空區(qū)上下兩側(cè)煤柱內(nèi)同樣會(huì)形成應(yīng)力升高區(qū)，并隨工作面推進(jìn)向前傳遞。

但工作面上下兩側(cè)的影響范圍要比前后方小，且向煤層深部逐漸收斂

采煤工作面上下兩側(cè)壓力分布

一般情況下，支承壓力高峰點(diǎn)距煤壁3?8m,采動(dòng)影響范圍為15-85m左右。

采煤工作面上下兩側(cè)壓力分布表明，支承壓力高峰區(qū)并不是緊靠采煤工作面上、

下順槽，而是與順槽有一定的距離，要使巷道避開工作面上、下順槽壓力高峰

區(qū)，就要將巷道布置在遠(yuǎn)離工作面的壓力穩(wěn)定區(qū)；或者是緊貼工作面的壓力降

低區(qū)。

3.采煤工作面的初次來壓及其特點(diǎn)

直接頂?shù)某醮慰迓?/p>

直接頂?shù)某醮慰迓洳骄?/p>

直接頂初次垮落A-初次垮落步距

老頂初次來壓

(老頂初次垮落)

老頂初次來壓步距。

老頂初次垮落L1-初次垮落步距

采煤工作面初次來壓時(shí)的特點(diǎn)：

(1)由于老頂?shù)膭×疫\(yùn)動(dòng)，使工作面頂板下沉量和下沉速度急劇增加；

(2)工作面支架受力猛增，頂板破碎，并出現(xiàn)平行煤壁的裂縫，甚至出現(xiàn)工

作面頂板臺(tái)階下沉；

(3)煤壁片幫嚴(yán)重；

(4)老頂由折斷而垮落時(shí)，在采空區(qū)深處先發(fā)出沉悶的雷鳴聲，而后發(fā)生劇

烈的響動(dòng)，垮落有時(shí)還伴有暴風(fēng)并揚(yáng)起大量煤塵。

4.采煤工作面的周期來壓

周期來壓(周期垮落)

周期來壓步距

周期來壓示意圖

h-直接頂厚度；m-煤層厚度；L2-周期垮落步距

三、采煤方法

圖5-2回采工藝過程

a-開始采煤前；b-破煤；c-裝運(yùn)煤；d-移輸送機(jī)；e-支護(hù)；仁處理采空區(qū)

采煤方法包括兩方面內(nèi)容：采煤系統(tǒng)和回采工藝。

采煤系統(tǒng)是指采區(qū)巷道的布置方式，掘進(jìn)和回采工作的順序安排以及采區(qū)

的通風(fēng)、運(yùn)輸系統(tǒng)。

回采工藝是指人們根據(jù)煤層賦存條件在采煤工作面運(yùn)用某種技術(shù)裝備進(jìn)行落

煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)及采空區(qū)處理等工作，以及這些工作如何配合的生產(chǎn)方

式。不同的采煤系統(tǒng)和回采工藝相配合，就形成了不同的采煤方法。

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開切眼工作空間|采空區(qū)工作空間

(a)(b)(c)

圖5-1工作面空間和采空區(qū)

a-開切眼；卜在開切眼附近；c-正常回采時(shí)

1.緩傾斜、傾斜薄及中厚煤層長(zhǎng)壁采煤法的巷道布置

(1)走向長(zhǎng)壁采煤法的巷道布置

圖為單一煤層走向長(zhǎng)壁采煤法的采區(qū)巷道布置。兩條上山位于采區(qū)中央，

形成雙翼采區(qū)，采煤工作面沿傾斜方向布置，沿走向推進(jìn)。

掘進(jìn)時(shí)，由采區(qū)運(yùn)輸石門開掘采區(qū)下部車場(chǎng)，在采區(qū)中央沿煤層掘進(jìn)運(yùn)輸

上山和軌道上山，掘至采區(qū)上部邊界后掘采區(qū)上部車場(chǎng)與區(qū)段回風(fēng)平巷相通。

然后在第一區(qū)段下部掘中部車場(chǎng)，向采區(qū)兩翼掘區(qū)段平巷；在采空區(qū)邊界由區(qū)

段運(yùn)輸干巷沿煤層掘開切眼與區(qū)段回風(fēng)平巷相通，與此同時(shí)一，開拓各種胴室,

安裝機(jī)械沒備，形成完善的生產(chǎn)系統(tǒng)后即可開始回采。

上述是單一煤層中的巷道布置系統(tǒng)，在許多情況下是將相距較近的若干煤

層聯(lián)合開采，共用采區(qū)巷道，即利用一組采區(qū)上山開采兩個(gè)或更多的近距離煤

層群，建立一個(gè)統(tǒng)一的生產(chǎn)系統(tǒng)，這種采區(qū)巷道聯(lián)合布置可以節(jié)省許多巷道和

設(shè)備，生產(chǎn)集中，獲得更大的生產(chǎn)能力，在煤礦生產(chǎn)中得到較為廣泛的應(yīng)用。

(2)傾斜長(zhǎng)壁采煤法巷道布置

圖3—26傾斜長(zhǎng)壁采煤法巷遒布置

1一階段運(yùn)物大卷,2一階設(shè)回風(fēng)大巷*3-回來工作面，

4一運(yùn)輸共巷.5—回風(fēng)、運(yùn)科斜巷.6一線倉，7一進(jìn)鳳、行人斜巷

壁采煤方法的特點(diǎn)是：采煤工作面沿走向布置，沿傾斜向下(或向上)推進(jìn)。

如圖所示，自運(yùn)輸大巷下部掘下部車場(chǎng)和行人進(jìn)風(fēng)斜巷，然后在煤層中沿傾斜

掘工作面運(yùn)輸斜巷和回風(fēng)運(yùn)料斜巷，形成采煤系統(tǒng)。采煤工作面沿傾斜向運(yùn)輸

大巷方向推進(jìn)。在條件適宜時(shí)，可以安排兩個(gè)采煤工作面共用一條運(yùn)煤斜巷，

同時(shí)進(jìn)行回采，稱之為“對(duì)拉工作面”，這種布置方式能充分利用運(yùn)輸設(shè)備，

減少巷道工程量。

傾斜長(zhǎng)壁采煤法的巷道布置簡(jiǎn)單，巷道工程量少，生產(chǎn)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，環(huán)節(jié)少。

