煤礦頂板事故預(yù)防及應(yīng)急處置知識(shí)培訓(xùn)課件(2022修改版)VIP

煤礦頂板事故預(yù)防及應(yīng)急處置知識(shí)培訓(xùn)匯報(bào)人：技術(shù)科時(shí)間：2023年9月4日前

言《煤礦安全規(guī)程》（2022版）第十二條

煤礦必須編制年度災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃，并根據(jù)具體情況及時(shí)修改。災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃由礦長(zhǎng)組織實(shí)施。第十九條

煤礦發(fā)生事故后，煤礦企業(yè)主要負(fù)責(zé)人和技術(shù)負(fù)責(zé)人必須立即采取措施組織搶救，礦長(zhǎng)負(fù)責(zé)搶救指揮，并有關(guān)規(guī)定及時(shí)上報(bào)。《山西省煤礦頂板安全管理規(guī)定》（晉應(yīng)急發(fā)〔2019〕299號(hào)）對(duì)頂板管理要求如下：第三條煤礦主要負(fù)責(zé)人（含法定代表人、實(shí)際控制人）是本單位頂板安全管理工作的第一責(zé)任人，對(duì)頂板管理工作負(fù)總責(zé)，負(fù)責(zé)建立健全頂板管理機(jī)構(gòu)、配備相應(yīng)的管理人員、制定頂板管理制度和頂板管理年度計(jì)劃；分管副礦長(zhǎng)、總工程師具體負(fù)責(zé)本單位頂板管理、技術(shù)管理工作。第七條煤礦編制的年度災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃必須包含頂板管理內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)際變化情況及時(shí)修改，災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃由煤礦主要負(fù)責(zé)人組織實(shí)施。第八條煤礦必須對(duì)從業(yè)人員進(jìn)行頂板災(zāi)害預(yù)防和應(yīng)急處理知識(shí)及方法的安全教育和培訓(xùn)，培訓(xùn)不合格的，不得上崗作業(yè)。第十一條煤礦發(fā)生頂板事故后，煤礦相關(guān)負(fù)責(zé)人必須立即采取措施組織搶救，并按有關(guān)規(guī)定及時(shí)上報(bào)。根據(jù)以上要求，作者整理了有關(guān)頂板事故預(yù)防及應(yīng)急處置知識(shí)相關(guān)方面的資料，精心編輯了本課件。本課件可用于頂板事故預(yù)防及應(yīng)急處置知識(shí)教育培訓(xùn)。目

錄01頂板基本知識(shí)02頂板事故類型03頂板事故預(yù)兆04頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因05頂板事故防治措施06頂板事故應(yīng)急處置PART01煤層頂板和底板基本概念礦山壓力概述頂板基本知識(shí)頂板基本知識(shí)煤層頂板和底板基本概念一、頂板根據(jù)頂板自然層位的巖性、厚度、與煤層的相對(duì)位置及垮落難易程度，可分為偽頂、直接頂和基本頂（又稱老頂）。偽頂是指直接位于煤層之上，隨采隨落的極不穩(wěn)定巖層，厚度一般在0.5m以下。偽頂通常由炭質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)頁(yè)巖等強(qiáng)度較低的巖層組成，對(duì)頂板維護(hù)和煤炭質(zhì)量有一定影響。直接頂是指位于煤層或偽頂之上，具有一定穩(wěn)定性，在支架前移或回柱后能自行冒落的煤層。直接頂一般為頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖和粉砂巖等，是采煤工作面頂板管理的直接對(duì)象。基本頂是指位于直接頂或煤塵之上，通常厚度和巖石強(qiáng)度較大，難以垮落的巖層。基本頂常由砂巖、礫巖或石灰?guī)r等組成。頂板基本知識(shí)二、底板底板可分為直接底和基本底（又稱老底）。直接底是指直接位于煤層之下硬度較低的巖層，厚度一般幾十厘米至幾米，一般由泥巖組成。主要特點(diǎn)是遇水易膨脹，引起底鼓現(xiàn)象?；镜资侵肝挥谥苯拥谆蛎簩又碌膸r層，一般由砂巖或石灰?guī)r等堅(jiān)固的巖層組成。煤層頂板和底板基本概念頂板基本知識(shí)一、礦山壓力的基本概念由于采掘活動(dòng)的影響，在采掘空間周?chē)鷰r體上及支護(hù)物上所產(chǎn)生的力統(tǒng)稱為礦山壓力。