第四節(jié)煤礦頂板事故防治

1、.1 煤礦頂板事故防治在煤礦五大自然災(zāi)害中，頂板事故造成的死亡人數(shù)大約占30%。近年來，綜合機(jī)械化采煤工作面的大面積推廣，采煤工作面的頂板事故有所下降，但是掘進(jìn)工作面的頂板事故仍然多發(fā)。特別是在廣大小煤礦，由于支護(hù)設(shè)施的落后，采掘工作面頂板事故仍是造成煤礦死亡事故的主要原因。 .2一、 頂板事故的分類（一）、采煤工作面頂板事故的分類1、按造成冒頂?shù)牧W(xué)原因及動力現(xiàn)象可分為：u壓垮型冒頂. 由于老頂?shù)臄嗔褋韷阂鸬拿绊? 厚層堅(jiān)硬巖層大面積垮落引起的冒頂直接頂冒落導(dǎo)致的冒頂。.3u漏頂型冒頂 采煤工作面上下出口的漏頂。煤壁上方的漏頂。放頂線處的漏頂。地質(zhì)破碎帶處的漏頂。.4復(fù)合頂板條件下的推垮型

2、冒頂分層開采時金屬網(wǎng)假頂下的推垮型冒頂大塊游離頂板的推垮型冒頂。采空區(qū)冒落矸石沖入工作面推垮型冒頂u推垮型冒頂.52、 按冒頂?shù)姆秶郑?）局部冒頂:一次傷亡一次傷亡12人（包括一名重人（包括一名重傷），或傷），或35根支架跨倒。根支架跨倒。冒頂范圍比較小，小到幾塊矸石，大到幾礦車矸石，經(jīng)當(dāng)班處理以后基本不影響正常生產(chǎn)，有時會造成“零打碎敲”的傷亡事故。（2）大面積冒頂（大面積切頂）: 冒頂?shù)姆秶艽?，而且來勢兇猛，由于范圍大又很快，所以人員往往很難撤離，會造成三人以上的死亡事造成三人以上的死亡事故，或大面積切頂，故，或大面積切頂，處理起來非常困難。.6（二）采煤工作面冒頂事故的防治措施1、靠

3、近煤壁處的局部冒頂（1）冒頂?shù)脑颍喉敯迓懵犊枕敳患皶r支護(hù)；地質(zhì)構(gòu)造的影響；爆破引起；老頂來壓引起。（2）防止措施：及時支護(hù)；防止片幫；爆破加強(qiáng)管理。2、出口處的冒頂防治（1）上下出口冒頂?shù)脑颍嚎仨斆娣e大；頂板應(yīng)力疊加；頂板反復(fù)支撐、卸載，受破壞。（2）防治措施：加強(qiáng)支護(hù)；采用特種支架。.73、放頂線處的局部冒頂 （1）冒頂?shù)脑??；厥帐芰ψ畲笾е^程中應(yīng)力轉(zhuǎn)移。（2）防治措施。按操作規(guī)程回柱，特別是對受力最大的最后一至兩根支柱要特別注意，一般應(yīng)先打替柱，以后再回柱，最后回收替柱。4、地質(zhì)破碎帶處的局部冒頂（1）冒頂?shù)脑颍旱刭|(zhì)破碎帶頂板巖石已經(jīng)破碎。（2）防治措施：加強(qiáng)支護(hù)密度、放震動跑。

4、.85、復(fù)合頂板下的推垮型冒頂（1）原因：由于復(fù)合頂板有“下軟上硬”和軟硬巖層間就夾有煤線的特征，巖層下沉?xí)r，由軟巖層面形成離層，下面的硬巖層失去上部巖層的摩擦阻力，所以會向工作面下方推垮，形成冒頂。（2）防治措施： .采掘工作中盡量不破壞復(fù)合頂板，不形成小漏頂。 .增加工作面支架的整體穩(wěn)定性防止推垮事故。 .利用戧柱戧棚木垛等特殊支架支護(hù)。 .在工作面開切眼處布置錨桿，使控頂距內(nèi)的巖層錨固在一起，增加穩(wěn)定性。.96、金屬網(wǎng)假頂下的推垮型冒頂（1）冒頂?shù)脑颍褐ёo(hù)失效，首先形成網(wǎng)兜；由于支柱的初撐力小，剛度小，在碎塊巖石的壓力下支架失穩(wěn)。（2）冒頂?shù)奶攸c(diǎn)事故發(fā)生在初次放頂階段；支柱上受力不大，