存在的問題是：傾斜巷道掘進(jìn)行人、運(yùn)輸比較困難，現(xiàn)在的回采機(jī)械設(shè)備不完

全適應(yīng)傾斜長(zhǎng)壁采煤法的開采要求。所以，這種采煤法只適用于煤層傾角在12

以內(nèi)、厚度不大的煤層。

2.緩傾斜、傾斜厚煤層采煤法的巷道布置

開采煤層厚度大于3.5m的厚煤層，目前我國(guó)多采用放頂煤和傾斜分層下

行垮落采煤法。

(1)放頂煤采煤法

沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內(nèi)的底板布置一個(gè)采煤工作面，利用礦

山壓力將工作面頂部煤層在工作面推進(jìn)過后破碎冒落，并將冒落頂煤予以回收

的一種采煤方法。

放頂煤采煤法可分為：預(yù)采頂分層放頂煤采煤法、預(yù)采中分層放頂煤采煤

法、整層開采放頂煤采煤法和分段放頂煤采煤法。

放頂煤采煤法適用于煤層厚度為5—20m或更厚的煤層；煤層傾角由緩傾斜

到傾斜或急傾斜厚煤層；煤質(zhì)比較松軟易垮落，冒落塊度不大的煤層；頂板易

垮落的煤層。《規(guī)程》第183條規(guī)定突出煤層嚴(yán)禁采用放頂煤采煤法。

(2)傾斜分層下行垮落采煤法

采區(qū)巷道掘進(jìn)程序是：由階段運(yùn)輸大巷掘下部車場(chǎng)、采區(qū)煤倉和行人巷，

然后在采區(qū)中部底板巖層中分別向上掘運(yùn)輸機(jī)上山和軌道上山，至采區(qū)上部邊

界后，軌道上山以干平車場(chǎng)與階段回風(fēng)大巷相通。在第一區(qū)段下部，由軌道上

山掘甩車道和區(qū)段石門，再由此向兩翼分別在底板巖層中掘進(jìn)區(qū)段集中運(yùn)輸巷

和沿頂分層掘進(jìn)區(qū)段集中軌道平巷，并每隔一定距離掘斜溜煤眼和聯(lián)絡(luò)眼，掘

至采區(qū)邊界，掘第一分層超前分層運(yùn)輸平巷和開切眼。與此同時(shí)，在第一區(qū)段

上部，從回風(fēng)大巷每隔100?150m掘區(qū)段回風(fēng)石門，連通第一分層超前回風(fēng)平

巷，形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，并開掘必要的胴室，安裝機(jī)械設(shè)備，即可進(jìn)行回采。

傾斜分層下行垮落采煤法回采工藝的特點(diǎn)是在第一分層回采后鋪設(shè)金屬網(wǎng)假

頂，當(dāng)上分層頂板垮落穩(wěn)定后，再開采下分層，由上而下依次回采。

目前，我國(guó)煤礦在走向長(zhǎng)壁和傾斜長(zhǎng)壁采煤法中廣泛采用無煤柱開采技術(shù),

既提高了回采率，又降低了巷道的壓力

人--1

?3一27傾斜分層來區(qū)巷造布置

1——虎段運(yùn)出大卷,2——吩氏回鳳大在.3下郊豐4——運(yùn)一加上山事

5——次3迨上e——上右H車壇g7、8——區(qū)E石m,9——區(qū)百餐中軌灌耳造,

1o一日在靠中運(yùn)地平巷*11——今"岳.12—“而玨U艮*13區(qū)位回Hn?