由于礦山壓力的作用將引起圍巖及支護(hù)物的位移、變形、破壞等一些列的力學(xué)現(xiàn)象稱為礦壓顯現(xiàn)。影響礦山壓力顯現(xiàn)的基本因素有巖石力學(xué)性質(zhì)、開(kāi)采深度、煤層傾角、節(jié)理、裂隙、斷層與褶曲、擠壓與破碎等；巷道位置、開(kāi)采程序、支護(hù)方法、頂板控制方法、工作面推進(jìn)速度、采高與控頂距、上部煤層殘留煤柱等開(kāi)采因素對(duì)礦山壓力顯現(xiàn)也有很大影響。礦山壓力概述頂板基本知識(shí)二、采煤工作面直接頂?shù)某醮慰迓浜屠享數(shù)闹芷趤?lái)壓1、直接頂?shù)某醮慰迓涔ぷ髅孀蚤_(kāi)切眼向前推進(jìn)一段距離后（8～25m），假如沒(méi)有支護(hù)，直接頂懸露達(dá)到一定距離，在其重力的作用下，就要開(kāi)始垮落，稱為工作面直接頂?shù)某醮慰迓?，這時(shí)直接頂?shù)目缇喾Q為初次垮落步距。采煤工作面必須按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。直接頂不能任其自然垮落。當(dāng)工作面推進(jìn)距離達(dá)到初次垮落步距時(shí)，要進(jìn)行初次放頂。采煤工作面初次放頂時(shí)必須制定安全措施，采煤隊(duì)長(zhǎng)要親臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指揮。礦山壓力概述頂板基本知識(shí)二、采煤工作面直接頂?shù)某醮慰迓浜屠享數(shù)闹芷趤?lái)壓2、工作面老頂?shù)闹芷趤?lái)壓隨著采煤工作面的推進(jìn)，在老頂初次來(lái)壓以后，裂隙帶巖層形成的結(jié)構(gòu)，將始終經(jīng)歷“穩(wěn)定—失穩(wěn)—再穩(wěn)定”的變化，這種變化將呈現(xiàn)周而復(fù)始的過(guò)程。由于結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)導(dǎo)致了工作面頂板的來(lái)壓。這種來(lái)壓也將隨著工作面的推進(jìn)而呈周期性的出現(xiàn)。因此，由于裂隙帶巖層周期性失穩(wěn)而引起的頂板來(lái)壓現(xiàn)象稱為工作面頂板的周期來(lái)壓。周期來(lái)壓的主要表現(xiàn)形式是：頂板下沉速度急劇增加，頂板的下沉量變大，支柱所受的載荷普遍增加，有時(shí)還可能引起煤壁片幫、支柱折損、頂板發(fā)生臺(tái)階下沉等現(xiàn)象。如果支柱參數(shù)選擇不合理或者單體支柱穩(wěn)定性較差，則可能導(dǎo)致局部冒頂、甚至頂板沿工作面切落等事故。礦山壓力概述頂板基本知識(shí)二、采煤工作面直接頂?shù)某醮慰迓浜屠享數(shù)闹芷趤?lái)壓3、工作面周期來(lái)壓時(shí)的安全措施（1）通過(guò)礦壓觀測(cè)，準(zhǔn)確判斷周期來(lái)壓的時(shí)間和位置，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。（2）做好來(lái)壓前的支護(hù)工作，保證支架的規(guī)格質(zhì)量，保證一定的支護(hù)密度和支架穩(wěn)定性。（3）合理縮小控頂距，以利于工作面維護(hù)。（4）保證直接頂垮落的質(zhì)量。采空區(qū)冒落的矸石可以減輕老頂?shù)膩?lái)壓強(qiáng)度。（5）加強(qiáng)正規(guī)循環(huán)，保持工作面推進(jìn)速度。礦山壓力概述PART02局部冒頂事故大面積切頂事故頂板事故類型頂板事故類型頂板事故是指在井下采掘過(guò)程中，因頂板意外冒落造成的人員傷亡、設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止等事故，一般稱為冒頂。頂板事故常發(fā)生在采煤工作面或掘進(jìn)巷道。按一次冒落的頂板范圍和傷亡人員多少，常見(jiàn)的頂板事故可分為局部冒頂事故和大面積切頂事故。局部冒頂事故是指范圍不大，傷亡人數(shù)不多（1～2人）的冒頂，局部冒頂事故的次數(shù)遠(yuǎn)多于大型冒頂事故，約占70%，總的危害比較大。大面積切頂事故是指范圍較大，傷亡人數(shù)較多（3人以上）的冒頂。頂板事故頂板事故類型2、壓垮型事故。包括向煤壁方向壓垮型事故和向采空區(qū)方向壓垮型事故。這類事故主要是由于垂直于頂?shù)装宸较虻淖饔昧簲唷簭澴枇Σ蛔愕闹Ъ芑驅(qū)⒅Ъ軌喝肟箟簭?qiáng)度低的底板所造成的。