煤礦頂板災(zāi)害及防講座課件

1、煤礦頂板災(zāi)害及防講座,1,煤礦頂板災(zāi)害及防治,云南煤礦安全技術(shù)中心高家禮,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,2,第一節(jié) 概述,礦井開(kāi)采過(guò)程的采、掘、維修工作面或者是在已掘成的巷道、采空區(qū)等所發(fā)生的冒頂、片幫、掉矸等人身傷亡和非生產(chǎn)事故，統(tǒng)稱(chēng)頂板事故。 與礦井瓦斯、礦塵、火災(zāi)、水災(zāi)一起構(gòu)成了煤礦通常所說(shuō)的“五大自然災(zāi)害”；頂板事故是煤礦中最容易發(fā)生的事故，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)煤礦頂板事故起數(shù)和死亡人數(shù)，分別占煤礦事故總起數(shù)和死亡人數(shù)的50%、40%，80%的頂板事故發(fā)生在回采工作面。因此，認(rèn)真分析、研究頂板事故的原因及防治措施具有重要意義,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,3,一、礦山壓力,地下巖體在采動(dòng)前，由于自重

2、的作用在其內(nèi)部引起的應(yīng)力，通常稱(chēng)為原巖應(yīng)力。開(kāi)采前的巖體處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，所以原巖體處于應(yīng)力平衡狀態(tài)。 井下采掘活動(dòng)破壞了原巖應(yīng)力的平衡狀態(tài)，引起巖體內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，在重新分布過(guò)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。這種由于進(jìn)行采掘活動(dòng)而在采掘空間周?chē)鷰r體中及支護(hù)物上產(chǎn)生的壓力叫礦山壓力，簡(jiǎn)稱(chēng)礦壓,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,4,二、礦山壓力顯現(xiàn),在礦山壓力作用下，圍巖及支護(hù)物會(huì)產(chǎn)生一系列現(xiàn)象，如頂板下沉、冒頂、片幫、底臌、煤與瓦斯突出、沖擊地壓，支架壓縮、變形、折斷，地表發(fā)生移動(dòng)、塌陷等。這種在礦山壓力作用下圍巖和支護(hù)物上產(chǎn)生的一系列力學(xué)現(xiàn)象叫礦山壓力顯現(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)礦壓

3、顯現(xiàn),礦山壓力,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,5,三、巷道圍巖的應(yīng)力分布,巷道開(kāi)掘后，頂板巖石就暴露出來(lái)，如不進(jìn)行支護(hù)，巷道頂板巖層便失去支撐，產(chǎn)生拉應(yīng)力 。導(dǎo)致原來(lái)的整體頂板巖石破壞、冒落。與此同時(shí)，上部又產(chǎn)生裂縫，這些裂縫又逐漸擴(kuò)大，最后冒落。 直到巷道形成類(lèi)似拱的形狀以后，頂板巖石才處于穩(wěn)定狀態(tài)。這樣形成的拱叫做自然平衡拱,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,6,巷道圍巖的應(yīng)力分布,原始應(yīng)力區(qū)；支承壓力區(qū)；卸壓區(qū) 1自然平衡拱；2、巖壁剛露出時(shí)的支承壓力；3支承壓力向深部轉(zhuǎn)移； K應(yīng)力集中系數(shù),煤礦頂板災(zāi)害及防講座,7,四、斜巷地壓,在平巷里，頂壓的方向是重力線方向，是垂直于巷道的頂板的。 在傾斜巷道頂壓分解