14——維一分層題的運(yùn)一干15——維一分層回m斗智m16一乖區(qū)變電所,

17——統(tǒng)車厲,18——區(qū)歡諭林限，19——*區(qū)*生，20——"二分層運(yùn)稔并至*

21———二分層回人千一.22彳亍人遺

（二）采煤工藝

1.炮采工作面的采煤工藝

炮采就是用打鉆放炮的方法崩落煤炭。其生產(chǎn)過程是：利用煤電鉆根據(jù)煤

層厚度、煤質(zhì)軟硬和頂板穩(wěn)定程度不同，在煤壁上鉆出1?3排炮眼，炮眼深度

1?1.2m、間距1?2m,炮眼內(nèi)裝填煤礦安全炸藥、雷管和炮泥，待工作面人員

全部撤至安全地點(diǎn)，布置好警戒后，由放炮員用專門的發(fā)爆器進(jìn)行引爆。煤體

崩落，炮煙消散后，檢查瓦斯并由放炮員檢查爆破地點(diǎn)安全情況，然后發(fā)出正

常信號(hào)，其他作業(yè)人員進(jìn)入工作面繼續(xù)工作。

爆破后的煤體靠爆破的拋擲力量，裝入工作面刮板輸送機(jī)，部分散煤靠人

工擢入運(yùn)輸機(jī)，刮板輸送機(jī)沿工作面全長(zhǎng)鋪設(shè)，隨工作推進(jìn)而前移。

工作面煤炭被采出后，必須及時(shí)對(duì)工作面空間范圍內(nèi)的頂板進(jìn)行支護(hù)。目

前，炮采工作面的支護(hù)一般采用單體液壓支柱和錢接頂梁支護(hù)、部分炮采工作

面仍采用金屬支柱。頂板控制有三、四排或三、五排兩種方法，采空區(qū)處理幾

乎都采用全部垮落法。

2.普通機(jī)械化采煤工作面的采煤工藝

普通機(jī)械化采煤簡(jiǎn)稱機(jī)采，是指用滾筒式采煤機(jī)（或刨煤機(jī)）、可彎曲刮板

輸送機(jī)、單體液壓支柱和錢接頂梁等配套生產(chǎn)的工作面。機(jī)采工作面的采煤工

藝除破煤和裝煤由采煤機(jī)完成外，其余工序和炮采基本相同。

機(jī)采工作面一般采單體液壓支柱，其結(jié)構(gòu)原理與液壓千斤頂相似。國(guó)產(chǎn)單

體液壓支柱多由外部供液泵向支柱內(nèi)注入高壓乳化液，使活柱升起支撐頂板，

當(dāng)頂板壓力太大時(shí)，乳化液頂開支柱內(nèi)安全閥泄出，支柱稍微下縮，壓力減少,

安全閥自動(dòng)關(guān)閉。

采用單體液壓支柱和金屬皎接頂梁的工作面，通常先掛頂梁護(hù)住頂板，在頂梁

下面頂上支柱支撐，頂梁的首尾較接相連形成一條延續(xù)梁，支柱沿工作面傾斜

方向每隔1m一根，形成直線狀。最小控頂距為3排，隨工作面煤壁向前推進(jìn)，

支架增加至4?5排，即為最大控頂距，這時(shí)工作面靠近采空區(qū)側(cè)可撤出一排或

兩排支柱和頂梁，頂板自然垮落。工作面支護(hù)按一定的控頂范圍，隨著作面向

前推進(jìn)，循環(huán)進(jìn)行。

3.綜合機(jī)械化采煤工作面的采煤工藝

綜合機(jī)械化采煤工作面是指用滾筒式采煤機(jī)（或刨煤機(jī)），可彎曲刮板輸送

機(jī)、自移式液壓支架等配套生產(chǎn)的工作面，實(shí)現(xiàn)了破、裝、運(yùn)、支、回等工序

的全部機(jī)械化。

自移式液壓支架是綜采工作面的主要標(biāo)志。自移式液壓支架足由頂梁、底

座、推移千斤頂、支柱和控制裝置組成，分為支撐式、掩護(hù)式和支撐掩護(hù)式3

種類型。

綜采工作面的采煤工藝過程比較簡(jiǎn)單，通常分為兩種：一種是采煤機(jī)落煤

和裝煤一移刮板輸送機(jī)一移液壓支架；另一種是采煤機(jī)落煤和裝煤一移液壓支

架一移刮板輸送機(jī)。移刮板輸送機(jī)通常在采煤機(jī)割煤后10?15m處進(jìn)行，若先

移刮板輸送機(jī)，后移支架，則支架頂梁端頭與煤壁之間有一段空頂面積，因此

稱為“滯后支護(hù)”。若先移支架，則可使支架緊隨采煤機(jī)之后立即前移，消除

此段空頂面積，移刮板輸送機(jī)巴可在支架保護(hù)下進(jìn)行，因此稱為“超前支護(hù)”。

4.放頂煤采煤工作面采煤工藝

(1)采煤機(jī)采煤

同綜采工作面一樣，采煤機(jī)可以從上作面端部斜切進(jìn)刀，采用雙向割煤往

返一次進(jìn)一刀，下行割煤，上行裝煤，距滾筒12?15m處推移刮板輸送機(jī)，完

成一個(gè)循環(huán)。根據(jù)頂板放落的難易程度，放頂煤工作在完成一?個(gè)、兩個(gè)或三

個(gè)綜采循環(huán)以后在檢修班或放頂班進(jìn)行。

(2)放頂煤

放頂煤采煤工藝工作面采用具有特殊構(gòu)造的放頂煤自移式液壓支架，放頂

煤工作多從下部向上部，也可以上部向下動(dòng)，逐架或隔一架或隔數(shù)架依次進(jìn)行,

一般放頂煤沿工作面全長(zhǎng)一次進(jìn)行完畢即一輪放完。如頂煤較厚，也可兩輪放

完。在放煤過程中，如有片幫預(yù)兆，宜停止放煤，當(dāng)放煤口出現(xiàn)肝石時(shí)應(yīng)關(guān)閉

放煤口。

(三)急傾斜煤層開采

1.急傾斜煤層采區(qū)巷道布置

我國(guó)急傾斜煤層儲(chǔ)量豐富，分布廣泛，產(chǎn)量也占有相當(dāng)比重。由于急傾斜

煤層傾角大，在開采工具有以下特點(diǎn)：

(1)由于煤層傾角大，落在底板上的煤巖塊會(huì)自動(dòng)向下滑落，從而簡(jiǎn)化了采

煤面內(nèi)裝運(yùn)工作。為了防止滑落的煤塊沖倒支架，砸傷人員，在技術(shù)上必須采

取相應(yīng)的安全措施。

(2)在急傾斜煤層中，煤炭、肝石沿傾斜方向采用自溜運(yùn)輸，在采區(qū)中可開

掘采區(qū)溜煤眼以代替緩傾斜煤層中的運(yùn)輸上山。但采煤工作面運(yùn)輸材料及行人

較困難。

由于煤層傾角大，沿走向留設(shè)的煤柱容易片幫垮落，使得采空區(qū)上方布置

的煤層平巷維護(hù)困難。因此，階段平巷一般均布骨在底板巖石或底板不可采的

煤層中，通過采區(qū)石門與煤層聯(lián)系。采煤工作面皆由采區(qū)邊界向采區(qū)石門(或采

區(qū)溜煤眼)方向推進(jìn)，為了減少采區(qū)石門、采區(qū)上山眼的開掘費(fèi)，在急傾斜煤層

中雙面采區(qū)布置應(yīng)用極為廣泛。

(3)開采急傾斜煤層，多采用立井多水平開拓方式。由于受到技術(shù)上的限制,

其水平垂高一般為100?150m。因此，在采區(qū)內(nèi)沿煤層傾斜一般只能布置2?3

個(gè)區(qū)段。

(4)急傾斜煤層開采中，不僅需要控制頂板，而且底板也需要控制。

(5)由于煤層傾角大，現(xiàn)有的采煤機(jī)械及液壓支柱穩(wěn)定性問題尚未解決，實(shí)

現(xiàn)機(jī)械化開采閑難。

采區(qū)巷道布置有兩種主要方式：當(dāng)采區(qū)只米一個(gè)煤層或煤層間距較大，各

煤層分層布置采區(qū)巷道，稱之為單層布置采區(qū)；當(dāng)采區(qū)由幾個(gè)煤層共用一些采

區(qū)巷道（如采區(qū)上山及區(qū)段集中運(yùn)輸平巷等）時(shí)，稱為煤層群聯(lián)合布置采區(qū)。

煤層群聯(lián)合布置的巷道系統(tǒng)，是將采區(qū)的溜煤眼、運(yùn)輸眼和行人眼布置在最

后一層煤中，各煤層內(nèi)單獨(dú)布置區(qū)段平巷，各煤層區(qū)段平巷通過區(qū)段石門相互

聯(lián)系并與三條上山眼相通。采區(qū)內(nèi)多采用后退式采煤，上層煤采煤工作面超前

于下層煤采煤工作面。

圖3—28采區(qū)上山眼布置示意圖

1--乘區(qū)運(yùn)柏石門,2一采區(qū)溜津眼,3一運(yùn)料艮工

4一行人眼,5一聯(lián)絡(luò)岳,6一區(qū)&運(yùn)錨平巷.7一區(qū)段

回風(fēng)平巷，8一采區(qū)回風(fēng)石■門，9一來區(qū)鹿倉

圖中所示為單煤層布置的采區(qū)巷道系統(tǒng)。采區(qū)運(yùn)輸石門和回風(fēng)石門位于采

區(qū)中央，進(jìn)入煤層后，由采區(qū)下部沿煤層向上開掘采區(qū)溜煤眼、運(yùn)料眼和行人

眼，各眼相距10?15m,直至采區(qū)上部邊界與采區(qū)回風(fēng)石門相通，為保證行人安

全，通風(fēng)和運(yùn)輸方便，在上山眼之間每隔10?15m開一條聯(lián)絡(luò)平巷。在第一區(qū)