由基本頂運(yùn)動(dòng)所造成的垮面事故、按其作用力性質(zhì)和頂板運(yùn)動(dòng)始動(dòng)方向不同可分為以下兩類：（1）沖擊推垮型（砸垮型）事故。這類事故的特點(diǎn)是開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的基本頂首先將其作用力施加于靠近煤壁處已離層的直接頂上，造成煤壁片幫和頂板下切，緊接著高速運(yùn)動(dòng)的基本頂將直接頂推垮。（2）壓垮型事故。這類事故發(fā)生在木支柱支護(hù)的工作面?？煽s性很小的木支柱由于不能抵抗基本頂?shù)膲毫?，在基本頂?shù)南鲁吝^(guò)程中依次被折斷，從而導(dǎo)致剩余支柱的支護(hù)強(qiáng)度不足以平衡直接頂?shù)淖饔昧Χ蝗繅簲?，造成垮面事故。大面積切頂事故PART03局部、大面積冒頂事故預(yù)兆采掘工作面冒頂事故預(yù)兆頂板事故預(yù)兆頂板事故預(yù)兆1、局部冒頂預(yù)兆（1）響聲。巖層下沉斷裂、頂板壓力急劇加大時(shí)，木支架就會(huì)發(fā)出劈裂聲，緊接著出現(xiàn)折梁斷柱現(xiàn)象；金屬支柱的活柱急速下縮，也發(fā)出很大聲響，有時(shí)也能聽(tīng)到采區(qū)內(nèi)頂板發(fā)生斷裂的悶雷聲。（2）掉渣。頂板嚴(yán)重破裂時(shí)，折梁斷柱就要增加，隨后就出現(xiàn)頂板掉渣現(xiàn)象。掉渣越多，說(shuō)明頂板壓力越大。在人工頂板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，工人叫“煤雨”，這就是發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU(xiǎn)信號(hào)。局部、大面積冒頂事故預(yù)兆頂板事故預(yù)兆1、局部冒頂預(yù)兆（3）片幫。冒頂前煤壁所受壓力增加，變得松軟，片幫煤比平時(shí)多。（4）裂縫。頂板的裂縫，一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于采空區(qū)頂板下沉引起的采動(dòng)裂隙。老工人的經(jīng)驗(yàn)是：流水的裂隙有危險(xiǎn)，因?yàn)樗?；縫里有煤泥、水銹的不危險(xiǎn)，因?yàn)樗抢峡p；茬口新的有危險(xiǎn)，因?yàn)樗切律?。如果這種裂縫加深加寬，說(shuō)明頂板繼續(xù)惡化。（5）離層。頂板快要冒落的時(shí)候，往往出現(xiàn)離層現(xiàn)象。局部、大面積冒頂事故預(yù)兆頂板事故預(yù)兆1、局部冒頂預(yù)兆（6）漏頂。破碎的偽頂或直接頂，在大面積冒頂以前，有時(shí)因?yàn)楸稠敳粐?yán)和支架不牢出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。漏頂如不及時(shí)處理，會(huì)使棚頂托空、支架松動(dòng)，頂板巖石繼續(xù)冒落，造成沒(méi)有聲響的大冒頂。（7）瓦斯涌出量突然增大。（8）頂板的淋水明顯增加。局部、大面積冒頂事故預(yù)兆頂板事故預(yù)兆2、大面積冒頂預(yù)兆采煤工作面隨回柱放頂（拉架）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)硬的基本頂要發(fā)生周期來(lái)壓。來(lái)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(guò)程中工作面頂板、煤幫、支架都會(huì)出現(xiàn)基本頂來(lái)壓前的各種預(yù)兆。（1）頂板的預(yù)兆。頂板連續(xù)發(fā)生斷裂聲，這是由于直接頂和基本頂發(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，這是基本頂和上方巖層產(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。頂板的裂隙增加或裂隙張開(kāi)，并產(chǎn)生大量的下沉。局部、大面積冒頂事故預(yù)兆頂板事故預(yù)兆2、大面積冒頂預(yù)兆（2）煤幫的預(yù)兆。冒頂前壓力增大，煤壁受壓后，煤質(zhì)變軟變酥，片幫增多。使用風(fēng)煤鉆打眼時(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(tīng)見(jiàn)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。