4、為兩個(gè)方向的壓力，一個(gè)是垂直于頂板的垂地壓力(N)，另一個(gè)是平行于頂板的傾斜壓力，即下推力(H,斜巷底板巖石重力分布： Q-重力； H-下滑力； N-對(duì)底板壓力,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,8,斜巷架設(shè)支架要求,斜巷的支架既要承受垂直壓力，又要承受下推力。因此，斜巷的支架就不能按垂直于巷道頂、底板方向去架設(shè)，而必須向上迎一個(gè)角度，我們把棚腿中心線與頂?shù)装宕咕€之間的夾角，叫做迎山角。支架迎山角是為了克服下推力，防止支架向下傾倒的措施之一。 支架的迎山角()是按照巷道傾角()來(lái)計(jì)算的，一般迎 山角等于傾角的1618，即=(1618)口，例如巷道傾角為30，則迎山角為54。迎山角過(guò)大、過(guò)小都會(huì)降低支架的支

5、撐能力，迎山角過(guò)大叫過(guò)山，迎山角給反了叫退山，都是不允許的,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,9,頂板分類(lèi),煤層的頂板按其與煤層的相對(duì)位置不同以及垮落的難易程度不同，分為偽頂、直接頂、老頂,定板分類(lèi),煤礦頂板災(zāi)害及防講座,10,第二節(jié) 頂板事故的分類(lèi),頂板事故按力源分為漏 垮型、壓垮型、推垮型。 漏垮型冒頂：（圖 1） 主要由破碎、游離巖石漏冒造成：常發(fā)生在靠煤壁附近的局部冒頂、工作面上下出口的局部冒頂、 地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂、放頂線及其附近的局部冒頂,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,11,壓垮型冒頂,老頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型、難冒落的大面積直接頂離層重力導(dǎo)致的壓垮型冒頂（圖 2,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,12,推垮型冒

6、頂,推垮型冒頂包括： 復(fù)合頂板推垮型冒頂（圖 3） 大塊游離頂板離層旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂（圖 4） 采空區(qū)冒矸沖入采場(chǎng)的推垮型冒頂（圖 5,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,13,圖3復(fù)合頂板沖入采場(chǎng)推倒支柱,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,14,圖4 沖擊推垮型冒頂之一,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,15,圖5 沖擊推垮型冒頂之二,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,16,第三節(jié)回采工作面頂板災(zāi)害防治,一、對(duì)采場(chǎng)支架的基本要求 回采工作面支架應(yīng)具備的基本性能應(yīng)該有支、護(hù)、穩(wěn)三個(gè)方面。即采場(chǎng)支架對(duì)頂板應(yīng)支得起、護(hù)得好、穩(wěn)得住,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,17,二、回采工作面頂板管理,頂板管理概括工作面、端頭、支護(hù)材料的選型、支護(hù)排距、柱距、采空區(qū)的

7、頂板管理,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,18,工作面頂板支護(hù)控頂距,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,19,工作面幾種特殊支護(hù),煤礦頂板災(zāi)害及防講座,20,3、采空區(qū)頂板,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,21,一、局部冒頂事故的成因及防治措施,局部冒頂實(shí)質(zhì)上是控制區(qū)內(nèi)已破碎的直接頂失去有效的支護(hù)而造成的。常發(fā)生地點(diǎn)： （一）靠近煤壁的局部冒頂； （二）上下出口的局部冒頂； （三）放頂線附近的局部冒頂； （四）地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,22,一） 、靠近煤壁的局部冒頂,這類(lèi)事故的發(fā)生是由于采煤過(guò)程中，裸露的破碎頂板得不到及時(shí)支護(hù)，或支護(hù)不當(dāng)，支護(hù)質(zhì)量不好造成的。 一）直接頂破碎的原因 由于原生構(gòu)造及采動(dòng)