段位置上從上山眼向采區(qū)兩翼開掘區(qū)段運(yùn)輸平巷和區(qū)段回風(fēng)平巷，至采區(qū)邊界

時(shí)掘通開切眼，可根據(jù)采用的采煤方法而不同，檢查巷道、胴室及機(jī)電設(shè)備都

完備齊全時(shí)，即可移交生產(chǎn)。

2.急傾斜煤層采煤工作面的采煤工藝

急傾斜煤層的采煤方法很多，比較常用的有：倒臺(tái)階采煤法、正臺(tái)階采煤

法、水平分層采煤法、斜切分層采煤法、偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法等。下面

以水平分層采煤法和斜切分層采煤法為例簡(jiǎn)單介紹其采煤工藝過程。

(1)水平分層采煤工作面的采煤工藝。水平分層采煤工作面的采煤工藝，有

落煤、裝煤、支護(hù)、鋪設(shè)人工假頂和采空區(qū)處理等。

落煤：一般多采用爆破或風(fēng)鎬落煤。當(dāng)采用爆破落煤時(shí)，可根據(jù)煤質(zhì)的軟

硬、采高，采用單排眼或雙排眼布置，其炮眼深度一般為L(zhǎng)2?L5m。

裝煤：采落的煤用人工裝入溜煤眼中，若煤層厚度大，可把分層平巷和溜

煤眼布置在煤層中間，以減少裝煤距離。

支護(hù)：一般采用金屬支柱、液壓支柱或木支柱。采用木支架時(shí)，棚梁一般

子行于工作面布置，采用金屬支柱或液壓支柱時(shí)，頂梁多垂直于工作面布置，

采用5?7排控頂管理頂板。

鋪設(shè)人工假頂：用以隔離上分層采空區(qū)的假頂應(yīng)于卜分層回采時(shí)鋪設(shè)。當(dāng)

采用金屬網(wǎng)假頂時(shí)。可以采用預(yù)掛頂網(wǎng)的辦法，即在工作面落煤后，架設(shè)支架

前，將金屬網(wǎng)子行工作面展開，貼頂鋪設(shè)，然后在網(wǎng)下架設(shè)支架?；刂彭敽?

金屬網(wǎng)隨之落在煤底上，便可供下分層采煤時(shí)使用。

采空區(qū)處理：一般均使用全部垮落法處理采空區(qū)。由于工作面短，各分層

均在亡分層開采后落的碎石下工作，因此，采用無密集柱放頂，但為了保證作

業(yè)安全，可架設(shè)若干木支架，并隨工作面推進(jìn)隨架隨拆。

(2)斜切分層采煤工作面采煤工藝。為廠克服水平分層采煤工作面的裝煤，

工作面通風(fēng)及隨著煤層厚度增加而日益困難的特點(diǎn)，于是便出現(xiàn)了斜切分層采

煤法。

斜切分層采煤法的采煤工藝基本與水平分層采煤法相同，其差別只在于：

斜切分層采煤法在每個(gè)分層內(nèi)，沿煤層底板和頂板各開掘一條分層平巷，但頂

板分層平巷是超前采煤工作面而掘進(jìn)的，并且每隔兩個(gè)區(qū)段溜煤眼的距離就要

開掘一條斜煤門相聯(lián)通。工作面采下的煤，沿工作面自溜，用人工裝入溜煤眼,

由區(qū)段運(yùn)輸平巷中刮板輸送機(jī)運(yùn)至采區(qū)溜煤上山，由采區(qū)運(yùn)輸石門運(yùn)出。

水平分層采煤法僅適宜于厚度大于2m的急傾斜煤層，斜切分層采煤法適用

于更厚的急傾斜煤層。

第三節(jié)礦井頂板災(zāi)害防治

一、礦井頂板事故分類及其危害

（一）礦井頂板事故分類

頂板事故是指在地下采掘過程中，頂板意外冒頂、片幫、煤炮、沖擊地壓、

頂板掉砰造成的人員傷亡、設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止等事故。

按冒頂范圍可將頂板事故分為局部冒頂和大型冒頂兩類。按發(fā)生冒頂事故

的力學(xué)原因進(jìn)行分類，可將頂板事故分為：壓垮型冒頂、推垮型和漏跨型冒頂

三類。

1.局部冒頂是指范圍不大，有時(shí)僅在3?5支架范圍內(nèi)，傷亡人數(shù)不多（1?

2人）的冒頂，實(shí)際煤礦生產(chǎn)中，局部冒頂事故的次數(shù)遠(yuǎn)多于大型冒頂事故，約

占采場(chǎng)冒頂事故的70%,總的危害比較大。

2.大型冒頂是指范圍較大，傷亡人數(shù)較多（每次死亡3人以上）的冒頂

采煤工作面大型冒頂包括：老頂來壓時(shí)的壓垮型冒頂、厚層難冒頂板大面

積冒頂、直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂、大面積漏垮型冒頂、復(fù)合頂板推垮型冒頂、

金屬網(wǎng)下推垮型冒頂、大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂、采空區(qū)冒肝沖入采場(chǎng)的

推垮型冒頂及沖擊推垮型冒頂。巷道大型頂板事故多發(fā)生在局部冒頂附近及地

質(zhì)破壞帶附近。

(-)礦井頂板事故危害

礦井頂板災(zāi)害的危害有以下兒個(gè)方面

1無論是局部冒頂還是大型冒頂，事故發(fā)生后，一般都會(huì)推倒支架，埋壓設(shè)

備造成停電、停風(fēng)，給安全管理帶來困難，對(duì)安全生產(chǎn)不利。

2如果是地質(zhì)構(gòu)造帶附近的冒頂事故不僅給生產(chǎn)造成麻煩而且有時(shí)會(huì)引起

透水事故的發(fā)生。

3在有瓦斯易出區(qū)附近發(fā)生頂板事故將伴有瓦斯的突出易造成瓦斯事故。

4如果是采掘工作面發(fā)生頂板事故，一旦人員被堵或被埋，輕則造成人員受

傷，重則造成人員傷亡。

二、采煤工作面頂板事故的預(yù)防及安全檢查重點(diǎn)