工作面使用鉸接頂梁時(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。局部、大面積冒頂事故預(yù)兆頂板事故預(yù)兆1、采煤工作面冒頂?shù)念A(yù)兆（1）掉渣，頂板破裂嚴(yán)重。（2）煤體壓酥，煤壁片幫增多。（3）裂縫變大，頂板裂隙增多。（4）發(fā)出響聲，看層下沉斷裂，如木支柱會(huì)發(fā)出的劈裂聲、金屬支柱的活柱急速下縮發(fā)出的響聲；或者采空區(qū)頂板斷裂垮落時(shí)發(fā)出的悶雷聲。（5）頂板出現(xiàn)離層，用“問(wèn)頂”方式試探頂板，如頂板發(fā)出“咚咚”聲，說(shuō)明頂板巖層之間已經(jīng)離層。（6）有淋水的采煤工作面，頂板淋水有明顯增加。（7）在含瓦斯煤層中，瓦斯涌出量突然增大。（8）破碎的偽頂或直接頂有時(shí)會(huì)因背頂不嚴(yán)或支架不牢出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。采掘工作面冒頂事故預(yù)兆頂板事故預(yù)兆2、掘進(jìn)巷道冒頂?shù)念A(yù)兆（1）掉渣、漏頂。破碎的偽頂或直接頂有時(shí)會(huì)因背板不嚴(yán)或支架不牢固出現(xiàn)漏頂，造成空頂、支架松動(dòng)而冒頂。（2）頂板有裂縫，裂縫迅速變寬、增多。（3）頂板發(fā)出響聲。頂板壓力急劇加大時(shí)，頂板巖層下沉，頂板內(nèi)有巖層斷裂的聲響；另外，木質(zhì)支架或木板也會(huì)因壓彎斷裂而發(fā)出響聲。（4）頂板出現(xiàn)離層，掘進(jìn)面片幫次數(shù)明顯增多。（5）有淋水的巷道頂板淋水量增加。采掘工作面冒頂事故預(yù)兆PART04采煤工作面局部冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因采煤工作面大面積冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因巷道頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因采煤工作面或井下其他工作地點(diǎn)的冒頂事故大多數(shù)屬于局部冒頂事故。工作面發(fā)生局部冒頂?shù)脑蛑饕袃蓚€(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；二是基本頂下沉壓迫直接頂破壞工作面支架造成局部冒頂。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，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。采煤工作面局部冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因2、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(lái)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。采煤工作面局部冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因3、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。隨著采煤工作面的推進(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。4、地質(zhì)破碎帶附近的局部冒頂。地質(zhì)破碎帶附近的頂板裂隙發(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(pán)之間的巖石無(wú)黏結(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工作面或斜交于工作面的斷層時(shí)，在頂板活動(dòng)過(guò)程中，斷層附近破斷巖塊可能順新層面下滑，從而推倒工作面支架，造成局部冒頂。采煤工作面局部冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因1、大面積冒頂事故常發(fā)的地點(diǎn)(1）開(kāi)切眼附近。在這個(gè)區(qū)域頂板上部硬巖基本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使巖石傾斜下滑加大。(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。近幾年來(lái)，在采煤工作面大面積冒頂事故中，“復(fù)合頂板”下推垮型事故比較多，傷亡也較大。