8、等原因，在一些煤層的直接頂中，存在著許多原生裂隙，在采煤或爆破落煤后，如果得不到及時(shí)支護(hù)或支柱打得不緊。這類(lèi)游離巖塊受采動(dòng)影響后，就會(huì)逐漸脫離巖體，無(wú)約束的自由下移、冒落，以致造成局部冒頂事故。 當(dāng)采用爆破法采煤時(shí)，如果炮眼布置不恬當(dāng)或裝藥量過(guò)多，也可能在放炮時(shí)崩倒支架導(dǎo)致局部頂板事故。 此外，當(dāng)老頂來(lái)壓時(shí)，煤壁附近的直接頂可能破碎，如果煤層本身強(qiáng)度較底，則容易片幫，從而擴(kuò)大了無(wú)支護(hù)空間。也會(huì)造成局部冒頂,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,23,二) 防治措施,1、采取正確的支護(hù)辦法。對(duì)采煤后露出的頂板要采用及時(shí)支護(hù)、超前支護(hù)。在加設(shè)支架前，必須敲幫問(wèn)頂，以防巖塊掉落傷人。同時(shí)支柱要有足夠的初撐力，支得穩(wěn)

9、，抗得住，力求控制裂隙的發(fā)展，巖塊的移動(dòng)、滑落。 2、防止放炮崩倒棚子。放炮時(shí)，炮眼布置及裝藥量要適度、合理，采用小范圍放炮方式，盡量避免崩倒支架；支柱的質(zhì)量牢固有勁，不準(zhǔn)打在浮煤浮矸上。 3、對(duì)易片幫的煤層，支柱應(yīng)盡量貼近煤幫,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,24,二）、上下出口的局部冒頂,一）上下出口冒頂?shù)脑?1、上下出口位于采煤工作面與順槽的交結(jié)處，控頂范圍比較大，加之應(yīng)力迭加，掘進(jìn)順槽時(shí)由于巷道支護(hù)初撐力一般都很小，很難控制直接頂不下沉、不松動(dòng)、不破碎。 2、在上下出口處經(jīng)常要進(jìn)行工作面輸送機(jī)頭，機(jī)尾的拆卸工作，這時(shí)難免要替換原來(lái)的支護(hù)，有時(shí)還要碰到替換棚子，就在老柱拆下或碰倒而新支柱未支上時(shí)

10、，已破碎的直接頂可能局部冒落而造成事故。 3、工作面不斷前移，往往要用工作面支護(hù)替換原來(lái)巷道的支護(hù)，出口處始終處于反復(fù)支撐狀態(tài)，在一拆一支間隙中，已破碎的直接頂也可能局部冒落。 4、上下出口處的支護(hù)還受到老頂來(lái)壓的影響，直接頂施給支柱的不僅是垂直壓力，還有側(cè)壓力，可能推倒部分支柱而造成局部冒頂。 5、順槽和工作面連接處有時(shí)會(huì)在頂板和底板出現(xiàn)臺(tái)階下沉，使得此處難以支護(hù)，造成局部冒頂事故,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,25,二）防治措施,1、合理布置順槽，盡可能將順槽布置在受地質(zhì)影響比較小的地段； 2、合理設(shè)計(jì)順槽斷面，順槽斷面盡量不破壞頂板，不留頂煤，保持巷道頂板的完整性； 3、適當(dāng)加大工作面上下出口的

11、支護(hù)密度，增加特殊支架，可在機(jī)頭機(jī)尾處使用抬棚支護(hù)，每對(duì)臺(tái)棚隨機(jī)頭機(jī)尾的推移逐步前移支護(hù)；在工作面與巷道相連處，宜用一對(duì)抬棚逐步前移，托住原巷道直接的棚架。 4、支架系統(tǒng)必須具有一定的側(cè)抗力，以防老頂來(lái)壓時(shí)推倒支架。推廣使用“十字”鉸接頂梁端頭支架來(lái)提高支架的穩(wěn)定性是防止上下出口局部冒頂比較理想的措施,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,26,三）、放頂線附近的局部冒頂,一）冒頂原因 這類(lèi)事故的原因： 1、是回柱操作不合理，由于先回“吃勁”的柱子時(shí)，引起周?chē)扑轫敯宓拿奥洹；刂鳂I(yè)人員來(lái)不及退到安全地點(diǎn)，就可能被砸著而造成事故； 2、是當(dāng)頂板中存在由斷層、裂隙、層理等切割而成的大塊游離巖塊時(shí)，回柱后游離巖塊