(-)采煤工作面局部冒頂事故的預(yù)兆、原因及防治

采掘工作面或井下其他工作地點(diǎn)局部范圍內(nèi)頂板巖層墜落造成的頂板事故

稱為局部冒頂。

在工作面冒頂事故中大多數(shù)屬于局部冒頂事故。工作面發(fā)生局部冒頂?shù)脑?/p>

因主要有兩個(gè)：一是直接頂被破壞后，由于失去有效的支護(hù)而造成局部冒頂；

二是老頂下沉壓迫直接頂破壞工作面支架造成局部冒頂。

1.工作面局部冒頂事故的預(yù)兆

1)預(yù)兆：響聲、掉渣、片幫、裂縫、離層、漏頂、瓦斯涌出量突然增大、

頂板的淋水明顯增加。

2)試探冒頂危險(xiǎn)的方法

試探有沒有冒頂危險(xiǎn)的方法主要有:

（1）觀察預(yù)兆法。頂板來壓預(yù)兆主要有聲響、掉渣、片幫、出現(xiàn)裂縫、漏

頂、離層等現(xiàn)象。由有經(jīng)驗(yàn)的老工人，認(rèn)真觀察工作面圍巖及支護(hù)的變異情況,

直觀判斷有無冒頂?shù)奈ｋU(xiǎn)。

（2）木楔探測(cè)法。在工作面頂板（圍巖）的裂縫中打入小木楔，過一段時(shí)

間進(jìn)行一次檢查，如發(fā)現(xiàn)木楔松動(dòng)或者掉渣，說明圍巖（頂板）裂縫受礦壓影

響在逐漸增大，預(yù)示有冒頂險(xiǎn)情。

（3）敲幫回頂法。這是最常用的方法，其中又分錘擊判斷聲法和震動(dòng)探測(cè)

法兩種。前者是用稿或鐵輯輕輕敲擊頂板和幫壁，若發(fā)出的是“當(dāng)當(dāng)”的清脆

聲，則表明圍巖完好，暫無冒落危險(xiǎn)；若發(fā)出“噗噗”的沉悶聲，表明頂板已

發(fā)生剝離或斷裂，是冒頂或片幫的危險(xiǎn)征兆。后者是對(duì)斷裂巖塊體積較大或松

軟巖石（或煤層），用判聲法難以判別時(shí)進(jìn)行探測(cè)的方法。具體做法是：用一手

手指扶在頂板下面，另一手用指用稿、大錘或鐵輯敲打頂板。如果手指感覺到

頂板發(fā)生輕微震動(dòng)，則表明此處頂板已經(jīng)離層或斷裂。這種操作方式人應(yīng)站在

支護(hù)完好的安全地點(diǎn)進(jìn)行。

2.采煤工作面局部冒頂事故的原因及防治

采煤工作面頂板事故常發(fā)生在靠近兩線（煤壁線、放頂線）、兩口（采場(chǎng)

兩端）及地質(zhì)破壞帶附近。

1）靠煤壁附近的局部冒頂

煤層的直接頂中，常存在多組相交裂隙時(shí)，這些相交的裂隙容易將直接頂

分割成游離巖塊，極易發(fā)生脫落，在采煤機(jī)采煤或爆破落煤后，如果支護(hù)不及

時(shí)，這類游離巖塊可能突然冒落砸人，造成局部冒頂事故。

局部冒頂?shù)脑蛞话阌腥N：

一是直接頂被密集裂隙切割，形成了游離巖塊；

二是采高過大，在老頂來壓期間，煤壁片幫，擴(kuò)大了無支護(hù)空間；

三是放頂煤開采，頂煤破碎。

2）單體支柱工作面預(yù)防靠近煤壁附近局部冒頂?shù)拇胧?/p>

①采用能及時(shí)支護(hù)懸露頂板的支架，如正懸臂交錯(cuò)頂梁支架，正倒懸臂錯(cuò)

梁直線柱支架等。提高支柱的初撐力。在金屬網(wǎng)下，可以采用長(zhǎng)鋼梁對(duì)棚邁步

支架。

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②炮采時(shí)，炮眼布置及裝藥量應(yīng)合理，盡量避免崩倒支架。

③盡量使工作面與煤層的主要節(jié)理方向垂直或斜交，避免煤層片幫。煤層

一旦片幫，應(yīng)掏梁窩超前支護(hù)，防止冒頂。

3）綜采工作面煤壁附近的局部冒頂事故的預(yù)防措施

綜采工作面的局部冒頂，主要是發(fā)生在靠近煤壁附近的漏冒型冒頂，其預(yù)

防措施為：

①支架設(shè)計(jì)上，采用長(zhǎng)側(cè)護(hù)板，整體頂梁，內(nèi)伸縮式前梁，增大支架向煤

壁方向的水平推力，提高支架的初撐力；

②工藝操作上，采煤機(jī)過后，及時(shí)伸出伸縮梁，及時(shí)擦頂帶壓移架，頂梁

的俯視角不超過7。。

③當(dāng)碎頂范圍較大時(shí)（比如過斷層破碎帶等），則應(yīng)對(duì)破碎直接頂注入樹

脂類粘結(jié)劑使其固化，以防止冒頂。

4）放頂線附近的局部冒頂

放頂線附近的局部冒頂主要發(fā)生在使用單體支柱的工作面。放頂線上支柱

受力是不均勻的，當(dāng)人工回拆“吃勁”的柱子時(shí)，往往柱子一倒下頂板就冒落,

如果回柱工來不及退到安全地點(diǎn)，就可能被砸著而造成頂板事故。

當(dāng)頂板中存在被斷層、裂隙、層理等切割而形成的大塊游離巖塊時(shí)，回柱后游

離巖塊就會(huì)旋轉(zhuǎn)，可能推倒采場(chǎng)支架導(dǎo)致發(fā)生局部冒頂。

在金屬網(wǎng)假頂下回柱放頂時(shí)，由于網(wǎng)上有大塊游離巖塊，也可能會(huì)發(fā)生上

述的因游離巖塊旋轉(zhuǎn)而推倒支架的局部冒頂。

5）放頂線附近的局部冒頂預(yù)防措施：

①加強(qiáng)地質(zhì)及觀察工作，記載大巖塊的位置及尺寸；

②在大巖塊范圍內(nèi)用木垛等加強(qiáng)支護(hù)；

③當(dāng)大巖塊沿工作面推進(jìn)方向的長(zhǎng)度超過一次放頂步距離時(shí)，在大巖塊的

范圍內(nèi)要延長(zhǎng)控頂距；

④如果工作面用的是單體金屬支柱，在大巖塊范圍內(nèi)要用木支架替換金屬

支架；

⑤待大巖塊全部都處在放頂線以外的采空區(qū)時(shí)，再用絞車回木支柱。

6）采場(chǎng)兩端的局部冒頂

對(duì)于單體支柱工作面，采場(chǎng)兩端包括工作面兩端的機(jī)頭機(jī)尾附近以及與工

作面相連的巷道。

在工作面兩端機(jī)頭機(jī)尾處，暴露的空間大；支承壓力集中；巷道提前掘進(jìn);