所謂復(fù)合頂板總的概念是：煤層頂板由下軟上硬不同巖性的巖層所組成，軟硬巖層間夾有煤線或薄層軟弱巖層，下部軟巖層的厚度一般大于0.5m，而且不大于煤層采高。采煤工作面大面積冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因2、基本頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂發(fā)生的條件與原因(1）發(fā)生壓垮型冒頂事故的一般條件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直接頂上面基本頂分層厚度小于5～6，初次來(lái)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)，基本頂斷裂在煤壁之內(nèi)。當(dāng)工作面推進(jìn)到基本頂斷裂線附近時(shí)，頂板出現(xiàn)臺(tái)階下沉，這時(shí)基本頂巖塊的重量全部由采場(chǎng)支架承擔(dān)。(2）基本頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂事故的成因①垮落帶基本頂巖塊壓壞采煤工作面支架導(dǎo)致冒頂。②垮落帶基本頂巖塊沖擊壓壞采煤工作面支架導(dǎo)致冒頂。由于采煤工作面支架初撐力不足，在基本頂巖塊未明顯運(yùn)動(dòng)之前，直接頂與基本頂已發(fā)生離層；當(dāng)基本頂巖塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，采煤工作面支架要受沖擊載荷作用，支架容易被破壞，從而導(dǎo)致冒頂。綜采工作面如遇基本頂沖擊來(lái)壓，可能將支架壓死、壓壞（立柱液壓缸炸裂、平衡千斤頂拉壞等）或壓入底板，發(fā)生頂板事故。采煤工作面大面積冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因3、厚層難冒頂板大面枳冒頂發(fā)生的條件與原因當(dāng)煤層頂板是整體厚層硬巖頂板（如砂巖、砂礫巖、礫巖等），分層厚度大于5～6m時(shí)，懸露面積可達(dá)幾千平方米、幾萬(wàn)平方米甚至十幾萬(wàn)平方米，這樣大面積的頂板在極短時(shí)間內(nèi)冒落下來(lái)，不僅由于重力的作用會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊破壞力，而且更嚴(yán)重的是會(huì)把已采空間的空氣瞬時(shí)擠出，形成巨大的暴風(fēng)，破壞力極強(qiáng)。關(guān)于厚層難垮頂板大面積切冒的機(jī)理，有兩種解釋：一是頂板大面積懸露后，因彎曲應(yīng)力超過(guò)其強(qiáng)度，導(dǎo)致頂板巖層斷裂，并大面積垮落；二是頂板大面積懸露后，采空區(qū)近邊煤柱上方巖層的剪應(yīng)力超過(guò)其極限強(qiáng)度，導(dǎo)致頂板巖層大面積冒落。4、大面積漏垮型冒頂發(fā)生原因由于煤層傾角較大，直接頂又異常破碎，采場(chǎng)支護(hù)系統(tǒng)中如果某個(gè)地點(diǎn)失效發(fā)生局部漏冒，破碎頂板就有可能從這個(gè)地點(diǎn)開(kāi)始沿工作面往上全部漏空，造成支架失穩(wěn)，導(dǎo)致工作面漏垮型冒頂。采煤工作面大面積冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因3、厚層難冒頂板大面枳冒頂發(fā)生的條件與原因當(dāng)煤層頂板是整體厚層硬巖頂板（如砂巖、砂礫巖、礫巖等），分層厚度大于5～6m時(shí)，懸露面積可達(dá)幾千平方米、幾萬(wàn)平方米甚至十幾萬(wàn)平方米，這樣大面積的頂板在極短時(shí)間內(nèi)冒落下來(lái)，不僅由于重力的作用會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊破壞力，而且更嚴(yán)重的是會(huì)把已采空間的空氣瞬時(shí)擠出，形成巨大的暴風(fēng)，破壞力極強(qiáng)。關(guān)于厚層難垮頂板大面積切冒的機(jī)理，有兩種解釋：一是頂板大面積懸露后，因彎曲應(yīng)力超過(guò)其強(qiáng)度，導(dǎo)致頂板巖層斷裂，并大面積垮落；二是頂板大面積懸露后，采空區(qū)近邊煤柱上方巖層的剪應(yīng)力超過(guò)其極限強(qiáng)度，導(dǎo)致頂板巖層大面積冒落。