12、就會(huì)旋轉(zhuǎn)，從而推倒支架導(dǎo)致冒頂；,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,27,二）防治措施,1、正確的回柱方法，防止頂板壓力向局部支柱集中，造成局部頂板破碎及回柱工作的困難。 2、為保證人工回拆吃勁的柱子及分段回拆最后一棵柱子時(shí)的安全，如果工作面用的摩擦支柱，可以在這些柱子的上下多支一棵木支柱作替柱，然后回拆金屬支柱，最后用鉸車(chē)回木替柱。如果工作面用的是木支柱，直接用鉸車(chē)回柱就可以了。 3、為防止直接頂中大塊游離巖塊時(shí)在回柱時(shí)旋轉(zhuǎn)推倒采場(chǎng)支架的冒頂事故，應(yīng)采取下列措施： 第一，加強(qiáng)地質(zhì)及觀察工作，搞清楚大石塊的位置及尺寸； 第二，在大石塊范圍內(nèi)用木垛等辦法加強(qiáng)支護(hù)； 第三，當(dāng)大巖塊沿走向的尺寸超過(guò)一次放頂距時(shí)

13、，在大石塊的局部范圍要延長(zhǎng)控頂距； 第四，如果工作面使用的是單體金屬支柱，采用木支柱替換金屬支柱； 第五，待大巖塊全部都處在放頂線以外的采空區(qū)時(shí)再用鉸車(chē)回木支柱,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,28,四）、地質(zhì)破壞帶附近的局部冒頂,一）冒頂原因 1、客觀原因 (1)采煤過(guò)程中因圍巖應(yīng)力重新分布、采煤方法選擇不當(dāng)和巷道布置位置不合理，所需支承壓力大于支護(hù)的支撐力，從而造成頂板垮落冒頂事故。 (2) 作業(yè)規(guī)程不能適用于突然出現(xiàn)的地質(zhì)構(gòu)造，如采煤工作面出現(xiàn)小斷層，工作中沒(méi)注意分析與觀察，采取通常的支護(hù)方法往往發(fā)生冒頂事故。 2、主觀原因 (1)采掘工作規(guī)格質(zhì)量低劣。作業(yè)時(shí)不堅(jiān)持敲幫問(wèn)頂，發(fā)現(xiàn)隱患不及時(shí)排除；控

14、頂距離掌握不當(dāng)；空頂作業(yè)；違章放炮；冒險(xiǎn)回柱作業(yè)。 (2)管理不善。煤礦生產(chǎn)管理不同于其他行業(yè)，井下生產(chǎn)條件隨時(shí)有所變化，生產(chǎn)管理者不深入現(xiàn)場(chǎng)，不帶班作業(yè)，不嚴(yán)格按三大規(guī)程辦事，盲目開(kāi)采、違章指揮、紀(jì)律松弛等，常常會(huì)造成事故 二) 防治措施 1、首先要求支護(hù)完整，不致出現(xiàn)頂板局部漏洞；若出現(xiàn)局部漏洞，立即加以堵塞，以防其進(jìn)一步擴(kuò)大； 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,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,29,二、冒頂預(yù)兆,1、頂板破裂嚴(yán)重時(shí)，出現(xiàn)頂板掉渣。掉渣越多，說(shuō)明頂板壓力越大。 2、煤體壓酥，片幫煤增多。 3、發(fā)出響聲，巖層下沉斷裂。頂板壓力急劇增大時(shí)，木支柱