引發(fā)了巷道周邊的變形與破壞。經(jīng)常要進(jìn)行機(jī)頭機(jī)尾的移置工作，拆除老支柱

支設(shè)新支柱時(shí)，碎頂可能進(jìn)一步松動(dòng)冒落。隨著回采工作面的推進(jìn)，要拆掉原

巷道支架的一個(gè)棚腿，換用抬棚支承棚梁，在這一拆一支之間，碎頂也可能冒

落。

為預(yù)防采場(chǎng)兩端發(fā)生漏冒，可在機(jī)頭機(jī)尾處各應(yīng)用四對(duì)一梁三柱的鋼梁抬

棚支護(hù)（即四對(duì)八梁支護(hù)），每對(duì)抬棚隨機(jī)頭機(jī)尾的推移邁步前移；或在機(jī)頭機(jī)

尾處采用雙楔較接頂梁支護(hù)。在工作面巷道相連處，宜用一對(duì)抬棚邁步前移，

托住原巷道支架的棚梁。此外，在采場(chǎng)兩端還可以采用十字錢接頂梁支護(hù)系統(tǒng)

以防漏冒。

在超前工作面10m以內(nèi)，巷道支架應(yīng)加雙中心柱，超前工作面10~20m,巷

道支架應(yīng)加單中心柱以預(yù)防冒頂。

綜采時(shí)，如果工作面兩端沒有應(yīng)用端頭支架，則在工作面與巷道相連處，

需用一對(duì)邁步抬棚。此外，超前工作面20m內(nèi)的巷道支架也應(yīng)以中心柱加強(qiáng)。

7）地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂

地質(zhì)破壞帶及附近的頂板裂隙發(fā)育、破碎，斷層面間多充以粉狀或泥狀物;