5、無支柱的折損現(xiàn)象推垮速度很快，人力無法抵抗；此類事故一般發(fā)生在煤層傾角20度以上，采用金屬摩擦支柱的工作面。（3）、防治措施提高支柱的剛度，增加支柱的穩(wěn)定性。在二分層開采時用內(nèi)錯式布置開切眼，避免網(wǎng)上碎矸石存在空間。，并增加支架的穩(wěn)定性。處放頂過程中一定要把金屬網(wǎng)放到地板。.107、大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂（1）冒頂?shù)脑?頂板由斷層、裂隙、層理或薄弱巖層切割成游離大塊；大塊巖石形成旋轉(zhuǎn)力矩，將支架推倒。（2）冒頂?shù)奶攸c(diǎn) 冒頂發(fā)生在回柱放頂時或放頂以后，游離巖塊的重力大于支撐力，且向采空區(qū)一側(cè)推移。（3）防治措施 判斷游離巖塊的范圍，對游離巖塊加強(qiáng)支護(hù)。采用回柱絞車回柱。 .118、壓垮型冒

6、頂（1）冒頂?shù)脑?直接頂較薄，厚度小于采高的23倍。直接頂出現(xiàn)臺階下沉。（2）防治措施： 加強(qiáng)礦井地質(zhì)工作，摸清直接頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和力學(xué)特征。進(jìn)行礦壓觀測，準(zhǔn)確掌握來壓步距，加強(qiáng)來壓預(yù)報(bào)。合理選擇支護(hù)方式，保證工作面的支護(hù)強(qiáng)度。工作面遇到斷層時要根據(jù)情況回柱放頂。.129、大面積冒頂（1）冒頂?shù)脑?煤層之上是厚而且堅(jiān)硬的砂巖。經(jīng)常大面積懸頂而不冒落，老頂來壓步距達(dá)50m70m。當(dāng)頂板的自身強(qiáng)度承受不了上部巖層和自身的重量時，出現(xiàn)斷裂垮落?；夭蛇^程中遇到斷層或裂隙。柱式采煤工作面煤柱尺寸過小。（2）防治措施 頂板注水軟化。強(qiáng)制放頂。循環(huán)淺孔式爆破放頂。深孔式強(qiáng)制放頂。超前深孔松動爆破。.13（三）

7、掘進(jìn)巷道頂板事故的分類 巷道頂板事故按發(fā)生的地點(diǎn)分為兩類: 掘進(jìn)工作面冒頂事故，巷道交岔處的冒頂事故。1、掘進(jìn)工作面的冒頂事故（1）冒頂?shù)脑蚓蜻M(jìn)工作面破巖以后，頂部巖層失去控制，若不及時支護(hù)，隨時可能冒頂。已支護(hù)的頂部巖石，若支護(hù)失效，可能造成冒頂。.14（2）、防治措施 根據(jù)掘進(jìn)工作面的頂板巖性決定空頂距，當(dāng)頂板巖性破碎、裂隙發(fā)育時應(yīng)緊跟掘進(jìn)支護(hù)。并及時延伸前探梁。嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度；所有危石必須撬下，無法撬下時應(yīng)采取臨時支護(hù)措施，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。在通過地質(zhì)破碎帶時，要縮小棚距，并將各架棚子連鎖。通過破碎帶時要背好頂板，防止漏矸。炮掘工作面要嚴(yán)格控制炮眼裝藥量，防止放炮崩倒棚子。錨桿支護(hù)巷