15、會(huì)發(fā)出劈裂聲，出現(xiàn)折梁斷柱現(xiàn)象；金屬支柱的活柱急速下縮，也發(fā)出很大響聲；鉸接預(yù)梁的楔子被擠；底板松軟時(shí)，支柱鉆底嚴(yán)重；有時(shí)能聽(tīng)到采空區(qū)頂板斷裂垮落時(shí)發(fā)出的悶雷聲 4、裂縫變大，頂板裂隙增多。 5、有淋水的采面，頂板淋水有明顯增加。 6、頂板出現(xiàn)離層，用“問(wèn)頂”方式試探頂板。例如，頂板發(fā)出“咚咚”聲，說(shuō)明頂板巖層之間已經(jīng)離層。 7、在含瓦斯煤層中，瓦斯涌出量會(huì)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)或不牢出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。漏頂后，會(huì)造成支架托空而出現(xiàn)松動(dòng)，引發(fā)冒頂,冒頂頂板預(yù)兆,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,30,三、堅(jiān)硬頂板壓垮型冒頂防治,堅(jiān)硬頂板壓垮型冒頂是指采空區(qū)內(nèi)大面積懸露的堅(jiān)硬頂板在短時(shí)

16、間內(nèi)突然塌落，將工作面壓垮而造成的大型頂板事故。 堅(jiān)硬頂板壓垮型冒頂事故的預(yù)防措施是：改變頂板巖層的物理力學(xué)性質(zhì)及減小頂板懸露面積，加強(qiáng)工作面支護(hù),煤礦頂板災(zāi)害及防講座,31,1)頂板高壓注水。從工作面平巷向頂板打深孔，進(jìn)行高壓注水。通過(guò)頂板注水可以弱化頂板和擴(kuò)大巖體中的裂隙及弱面，使頂板巖石強(qiáng)度顯著降低。 (2)強(qiáng)制放頂。采用爆破方法人為地將頂板切斷，控制頂板懸露和冒落面積，減弱頂板冒落時(shí)對(duì)工作面產(chǎn)生的沖擊力，爆破時(shí)主要在工作面內(nèi)向放頂線處進(jìn)行鉆孔。 (3)加強(qiáng)支護(hù)。在工作面加打木垛、抬棚、戧柱等特殊支護(hù)，加密支柱等，或選擇工作阻力大的液壓自移支架,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,32,四、復(fù)合頂板推

17、垮型冒頂防治 所謂復(fù)合頂板就是由下軟上硬多層巖石組成的頂板。在工作面開(kāi)采過(guò)程中，由于下部軟巖下沉，與上部硬巖離層，支架處于失穩(wěn)狀態(tài)。一旦遇有外力作用，工作面支架因水平方向的推力而發(fā)生傾倒，造成推垮型冒頂事故,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,33,復(fù)合頂板推垮型冒頂事故的預(yù)防措施是： (1)在工作面上下平巷掘進(jìn)時(shí)不要破壞其復(fù)合頂板，應(yīng)托偽頂施工。 (2)工作面初次推采時(shí)不要向采空區(qū)側(cè)前進(jìn)。 (3)避免上下平巷與工作面斜交形成三角形。 (4)嚴(yán)禁仰斜開(kāi)采。 (5)提高支柱的初撐力。 (6)用拉鉤器將工作面支架上下連成一體。 (7)靈活地應(yīng)用戧柱或抬棚，使它們迎著頂板巖層可能推移的方向支設(shè),煤礦頂板災(zāi)害及防講

18、座,34,五、大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂,一）冒頂原因 當(dāng)煤層頂板存在由斷層、裂隙、層理或薄弱巖層切割成大塊游離頂板時(shí)，這個(gè)游離頂板可能旋轉(zhuǎn)而下，把工作面支柱向煤壁推倒，造成推垮型冒頂事故。 （二）防治措施 1、加強(qiáng)地質(zhì)及觀察工作，準(zhǔn)確分析頂板破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及地質(zhì)變化情況，判斷游離頂板的范圍。 2、在游離頂板范圍內(nèi)加強(qiáng)支護(hù)，不要進(jìn)行回柱作業(yè)，特別要注意放炮震動(dòng)的影響。 3、如果工作面使用的是金屬支柱，要用木支架代替金屬支架。 4、待游離頂板全部都處在放頂線以外的采空區(qū)時(shí)，再用鉸車(chē)回柱,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,35,六、采空區(qū)冒矸沖入采場(chǎng)的推垮型冒頂,一）冒頂原因 在煤層上直接是石灰?guī)r等較