斷層面都比較尖滑,使上、下盤之間的巖石無粘結(jié)力，尤其是斷層面成為導(dǎo)水裂

隙時(shí)，更是彼此分離。

單體支柱工作面如果遇到垂直于工作面或斜交于工作面的斷層時(shí)，在頂

板活動(dòng)過程中，斷層附近破斷巖塊可能順斷層面下滑。從而推倒工作面支架，

造成局部冒頂。

為預(yù)防這類頂板事故，應(yīng)在斷層兩側(cè)加設(shè)木垛加強(qiáng)維護(hù)，并迎著巖塊可能

滑下的方向支設(shè)依棚或俄柱。

對(duì)于有些綜采工作面，高檔普采和普采工作面，回采過程中，煤壁的前方

頂板和煤層特別破碎，為保證正常割煤，不漏肝子，可采用全楔式木錨桿。

當(dāng)斷層處的頂板特別破碎，用錨桿錨固的效果不佳時(shí)，可采用注入法，將

較多的樹脂注入大量的煤巖裂隙中，進(jìn)行預(yù)加固。

3.工作面局部冒頂?shù)奶幚矸椒?/p>

處理采煤工作面冒頂?shù)姆椒ǎ瑧?yīng)根據(jù)工作面的采煤方法、冒落高度、冒落

塊度、冒頂位置和影響范圍的大小來決定，主要有探板法、撞楔法、小巷法和

繞道法四種。

1）探板法

當(dāng)采煤工作面發(fā)生局部冒頂?shù)姆秶?，頂板沒有冒嚴(yán)，頂板巖層已暫時(shí)停

止時(shí)，應(yīng)采取掏梁窩、探大板木梁或掛金屬頂梁的措施，即探板法來處理。

具體處理步驟為：處理冒頂前，先觀察頂板狀況，在冒頂區(qū)周圍加固支架，

控制冒頂范圍擴(kuò)大。然后掏梁窩、探大板梁，板梁上的空隙要用木料架設(shè)小木

垛接到頂部。架設(shè)小木垛前應(yīng)先挑落浮肝，小木垛必須插緊背實(shí)，接著清理冒

落肝石，及時(shí)打好帖幫柱，支柱打板的另一端，加固支架。并切要根據(jù)煤幫情

況，采取防片幫措施。

2）撞楔法

當(dāng)頂板冒落研石塊度小，冒頂區(qū)頂板碎肝停止下落或一動(dòng)就下落時(shí)，要采

取撞楔法來處理。

具體操作是：處理冒頂時(shí)先在冒頂區(qū)選擇或架設(shè)撞楔棚子，棚子方向應(yīng)與

撞楔方向垂直。把撞楔放在棚架上，尖端指向頂板冒落處，末端墊一方木塊。

然后用大錘擊打撞楔末端，使它逐漸深入冒頂區(qū)將碎肝石托住，使頂板碎肝不

再下落。之后立即在接楔保護(hù)下架設(shè)支架。撞楔的材料可以是木料、荊笆條、

鋼軌等。

3）小巷法

如果局部冒頂區(qū)已將工作面冒嚴(yán)堵死，但冒頂范圍不超過15m左右，跨落

砰石塊度不大且可以搬運(yùn)時(shí)，可以從工作面冒頂區(qū)由外向里，從下而上，在保

證支架可靠及后路暢通情況下，采用人字形掩護(hù)支架沿煤壁機(jī)道整理出一條小

巷道。小巷道整通后，開動(dòng)輸送機(jī)，再放砰，按原來的采高架棚。

4）繞道法

當(dāng)冒頂范圍較大，頂板冒嚴(yán)，工作面堵死，用以上三種方法處理均有困難

時(shí)，可沿煤壁重新開切眼或部分開切眼，饒過冒頂區(qū)。

4.片幫的防治

采煤工作面的煤壁，在礦山壓力作用下，發(fā)生自然塌落的現(xiàn)象叫片幫。（滾

幫或塌幫）

片幫發(fā)生的條件主要有：工作面采高越大約發(fā)育就越容易片幫，工作面來

壓越嚴(yán)重片幫越嚴(yán)重，頂板越破碎越嚴(yán)重，因此，在采高大、媒質(zhì)松軟、頂板

破碎、礦山壓力大的工作面容易發(fā)生片幫，薄煤層和媒質(zhì)堅(jiān)硬的工作面一般不

容易發(fā)生片幫現(xiàn)象。

片幫的危害主要有：工作面煤壁片幫后，使頂板的懸露面積突然增大，頂

板會(huì)隨之大量下沉，容易引起冒頂事故。同時(shí)，片幫時(shí)下落的大塊煤炭也容易

砸傷工作面的作業(yè)人員，造成人身傷亡事故。

預(yù)防煤壁片幫的安全措施主要有：

1）使用爆破落煤的工作面，要合理布置炮眼，打眼時(shí)嚴(yán)格控制炮眼角度，

頂眼距頂板不要太近，炮眼裝藥量要適當(dāng)。

2）工作面煤壁要采直采齊，對(duì)有片幫危險(xiǎn)的煤壁，應(yīng)及時(shí)打好貼幫柱，減

少頂板對(duì)煤壁的壓力。

3）采高大于2m、媒質(zhì)松軟時(shí)，除了及時(shí)打好貼幫支柱外，還應(yīng)在煤壁與貼

幫柱間加橫撐。

4）在片幫嚴(yán)重的地點(diǎn)，煤壁上方垮落，應(yīng)在貼幫支柱上加托梁或超前掛金

屬錢接頂梁。

5）工作面落煤后要及時(shí)挑梁刷幫，使煤壁不留傘檐活砰。

6）綜采工作面頂板破碎或支架梁端距較大時(shí)，可采取及時(shí)支護(hù)的方法。若

及時(shí)支護(hù)后梁端距仍超過規(guī)定值或不能超前移架而梁端距超過規(guī)定值時(shí)，可在

支架頂梁上垂直煤壁上垂直煤壁加打板梁。來防止煤壁片幫和冒頂。

（二）大型冒頂事故的預(yù)兆、原因及防治

1.工作面大面積冒頂?shù)念A(yù)兆

采煤工作面隨回柱放頂工作進(jìn)行，直接頂逐漸垮落，如果直接頂垮落后未

能充滿采空區(qū)，則堅(jiān)硬的老頂要發(fā)生周期來壓。來壓時(shí)煤壁受壓發(fā)生變化，造

成工作面壓力集中，在這個(gè)變化過程中工作面頂板、煤幫、支架都會(huì)出現(xiàn)老頂

來壓前各種預(yù)兆。

1）頂板的預(yù)兆

頂板連續(xù)發(fā)出斷裂聲，這是由于直接頂和老頂發(fā)生離層，或頂板切斷而發(fā)

出的聲音。有時(shí)采空區(qū)頂板發(fā)出像悶雷的聲音，這是老頂和上方巖層產(chǎn)生離層

或斷裂的聲音。頂板巖層破碎下落，稱之為掉渣。這種掉渣一般由少逐漸增多,

由稀而變密。頂板的裂縫增加或裂隙張開，并產(chǎn)生大量的下沉。

2）煤幫的預(yù)兆

由于冒頂前壓力增大，煤壁受壓后，煤質(zhì)變軟變酥，片幫增多。使用電鉆

打眼時(shí)，鉆眼省力。

3）支架的預(yù)兆

使用木支架，支架大量的被壓彎或折斷，并發(fā)出響聲。使用金屬支柱時(shí)，

耳朵貼在柱體上，可聽見支柱受壓后發(fā)出的聲音，支柱“破頂、鉆底”。當(dāng)頂

板壓力繼續(xù)增加時(shí)，活柱迅速下縮，連續(xù)發(fā)出“咯咯”的聲音，或工作面支柱

整體向一側(cè)傾斜。工作面使用較接頂梁時(shí)，在頂板沖擊壓力的作用下，頂梁楔

子有時(shí)彈出或擠出。

4）瓦斯和水的預(yù)兆

含瓦斯煤層，瓦斯涌出量突然增加；有淋水的頂板、淋水增加。

2.采煤工作面大面積冒頂?shù)脑蚣胺乐?/p>

按頂板垮落類型可把采煤工作面大冒頂分為壓垮型、推垮型、漏垮型三種。

①壓垮型冒頂事故是由于堅(jiān)硬直接頂或老頂運(yùn)動(dòng)時(shí)，垂直于頂板方向的作

用力，壓斷、壓彎工作阻力不夠、可縮量不足的支架，或使支柱壓入抗壓強(qiáng)度

低的底板，造成大面積切頂垮面事故。

實(shí)踐表明，壓垮型冒頂是在老頂來壓時(shí)發(fā)生的，老頂來壓分為斷裂下沉和

臺(tái)階下沉2個(gè)階段。這2個(gè)階段都有可能發(fā)生壓垮型冒頂。

②推垮型冒頂事故是由直接頂和老頂大面積運(yùn)動(dòng)造成的，因此，發(fā)生的時(shí)

間和地點(diǎn)有一定的規(guī)律性，多數(shù)情況下，冒頂前采煤工作面直接頂已沿煤壁附

近斷裂；冒頂后支柱沒有折損只是向采空區(qū)傾倒，或向煤幫傾倒，但多數(shù)是沿

煤層傾向傾倒.

③漏垮型冒頂?shù)脑蛉缦拢河捎诿簩觾A角較大，直接頂又異常破碎，采煤

工作面支護(hù)系統(tǒng)中如果某個(gè)地點(diǎn)開始沿工作面往上全部漏空，造成支架失穩(wěn)，

導(dǎo)致漏垮型事故發(fā)生。

3.采煤工作面中容易發(fā)生大冒頂?shù)牡攸c(diǎn)