8、道要注意眼深和錨桿的密度，必要時采用錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。.152、巷道交岔處頂板事故的原因與防治措施（1）冒頂?shù)脑蚪徊睃c(diǎn)處斷面大，巖層松動范圍大，巷道壓力集中是冒頂?shù)闹饕颉＝徊睃c(diǎn)處支護(hù)復(fù)雜，對支架的穩(wěn)定性及支護(hù)強(qiáng)度都要求很高，如果支護(hù)不好則可能發(fā)生冒頂。（2）防治措施開岔口處應(yīng)選擇在巖性好的位置。嚴(yán)格執(zhí)行開口安全措施及操作規(guī)程。注意抬棚的架設(shè)質(zhì)量與規(guī)格，保證有足夠的強(qiáng)度。.161、冒頂?shù)念A(yù)兆（1）聲音方面的預(yù)兆：老頂在斷裂時會發(fā)出鳴炮聲、悶雷聲，在老頂?shù)膲毫ο轮苯禹斔榱?、發(fā)出碎裂聲，支護(hù)設(shè)備受壓時有劈裂聲。（2）直接頂上的預(yù)兆：直接頂在壓力的作用下下沉速度加快、下沉量增大，直接頂裂隙條數(shù)增多、

9、并加寬，出現(xiàn)掉渣、“下矸雨”等現(xiàn)象。（3）支護(hù)設(shè)備上的預(yù)兆：在壓力的作用下，采掘空間的支柱受力增大出現(xiàn)鉆底、活柱下縮速度加快、下縮量加大現(xiàn)象，有時支柱被壓裂、壓折、或者支柱整體向一側(cè)傾斜。（4）煤壁上的預(yù)兆：煤壁在壓力的作用下被壓酥，出現(xiàn)片幫速度加快、片幫量加大的現(xiàn)象。（四）冒頂?shù)念A(yù)兆與防治措施.172、防止冒頂?shù)拇胧?）支架方式要與頂板的巖性相適應(yīng)，不同巖性的頂板要采取不同的支護(hù)方式。（2）采煤以后要及時支護(hù)，特別是對于破碎松軟的頂板，一定要及時支護(hù)，縮短頂板的懸露時間。普采工作面要提前掛梁，綜采工作面要緊跟采煤機(jī)后移架，掘進(jìn)工作面要采用前探梁支護(hù)。（3）普通機(jī)械化采煤在整體推移運(yùn)輸機(jī)時要

10、采取有效的措施，采用邊移運(yùn)輸機(jī)邊去掉臨時住，并緊跟著打固定柱的方法。.18（4）工作面上下出口處要設(shè)有特殊支架。因?yàn)樵谏舷鲁隹谔幙枕斆娣e大、頂板暴露時間長、在超前壓力的作用下頂板下沉量大。另外，在移動機(jī)頭機(jī)尾時，反復(fù)的支撤支柱，對頂板的破壞很大更易冒頂。所以在上下出口處一般都架有抬棚或木垛。（5）炮采工作面防止放炮崩倒棚子。一是炮眼布置必須合理，裝藥量要適當(dāng)；二是支護(hù)質(zhì)量必須合格，要牢固有勁，不能搭在浮煤上；如果放炮崩到棚子，必須及時架設(shè)，不許空頂。.19（6）堅(jiān)持工作面的正規(guī)循環(huán)作業(yè)。堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，可以有效地縮短工作面頂板的懸露時間，從而減小頂板的下沉量。另外，正規(guī)循環(huán)以后工作面支護(hù)整齊