19、硬巖層，當(dāng)其大塊在采場(chǎng)區(qū)垮落時(shí)，可能順著已垮落的矸石堆沖入采場(chǎng)，推倒支架，（從根部推倒采場(chǎng)支柱而不是從頂板），從而導(dǎo)致推垮型冒頂。 （二）防治措施 1、用挑頂?shù)绒k法使采空區(qū)小塊冒矸超過(guò)采高，從而使大塊冒矸無(wú)法沖入采場(chǎng)。 2、用切頂敦柱或特種支護(hù)切斷頂板，一方面減少冒矸面積，一方面阻擋冒矸使其不能沖入采場(chǎng),煤礦頂板災(zāi)害及防講座,36,七、急傾斜煤層頂板事故,急傾斜煤層頂板事故的防治措施 1、預(yù)測(cè)回采工作面圍巖動(dòng)態(tài) 2、確定合理的支護(hù)強(qiáng)度 3、加強(qiáng)工作面支護(hù)的穩(wěn)定性，防止底板滑移,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,37,第四節(jié)掘進(jìn)工作面頂板災(zāi)害防治,巷道頂板事故的分類(lèi) 巷道頂板事故按事故發(fā)生的地點(diǎn)分為為兩大類(lèi)

20、： 掘進(jìn)工作面冒頂事故； 巷道交岔處的冒頂事故,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,38,一、巷道頂板災(zāi)害防治 1、掘進(jìn)工作面迎頭冒頂事故的原因 掘進(jìn)工作面迎頭支架架設(shè)時(shí)間短，未來(lái)壓上勁，容易被放炮崩倒；人員作業(yè)經(jīng)常在空頂條件下進(jìn)行；同時(shí)受到地質(zhì)構(gòu)造變化影響，所以掘進(jìn)迎頭冒頂事故較多,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,39,1)根據(jù)掘進(jìn)工作面頂板巖石性質(zhì)，嚴(yán)格控制空頂距，堅(jiān)持使用超前支護(hù)。 (2)嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問(wèn)頂。 (3)在地質(zhì)破碎帶或?qū)永砹严栋l(fā)育區(qū)等壓力較大處要縮小棚距。 (4)合理布置炮眼和裝藥量，以防崩倒支架或崩冒頂板。 (5)在掘進(jìn)迎頭往后10m范圍內(nèi)采用金屬拉桿或木拉條把棚子連成一體，必要時(shí)還須打中柱以抵抗頂

21、板突然來(lái)壓和放炮沖擊,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,40,2、巷道交又處冒頂事故的原因及預(yù)防措施 巷道交叉處控頂面積大，支護(hù)復(fù)雜，是預(yù)防巷道冒頂?shù)闹攸c(diǎn)部位。 (1)開(kāi)岔口應(yīng)盡量避開(kāi)原來(lái)巷道冒頂范圍、廢棄巷道和硐室。 (2)必須在開(kāi)口抬棚支設(shè)穩(wěn)定后，再拆除原巷道棚腿。 (3)注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證其強(qiáng)度。 (4)當(dāng)開(kāi)口處圍巖尖角被壓壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)抬棚穩(wěn)定性措施。 (5)抬棚上頂空洞必須堵塞嚴(yán)實(shí)，空洞高度較大時(shí)須用木垛接頂。在碼木垛時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)站在安全地點(diǎn)，并設(shè)專(zhuān)人觀看,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,41,3、錨桿支護(hù)巷道冒頂事故的預(yù)防措施 錨桿支護(hù)巷道發(fā)生冒頂事故，除地質(zhì)因素外，主要是由于錨