4、大面積漏垮型冒頂發(fā)生原因由于煤層傾角較大，直接頂又異常破碎，采場(chǎng)支護(hù)系統(tǒng)中如果某個(gè)地點(diǎn)失效發(fā)生局部漏冒，破碎頂板就有可能從這個(gè)地點(diǎn)開(kāi)始沿工作面往上全部漏空，造成支架失穩(wěn)，導(dǎo)致工作面漏垮型冒頂。采煤工作面大面積冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因5、復(fù)合頂板推垮型冒頂特征與機(jī)理推垮型冒頂是指因水平推力作用使工作面支架大量?jī)A斜而造成的冒頂事故。復(fù)合頂板由下軟上硬巖層構(gòu)成，下部軟巖層可能是一個(gè)整層，也可能是由幾個(gè)分層組成的分層組。這里的軟巖層與硬巖層只是個(gè)形象的說(shuō)法，實(shí)際上是指：采動(dòng)后下部巖層或因巖石強(qiáng)度降低，或因分層薄，其撓度比上部巖層大，向下彎曲得多，而上、下部巖層間又沒(méi)有多大的黏結(jié)力，因此下部巖層與上部巖層形成離層。從外表看，似乎下部巖層較軟，上部巖層較硬。(1）復(fù)合頂板的特征：①煤層頂板由下軟上硬不同巖性的巖層組成。②軟、硬巖層間有煤線或薄層軟弱巖層。③下部軟巖層的厚度大于0,5m,小于3.0m。采煤工作面大面積冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因5、復(fù)合頂板推垮型冒頂特征與機(jī)理（2）復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理①支柱的初撐力小，軟硬巖層下沉不同步，軟快而硬慢，從而導(dǎo)致軟巖層與其上部硬層離層。②下位軟巖斷裂出六面體的原因：一是地質(zhì)構(gòu)造，即下位軟巖層中存在原生的斷層、裂隙或尖滅構(gòu)造；二是巷道布置原因，即在工作面開(kāi)采范圍內(nèi)存在沿走向或沿傾斜的舊巷、下沉、斷裂；三是由于支柱初撐力低，導(dǎo)致下位軟巖層斷裂。采煤工作面大面積冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因6、金屬網(wǎng)下推垮型冒頂發(fā)生的原因回采下分層時(shí)，金屬網(wǎng)頂處于下列兩種情況時(shí)，可能發(fā)生推垮型冒頂：（1）當(dāng)上、下分層開(kāi)切眼垂直布置時(shí)，在開(kāi)切眼附近，金屬網(wǎng)上的碎矸石與上部斷裂了的硬巖大塊之間存在一個(gè)空隙。（2）當(dāng)下分層開(kāi)切眼內(nèi)錯(cuò)布置時(shí)，雖然金屬網(wǎng)上的碎矸與上部斷裂了的硬巖大塊之間不存在空隙，但是一般也難以膠結(jié)在一起。金屬網(wǎng)下推垮型冒頂?shù)娜^(guò)程分為兩個(gè)階段：（1）形成網(wǎng)兜階段。這是由工作面內(nèi)某位置支護(hù)失效導(dǎo)致的。如果周?chē)Ъ艿姆€(wěn)定性很好，一般不會(huì)發(fā)展到第二階段，即還不至于發(fā)生冒頂事故。（2）推垮工作面階段。在開(kāi)切眼附近，金屬網(wǎng)碎矸之上有空隙，或者由于支架初撐力小，而使網(wǎng)上碎矸石與上位斷裂的硬巖大塊離層，這就造成網(wǎng)下單體支柱不穩(wěn)定，在網(wǎng)兜沿傾斜推力的作用下，使網(wǎng)兜下方的支柱由迎山變成反山，最終造成推垮型冒頂，這兩個(gè)階段有可能間隔很短時(shí)間。采煤工作面大面積冒頂事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因巷道頂板事故多發(fā)生在掘進(jìn)工作面及巷道交叉點(diǎn)，80％以上的巷道頂板死亡事故發(fā)生在這些地點(diǎn)?？梢?jiàn)，預(yù)防巷道頂板事故，關(guān)注事故多發(fā)地點(diǎn)是十分必要的。當(dāng)巷道圍巖應(yīng)力比較大、圍巖本身又比較軟弱或破碎、支架的支撐力和可縮量又不夠時(shí)，在較大應(yīng)力作用下?？赡軗p壞支架，形成巷道冒頂，導(dǎo)致頂板事故。巷道頂板事故形式多種多樣，發(fā)生的條件也各不同，但它們?cè)谀承┓矫娲嬖谥餐c(diǎn)。根據(jù)這些事故發(fā)生的原因與條件，可以制定出防范頂板事故發(fā)生的相應(yīng)措施。1、巷道交岔處冒頂?shù)脑蛳锏澜徊硖幟绊斒鹿释l(fā)生的巷道開(kāi)岔的時(shí)候，因?yàn)殚_(kāi)岔口需要架設(shè)抬棚替換原巷道棚子的棚腿，如果開(kāi)岔處巷道頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊，并且圍巖正向巷道擠壓，而新支設(shè)棚的強(qiáng)度不夠或穩(wěn)定性不夠，就可能造成冒頂事故。