11、有力，不易折斷，使頂板得到有效的控制。（7）堅(jiān)持“敲幫問頂”制度。人員在進(jìn)入工作面以后首先進(jìn)行“敲幫問頂”檢查頂板。對于以經(jīng)離層的頂板要處理下來，處理不下來時，要打點(diǎn)柱支撐，防止冒頂傷人事故的發(fā)生。（8）采用正確的回柱放頂方法。單體支柱工作面，回柱放頂是一項(xiàng)很危險的工作，極易造成冒頂傷亡事故。要嚴(yán)格執(zhí)行放頂程序，特別是對每茬交接處的最后一道兩根柱子要特別小心，嚴(yán)禁違章回柱。.20（五）冒頂是案例分析案例1：山東某礦一采工作面，其下中部有兩個落差分別為0.5m和1.2m的斷層。斷層帶內(nèi)頂板破碎，支護(hù)困難，加上工作面管理不善，13天只推進(jìn)了4m。一天工作面發(fā)生局部冒頂當(dāng)班沒有處理完，夜班又繼續(xù)處理

12、，在處理冒頂過程中，在斷層處有一名工人發(fā)現(xiàn)頂板來壓，出現(xiàn)掉碴，立即跑出來，其他4人沒有來得及撤出，被冒落的矸石埋住，造成4人死亡的較大事故。 這起事故的直接原因是工程質(zhì)量差，技術(shù)措施沒有落實(shí)到位，沒有按規(guī)程規(guī)定進(jìn)行支柱、背頂，造成局部頂板離層漏頂發(fā)展為大冒頂事故。.21案例2、山西某礦1998年8月在1207工作面發(fā)生大冒頂事故，正在工作面工作的15名礦工遇險，造成12名礦工死亡3人重傷。 導(dǎo)致這次冒頂事故的直接原因是：一是直接頂?shù)暮穸容^大，頂板不易垮落，導(dǎo)致大面積空頂；二是在工作面前方有一條與其相平行的原生裂隙，頂板在煤壁前方已經(jīng)斷開，隨著工作面的不斷推進(jìn)，空頂面積越來越大，距離裂隙越近頂板

13、的力學(xué)狀態(tài)越不穩(wěn)，到最后頂板的力學(xué)狀態(tài)完全被打破，造成大冒頂事故。.22案例3：江蘇徐州礦務(wù)局某礦掘進(jìn)工作面冒頂事故。本礦夜班掘進(jìn)工作面14人下井，計(jì)劃掘進(jìn)進(jìn)尺3.2m,當(dāng)掘進(jìn)2m時停機(jī)準(zhǔn)備打錨桿和扶棚，頂板突然冒落一塊長9.2m,寬2.5m3.2m，厚2.5m的大塊矸石導(dǎo)致2人死亡。 這次事故的原因是：直接頂厚度較大，錨桿長度不夠，不能起到有效的支護(hù)，加之頂板淋水，直接頂和老頂之間離層導(dǎo)致冒頂。.23二 、頂板事故的處理1、處理冒頂事故的基本原則 搶險救災(zāi)人員首先要設(shè)法直接和遇險人員聯(lián)絡(luò)（呼叫、敲打、使用地音探測器等），來確定遇險人員的位置和人數(shù)。如果遇險人員所在地通風(fēng)不好，必須設(shè)法加強(qiáng)通風(fēng)

14、。如果遇險人員被堵在里面，應(yīng)利用壓風(fēng)管、水管及開掘巷道、打鉆等辦法，向遇險人員送入新鮮空氣、飲料和食物。在搶救中必須注意搶險救災(zāi)人員的安全，要由有經(jīng)驗(yàn)的人專門觀察頂板，加強(qiáng)支護(hù)，保證后路暢通、發(fā)現(xiàn)有二次冒頂危險是要立即撤人。 .242、處理冒頂事故的基本方法（1）、工作面冒落范圍比較小、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)時，要用撞楔法處理，如圖所示 。.25（2）如果遇險人員在金屬網(wǎng)或荊條假頂下面，地板又是巖石。掏不動時，可以沿煤壁掏小洞接近被埋人員。（3）如果工作面兩頭冒落人員堵在中間時，采用掏小洞和撞楔法穿不過去是，可以采用另開掘巷道的方法，接近被埋人員。（4）頂板冒落范圍不大，如果遇險人員被大塊矸石壓住時可用千斤頂頂開巖石再用小木柱替代