22、桿支護(hù)系統(tǒng)的錨固力不足所造成的。提高錨桿的錨固力的措施有： （1）合理選擇錨桿間、排距。 （2）科學(xué)選擇錨桿支護(hù)材料。 （3）提高錨桿支護(hù)施工質(zhì)量,冒頂事故的預(yù)防,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,42,二、巷道支護(hù) 木材 金屬材料 支護(hù)材料石材 鋼筋混凝土 水泥砂漿,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,43,各類(lèi)支護(hù)材料的特點(diǎn),木材支護(hù) 優(yōu)點(diǎn)：重量輕、加工容易、可報(bào)警。 缺點(diǎn)：易燃、易腐、回收復(fù)用率低、維護(hù)費(fèi)用高。 金屬材料 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度大、使用年限長(zhǎng)、可多次復(fù)用、體積小、不怕燃燒及加工、安裝、修復(fù)都比較方便。 缺點(diǎn)：初期投資大、 石材 優(yōu)點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度高 缺點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度低,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,44,巷道掘進(jìn)及支護(hù)形式

23、,木棚子 棚式支護(hù)金屬棚子 鋼筋混凝土棚子 支護(hù)形式拱形砌碹支護(hù) 錨桿支護(hù) 錨噴支護(hù)噴漿支護(hù) 噴射混凝土支護(hù),煤礦頂板災(zāi)害及防講座,45,錨噴支護(hù)是錨桿支護(hù)、噴漿支護(hù)和噴射混凝土支護(hù)的總稱(chēng)?？蓡我皇褂?，亦可聯(lián)合使用。 錨桿單一支護(hù) 噴漿或噴射混凝土單一支護(hù) 錨噴類(lèi)型錨桿、噴射混凝土或噴漿聯(lián)合 噴射混凝土、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù) 錨桿、金屬網(wǎng)、噴射混凝土聯(lián)合,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,46,錨桿支護(hù)作用的原理 （1）懸吊作用。在層狀巖層中，錨桿將下部不穩(wěn)定的巖層懸吊在上部穩(wěn)固的巖層上，錨桿所受的拉力來(lái)自被懸吊的巖層所受重力，如圖48所示。 (2)組合梁作用。在沒(méi)有穩(wěn)固巖層的薄層狀巖層中，錨桿將薄層巖石錨周成

24、一個(gè)巖石板梁提高頂板的承載能力，決定組合,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,47,3)擠壓加固作用。在塊狀圍巖中，錨桿可將巷道周?chē)奈Ｊ舜藬D緊，對(duì)巖石起到擠壓加固作用。在圍巖周邊一定厚度的范圍內(nèi)形成一個(gè)不僅能維持自身穩(wěn)定，而且能阻止其上部圍巖松動(dòng)和變形的加固拱，從而能保持巷道的穩(wěn)定性，。如圖410。 (4)減小跨度作用。巷道頂板打上錨桿，柑當(dāng)于在該處打上點(diǎn)柱把巷道頂板巖石懸露的跨度縮小了，從而提高了頂板巖層的抗彎曲能力，如圖411所示,擠壓加固作用 減小跨度作用,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,48,第五節(jié)巷道維修的一般原則,先外后里 先外后里是指檢查待處理地點(diǎn)前后米范圍內(nèi)支架的完整情況，有問(wèn)題先處理，必要時(shí)可采

25、取臨時(shí)加固措施，以提高后路和外圍支架的支護(hù)能力和穩(wěn)定性，確保后路暢通。 對(duì)一段范圍巷道維修時(shí),也必須堅(jiān)持先外后里的原則，由外向里逐漸向前維修，直至該段范圍全部維修好，禁止在沒(méi)有安全山出口的情況下處理,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,49,第五節(jié)巷道維修的一般原則,先支后拆 先支后拆是指更換巷道支護(hù)時(shí)，在拆除原有支護(hù)前，應(yīng)先加固臨時(shí)支護(hù)，拆除原有支護(hù)后，必須及時(shí)除掉頂幫活矸和架設(shè)永久支護(hù)，必要時(shí)還需采取臨時(shí)支護(hù)措施,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,50,第五節(jié)巷道維修的一般原則,先上后下 先上后下是指傾斜巷道維修支架時(shí)應(yīng)由上而下進(jìn)行，尤其當(dāng)傾角超過(guò)度時(shí)，必須防止矸石、物料滾落和支架歪倒的安全措施。 、先近后遠(yuǎn) 先近