巷道頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因2、掘進(jìn)工作面冒頂事故的原因掘進(jìn)工作面冒頂?shù)脑蛴袃深悾旱谝活愂蔷蜻M(jìn)破巖后，頂部存在將與巖體失去聯(lián)系的巖塊，如果支護(hù)不及時(shí)，該巖塊可能與巖體失去聯(lián)系而冒落。第二類是掘進(jìn)工作面附近已支護(hù)部分的頂部存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊，一旦支護(hù)失效，就會(huì)冒落造成事故。在斷層、褶曲等地質(zhì)構(gòu)造破碎帶掘進(jìn)巷道時(shí)頂部浮石的冒落，在層理裂隙發(fā)育的巖層中掘進(jìn)巷道時(shí)頂板冒落等，都屬于第一類冒頂。因爆破不慎崩倒附近支架而導(dǎo)致的冒頂，因接頂不嚴(yán)實(shí)而導(dǎo)致巖塊砸壞支架的冒頂則屬于第二類冒頂。此外，兩種類型的冒頂可能同時(shí)發(fā)生，如掘進(jìn)工作面無(wú)支護(hù)部分片幫冒頂推倒附近支架，導(dǎo)致更大范圍的冒頂。巷道頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因3、壓挎型冒頂?shù)脑驂嚎逍兔绊斒怯捎谙锏理敯寤驀鷰r施加給支架的壓力過(guò)大，損壞了支架，導(dǎo)致巷道頂部的巖塊冒落，從而形成事故。巷道支架所受力的大小，與圍巖受力后所處的力學(xué)狀態(tài)關(guān)系極大。若圍巖受力后仍處于彈性狀態(tài)，本身承載能力大而且變形小，巷道支架感受不到多大的壓力，當(dāng)然也不會(huì)被損壞。如果圍巖受力后處于塑性狀態(tài)，本身有一定的承載能力但也會(huì)向巷道空間伸展，巷道支架就會(huì)感受較大的壓力、若巷道支架的支撐力或可縮性不足，就可能被壓壞。當(dāng)圍巖受力后呈破碎狀態(tài)，本身無(wú)承載能力，并且大量向巷道空間伸展，這時(shí)巷道支架就會(huì)受到強(qiáng)大的壓力，很難不被損壞。巷道圍巖受力后所處的力學(xué)狀態(tài)，由兩方面因素決定：一是巖體本身的強(qiáng)度以及受到層理裂隙等構(gòu)造破壞的情況；另一個(gè)是所受力的大小。巷道圍巖受力的大小，也有兩方面因素：一是由巷道所處位置決定的自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力；另一個(gè)是由采掘引起的支撐壓力。巷道頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因4、漏垮型冒頂?shù)脑蚵┛逍兔绊斒且驘o(wú)支護(hù)巷道或支護(hù)失效巷道頂部存在游離巖塊，這些巖塊在重力作用下冒落，形成事故。5、推垮型冒頂?shù)脑蛲瓶逍兔绊斒且驗(yàn)橄锏理攷推扑楹?，在其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在平行巷道軸線的分力。如果這部分巷道支架的穩(wěn)定性不夠，可能被推倒而冒頂，從而形成事故。預(yù)防推垮型冒頂?shù)闹饕胧┦翘岣咧Ъ艿姆€(wěn)定性，可以在巷道的支架之間用撐木或拉桿連接固定，增加支架的穩(wěn)定性，以防推倒。在傾斜巷道中架設(shè)支架應(yīng)有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道軸線方向的分力。巷道頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因試探有沒(méi)有冒頂危險(xiǎn)的方法主要有：（1）觀察預(yù)兆法。頂板來(lái)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。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(wú)冒頂?shù)奈ｋU(xiǎn)。（2）木楔探測(cè)法。在工作面頂板（圍巖）的裂縫中打人小木楔，過(guò)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(shuō)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。冒頂?shù)奶綔y(cè)方法頂板事故易發(fā)地點(diǎn)及原因試探有沒(méi)有冒頂危險(xiǎn)的方法主要有：（3）敲幫問(wèn)頂法。