1）開切眼附近。

在這個(gè)區(qū)域頂板上部硬巖老頂兩邊都受煤柱支承不容易下沉，這就給下部

軟巖層直接頂?shù)南鲁岭x層創(chuàng)造了有利條件。

2）地質(zhì)破壞帶（斷層、褶曲）附近。

在這些地點(diǎn)頂板下部直接頂巖層破斷后易形成大塊巖體并下滑。

3）老巷附近。

由于老巷頂板破壞，直接頂易破斷。

4）傾角大的地段。

這些地段由于重力作用而巖石傾斜下滑加大。

5）頂板巖層含水地段。

這些地段摩擦系數(shù)降低，阻力大為減少。

6）局部冒頂區(qū)附近也有可能導(dǎo)致大冒頂。

4.采煤工作面大面積冒頂?shù)念A(yù)防措施

1）提高單體支柱的初撐力和剛度。

由于使用的木支柱和摩擦金屬支柱初撐力小，剛度差，易導(dǎo)致煤層復(fù)合頂

板離層，又使采煤工作面支架不穩(wěn)定，所以有條件的礦要推廣使用單體液壓支

柱。

2）提高支架的穩(wěn)定性。

煤層傾角大或在工作面仰斜推進(jìn)時(shí)，為防止頂板沿傾斜方向滑動(dòng)推倒支架,

應(yīng)采用斜撐、抬棚、木垛等特種支架來增加支架的穩(wěn)定性。在摩擦金屬支柱和

金屬較接頂梁采面中，用拉鉤式連接器把每排支柱從工作面上端頭至下端頭連

接起來，形成穩(wěn)定的“整體支架”。

3）嚴(yán)格控制采高

開采厚煤層第一分層要控制采高，使直接頂冒落后破碎膨脹能充滿采空區(qū)。

這種措施的目的在于堵住冒落大塊巖石的滑動(dòng)。

4）采煤工作面初采時(shí)不要反向開采。

有的礦為了提高采出率，在初采時(shí)向相反方向采幾排煤柱，如果是復(fù)合頂

板，開切眼處頂板暴露日久已離層斷裂，當(dāng)在反向推進(jìn)范圍內(nèi)初次放頂時(shí)，很

容易在原開切眼處誘發(fā)推垮型冒頂事故。

5）掘進(jìn)回風(fēng)，運(yùn)輸巷時(shí)不得破壞復(fù)合頂板。

挑頂掘進(jìn)回風(fēng)、運(yùn)輸巷，就破壞了復(fù)合頂板的完整性，易造成推垮冒頂事

故。

6)高壓注水和強(qiáng)制放頂。

對(duì)于堅(jiān)硬難冒頂板可以用微震儀、地音儀和超聲波地層應(yīng)力儀等進(jìn)行監(jiān)測(cè),

做好來壓預(yù)報(bào)，避免造成災(zāi)害。具體可以采用頂板高壓注水和強(qiáng)制放頂?shù)却胧?/p>

來改變巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，以減小頂板懸露及冒落面積。

7)加強(qiáng)礦井生產(chǎn)地質(zhì)工作，加強(qiáng)礦壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

止匕外，還可以改變工作面推進(jìn)方向，如采用偽俯斜開采，防止推垮型大冒

頂。

5.工作面大冒頂?shù)奶幚泶胧?/p>

冒頂影響的范圍不大，冒落下來的肝石塊度不大，用人工或采取一定措施

后能夠搬得動(dòng)時(shí)，一般采取恢復(fù)工作面的方法處理冒頂。

1)恢復(fù)冒頂區(qū)工作面的方法

(1)從冒頂?shù)攸c(diǎn)的兩端。由外向里進(jìn)行，先用雙腿套棚維護(hù)好頂板，保護(hù)

退路暢通。棚梁上用小木板剎緊背嚴(yán)，防止頂板繼續(xù)錯(cuò)動(dòng)、垮落。梁上如有空

頂，要用小木垛接頂。

(2)邊清理冒落肝石邊架設(shè)工作面支架，把冒落得砰石清理倒入采空區(qū)，

每清理一架棚的距離工作面架一棚。若頂板壓力大，可在冒頂區(qū)兩頭用木垛維

護(hù)頂板。

(3)清理過程中遇到大塊砰石不易破碎時(shí)，可用電鉆(如有壓風(fēng)最好用風(fēng)

鉆)打眼放小炮的辦法進(jìn)行破碎。鉆眼數(shù)量和每個(gè)炮眼裝藥量應(yīng)根據(jù)巖塊大小

與巖石性質(zhì)來決定。

(4)如頂板冒落的砰石很破碎，一次正修巷道不易通過時(shí)，可先沿煤壁輸

送機(jī)道整修一條小巷。

2)另開巷道饒過冒頂區(qū)

當(dāng)冒頂范圍大，不易采用恢復(fù)冒頂區(qū)工作面的方法處理時(shí)，可采用另開巷

道繞過冒頂區(qū)的方法，也就是重新掘開切眼的方法。根據(jù)冒頂區(qū)發(fā)生在工作面

的不同位置，一般分以下三種情況來處理：

(1)冒頂區(qū)發(fā)生在工作面機(jī)尾處。

沿工作面煤壁從回風(fēng)巷重開一條巷繞過冒頂區(qū)，將輸送機(jī)機(jī)尾縮至工作面

內(nèi)支架完整處，工作面繼續(xù)掘進(jìn)。新掘巷的支架多采用一梁兩柱或一梁三柱棚

子。當(dāng)工作面與新掘巷采成直線時(shí)，再將刮板輸送機(jī)機(jī)尾延長(zhǎng)至回風(fēng)巷?；謴?fù)

正?；夭?。

當(dāng)冒頂區(qū)面積較大，肝石堵塞巷道，造成采空區(qū)回風(fēng)角瓦斯積存時(shí)，要先

排除積聚的瓦斯。

(2)冒頂區(qū)發(fā)生在工作面的進(jìn)風(fēng)巷附近。

處理方法和在回風(fēng)巷附近基本相同，同樣采用部分重開掘開切眼的方法處

理矛盾。從工作面下部煤壁錯(cuò)過一段，留3-5m煤柱或緊貼工作面煤壁從進(jìn)風(fēng)巷

斜掘一條開切眼與工作面相通，將新開切眼與工作面連接處刷成允許刮板輸送

機(jī)彎曲的一個(gè)角度，就可以正常出煤。

(3)冒頂區(qū)發(fā)生在工作面中部

平行工作面煤壁留3-5m煤柱重新掘開切眼，新開切眼的支架，一般采用一

梁兩柱棚，新開切眼的掘進(jìn)，可以從工作面的進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷同時(shí)掘進(jìn)，以提

高掘進(jìn)速度，盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

掘進(jìn)新的開切眼時(shí)，除采取上述安全措施外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①新切眼一般是由冒頂區(qū)下部沿煤壁向上掘進(jìn)，而不采取由上向下掘進(jìn)。

由上向下掘進(jìn)，出煤不方便，且不安全，會(huì)使冒頂范圍擴(kuò)大。

②掘進(jìn)新開切眼時(shí)，如果壓力不大，可以采用一梁兩柱的直腿棚子邊掘進(jìn)

邊架設(shè)，如果頂板壓力大，應(yīng)采用梯形棚子。

③新開切眼靠冒頂區(qū)的一側(cè)，必須用木板背嚴(yán)，并留適當(dāng)?shù)拿褐苑烂?/p>

頂區(qū)的碎石流入新眼內(nèi)。

④根據(jù)實(shí)際情況，新開切眼的長(zhǎng)度要解決好通風(fēng)問題。

6.各類型大冒頂事故致因及防治.

1)老頂來壓時(shí)的壓垮型冒頂

(1)發(fā)生壓垮型冒頂事故的的一般條件：

①直接頂比較薄，其厚度小于煤層采高的2?3倍，冒落后不能充填滿采空

區(qū)；

②直接頂上面老頂分層厚度小于5?6m,初次來壓步距為20?30m,或更大

一些。

③采煤工作面中，當(dāng)支柱的初撐力較低時(shí)，老頂斷裂在煤壁之內(nèi)。當(dāng)工作

面推進(jìn)到老頂斷裂線附近時(shí)，頂板