26、后遠(yuǎn)是指當(dāng)一條巷道有幾處需要維修支架的地段時(shí)，應(yīng)先處理好距安全出口近的地段。同由此向前逐段處理，直到各處巷道維修好,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,51,第五節(jié)巷道維修的一般原則,先頂后幫 先頂后幫是指在處理程序上必須注意先維護(hù)、支撐住頂板，再維護(hù)好兩幫,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,52,巷道維修及冒頂處理的主要方法 、更換棚腿 在要替換的折損棚腿旁，架設(shè)臨時(shí)頂柱，支撐棚梁然后更換已折損的棚腿。 、更換棚梁 在頂板完好的情況下，用撐柱將棚腿固定好，釘上拉條，打上撐木，然后更換棚梁。 當(dāng)頂板較為破碎時(shí)，還應(yīng)從鄰近完好支架的頂梁處，向已折斷的頂梁上斜交打入撞楔，在撞楔的掩護(hù)下更換棚梁,第五節(jié)巷道維修的一般原則,煤

27、礦頂板災(zāi)害及防講座,53,第五節(jié)巷道維修的一般原則,加固支架 對(duì)于失修不嚴(yán)重，不影響安全使用的巷道，可采用加固的辦法進(jìn)行維修，方法有打中柱、架套棚、支抬棚等。 、改用砌碹支護(hù) 當(dāng)失修巷道冒落很高、片幫嚴(yán)重，使用架棚修復(fù)有困難時(shí)，可改用砌碹支護(hù)。也可以墻體砌筑，頂梁采用架設(shè)鋼梁的方式,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,54,第五節(jié)巷道維修的一般原則,下底梁或架設(shè)環(huán)形支架 當(dāng)巷道發(fā)生底臌時(shí)采用下底梁的方式支護(hù)，當(dāng)巷道底臌嚴(yán)重時(shí)，采用架設(shè)環(huán)形支架的方式支護(hù)。 、架木垛 當(dāng)巷道冒落較高，支架上方頂板空隙較大時(shí)，應(yīng)棚梁上方架設(shè)木垛接頂，以防止頂板繼續(xù)冒落。架設(shè)木垛處應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)工作，以吹淡冒高處的瓦斯,煤礦頂板災(zāi)害及

28、防講座,55,第五節(jié)巷道維修的一般原則,套棚維修砌碹巷道 當(dāng)砌碹巷道失修不嚴(yán)重時(shí)，若不影響通風(fēng)與運(yùn)輸安全，可采用在碹體內(nèi)側(cè)架設(shè)木棚或金屬棚的方法來(lái)加固巷道。 、維修錨噴支護(hù)巷道 維修錨支護(hù)巷道主要有三種方法：一是先噴漿后補(bǔ)打錨桿，然后再次噴漿；二是改為砌碹支護(hù)；三是改用棚式支架,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,56,第五節(jié)巷道維修的一般原則,一次成巷修復(fù)法 當(dāng)巷道冒落范圍不大時(shí)，新架設(shè)的支架與原支架斷面基本一致時(shí)，稱(chēng)為成巷修復(fù)法。 、小斷面修復(fù)法 巷道冒落后，當(dāng)需要搶救被堵人員和急于恢復(fù)巷道用于運(yùn)輸、行人和通風(fēng)時(shí)，可先架設(shè)比原巷道支架小的臨時(shí)支架，然后再擴(kuò)大為永久支架，稱(chēng)為小斷面修復(fù)法,煤礦頂板災(zāi)害及防講座,57,第五節(jié)巷道維修的一般原則,繞道法 當(dāng)巷道