這是最常用的方法，其中又分錘擊判斷聲法和振動(dòng)探測(cè)法兩種。前者是用鎬或鐵輥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(wú)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)所采用的探測(cè)方法。具體做法是：用一手手指扶在頂板下面，另一手用鎬、大錘或鐵棍敲打硬板，如果手指感覺(jué)到頂板發(fā)生輕微振動(dòng)，則表明此處頂板已經(jīng)離層或斷裂。采用振動(dòng)探測(cè)法時(shí)人應(yīng)站在支護(hù)完好的安全地點(diǎn)進(jìn)行。（4）儀器探測(cè)法。大面積冒頂可以用微振儀、地音儀和超聲波地層應(yīng)力儀等進(jìn)行預(yù)測(cè)。厚層堅(jiān)硬巖層的破壞過(guò)程，長(zhǎng)的在冒頂前幾十天就出現(xiàn)聲響和其他異?，F(xiàn)象；短的在冒頂前幾天，甚至幾小時(shí)也會(huì)出現(xiàn)預(yù)兆。因此，根據(jù)儀器測(cè)量的結(jié)果，再結(jié)合歷次冒頂預(yù)兆的特征，可以對(duì)大面積冒頂進(jìn)行較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，避免造成災(zāi)害。冒頂?shù)奶綔y(cè)方法PART05采煤工作面冒頂?shù)姆乐尉蜻M(jìn)巷道冒頂事故的防治頂板事故防治措施頂板事故防治措施1、采煤工作面冒頂?shù)念A(yù)防措施（1）及時(shí)支護(hù)懸露頂板，加強(qiáng)“敲幫問(wèn)頂”。（2）炮采時(shí)炮眼布置及裝藥量要合適，避免崩倒支架。（3）盡量使工作面與煤層節(jié)理垂直或斜交以避免片幫，一旦片幫，應(yīng)掏梁窩超前支護(hù)。（4）綜采工作面采用長(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推力，提高支架的初撐力。（5）采煤機(jī)移過(guò)后，及時(shí)伸出伸縮梁，及時(shí)接頂帶壓移架。（6）破碎直接頂范圍較大時(shí)，可注入樹(shù)脂類黏結(jié)劑固化，支護(hù)形式宜采用交錯(cuò)梁直線柱布置，必要時(shí)支設(shè)貼幫柱。綜采工作面宜選用掩護(hù)式液壓自移支架。2、采煤工作面冒頂?shù)奶幚聿擅汗ぷ髅姘l(fā)生冒頂后，要立即查清情況、及時(shí)處理。處理采煤工作面冒頂?shù)某Ｓ梅椒ㄓ刑桨宸?、撞楔法、小巷法和繞道法等。采煤工作面冒頂?shù)姆乐雾敯迨鹿史乐未胧?、掘進(jìn)巷道冒頂事故的預(yù)防措施（1）根據(jù)巖性及有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格控制控頂距，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。（2）嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問(wèn)頂”制度，頂幫必須背嚴(yán)背實(shí)，危石必須挑下，無(wú)法挑下時(shí)要采取臨時(shí)支撐措施。（3）在破碎帶或斜巷掘進(jìn)時(shí)，要縮小支架間距，并用拉撐件把支架連在一起，防止推垮。（4）支護(hù)失效替換支架時(shí)，必須先護(hù)頂，支好新支架，再拆老支架。（5）斜巷維修巷道頂梁時(shí)，必須停止行車(chē)，必要時(shí)制定安全措施。掘進(jìn)巷道冒頂事故的防治頂板事故防治措施2、巷道冒頂事故的處理（1）先加固好冒落部位前后的支架，使用工字鋼支架、U型鋼支架等支護(hù)的，根據(jù)壓力情況加密支架間距。（2）支架要及時(shí)封頂，頂板要背嚴(yán)插實(shí)，防止冒頂范圍擴(kuò)大，可用撞楔法在冒頂區(qū)打入鐵釬或小圓木，用竹笆或板皮背嚴(yán)。（3）清理冒落的煤矸，在無(wú)冒落危險(xiǎn)情況下，盡快架好冒落部位的支架。（4）排好護(hù)頂木垛。掘進(jìn)巷道冒頂事故的防治PART06獨(dú)頭巷道冒頂被堵人員的避災(zāi)自救措施對(duì)冒頂埋壓人員現(xiàn)場(chǎng)急救頂板事故應(yīng)急處置采煤工作面冒頂時(shí)的應(yīng)急處置頂板事故應(yīng)急處置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(shí)又難以采取措施防止采煤工作面頂板冒頂時(shí)，最好的避災(zāi)措施是迅