煤礦頂板災(zāi)害防治

1、煤礦頂板災(zāi)害防治第一節(jié)基本理論概述一、頂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)上是已被破壞的頂板失去依托而造成的。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(shí)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。2. 大冒頂事故'采煤工作面的大冒頂事故也叫采場(chǎng)大面積切頂、落大頂、垮面。1 ）由直接頂運(yùn)動(dòng)所造成的垮面事故就其作用力的始動(dòng)方向可分為以下兩大類：（ 1） 推垮型事故。包括走向推進(jìn)工作面常發(fā)生的傾向推垮型事故，及傾斜推進(jìn)工作面容

2、易發(fā)生的向采空區(qū)方向推垮型事故。（ 2） 壓垮型事故。包括向煤壁方向壓垮，及向采空區(qū)方向壓垮型事故。2 ）由老頂運(yùn)動(dòng)所造成的垮面事故（ 1） 沖擊推垮型（即砸垮型）事故。這類事故發(fā)生時(shí)，開始運(yùn)動(dòng)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，造成煤壁片塌和頂板下切，緊接著高速運(yùn)動(dòng)的老頂把直接頂推垮。（2）壓垮型事故。這種事故發(fā)生在采用木支架支護(hù)的采場(chǎng)。3）大冒頂事故發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn)從工作面傾斜方向來說，距離上出口10m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。從工作面推進(jìn)方向來說，采煤工作面從開切

3、眼推進(jìn)開始到回采結(jié)束，就頂板運(yùn)動(dòng)和礦壓顯現(xiàn)特征的差別而言，可以分為兩個(gè)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. 自然因素（ 1） 傾角。煤層傾角對(duì)采煤工作面礦山壓力顯現(xiàn)的影響是很大的。（ 2） 采

4、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(duì)采煤工作面的安全生產(chǎn)有著直接的影響。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） 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） 開采深度。開采深度直接影響著原巖應(yīng)力大小，同時(shí)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） 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. 開采技術(shù)開采技術(shù)對(duì)采煤工

5、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。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。單體支護(hù)中單體液壓支架要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) 巖石性質(zhì)及其構(gòu)造特征。(2) 開采深度。采深大時(shí)，由于上覆巖層重量大，形成的支承壓力較大。在底板軟弱時(shí)，巷道容易出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象。(3) 煤層傾角。煤層傾角不同往往使巷道破壞形式有差別。(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) 水的影響。巷道圍巖

6、中含水較大時(shí)，將會(huì)加劇巷道的變形和破壞。(6) 時(shí)間因素的影響。各種巖石都有一定的時(shí)間效應(yīng)，尤其井下巷道的圍巖，在時(shí)間和其它因素的作用下，巖石的強(qiáng)度會(huì)因變形、風(fēng)化和水的作用等等而降低。2. 開采技術(shù)因素(1) 巷道與開采工作的關(guān)系，如巷道是處于一側(cè)采動(dòng)還是兩側(cè)采動(dòng)的條件下，是受初次采動(dòng)還是受多次采動(dòng)影響；(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) 巷道本身采用的支架類型和支護(hù)方式。三、支護(hù)原理1. 采煤工作面支護(hù)原理根據(jù)礦山壓力的理論，整個(gè)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)”。2. 巷道支護(hù)原理在開掘巷道以后形成的“支架一圍巖”

7、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)生的變形大小都和任一方的特性有關(guān)，并隨任一方特性的變化而變化。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(cè)（一）破碎情況的

8、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作1、 構(gòu)造破碎的推斷。2、 支承壓力影響分析。3、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)頂板情況。（二）老頂來壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)1. 在生產(chǎn)中反映老頂動(dòng)態(tài)情況的主要現(xiàn)象有：（ 1） 頂板下沉速度的變化，老頂在兩次強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)之間，特別是臨近再次運(yùn)動(dòng)前夕，將有一個(gè)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(dòng)壓沖擊現(xiàn)象，說明直接頂板被迫使撓曲，老頂活動(dòng)已經(jīng)開始。（ 2） 支柱的承載情況，支柱受力是頂板運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。（ 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(duì)靜止時(shí)期，可能頂板放不下來而出現(xiàn)懸頂現(xiàn)象。（ 4） “板

9、炮”（鐵柱子“放炮”）、活柱高速沉縮時(shí)發(fā)出雷鳴般的聲響，是老頂活動(dòng)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”，是頂板大面積運(yùn)動(dòng)已經(jīng)開始的標(biāo)志）。2. 預(yù)示來壓的支承壓力顯現(xiàn)（ 1） ）頂板的撓曲程度。采場(chǎng)來壓前，超前支撐壓力將逐漸達(dá)到高蜂。（ 2） 煤壁片幫。由于支承壓力對(duì)煤壁的預(yù)先破壞作用，因此，采面來壓前常有明顯的片幫現(xiàn)象。（ 3） 支柱鉆底。二、采煤工作面頂板管理的技術(shù)要求（一）單體支護(hù)密度n二RTPT在確定了必要的支護(hù)強(qiáng)度PT后，支護(hù)密度n即可由下式求出，即：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。可由下式求得：如果計(jì)

10、算出支護(hù)密度（n）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） 單體支護(hù)控頂方式1. 周期來壓不明顯的采場(chǎng)，特別是在直接頂松軟或者是采底分層的情況下，應(yīng)當(dāng)盡可能的縮小控頂距和放頂步距。2. 周期來壓明顯、強(qiáng)度較大的采場(chǎng)，單體支護(hù)工作面一般應(yīng)適當(dāng)加大控頂步距。（3） 采煤、控頂之間的時(shí)、控關(guān)系組織1. 對(duì)于周期來壓不明顯的采場(chǎng)，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(shí)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。2. 對(duì)于周期來壓明顯，來壓較大，頂板穩(wěn)定性好的采場(chǎng)，應(yīng)當(dāng)在來壓前后采取不同的時(shí)

11、、控組織方案。（4） 單體支護(hù)工作面輔助性控頂支護(hù)（特種支護(hù)）的選用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)。2. 對(duì)于周期來壓明顯的采場(chǎng)，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)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(shí)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(shí)），來壓強(qiáng)度特別大的采場(chǎng)，可以在采場(chǎng)內(nèi)加設(shè)對(duì)柱、叢柱加強(qiáng)控制。（五）來壓前頂板的管理1?保證支柱有足夠的初撐力，架設(shè)時(shí)打緊水平楔。2. 防止支柱鉆底。對(duì)于支承壓力大（來壓步距大），底板強(qiáng)度低的采

12、場(chǎng)，應(yīng)在來壓前讓支柱穿上“硬鞋”，防止來壓時(shí)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。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. 在接近來壓時(shí)刻要盡可能避免在采場(chǎng)同時(shí)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(duì)頂板管理的總體要求1. 采煤工作面必須按照作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。2. 嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度。3. 采煤工作面必須及時(shí)放頂或充填，控頂距離超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時(shí)禁止采煤。4. 開采近距離煤層，上一煤層采用刀柱法、條帶法或帶狀必須制定控充填法控制頂板，下一煤層采用垮落法控制頂板時(shí)，制頂板的安全措施。5. 采煤工作面的傘

13、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. 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。5. 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(shí)，必須把網(wǎng)連結(jié)好。6. 采用傾斜分層垮落法回采時(shí)，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。7. 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土O.lm。（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(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、煤層地質(zhì)條件、煤層厚度、煤層傾角、瓦斯涌出量、自燃發(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

14、、安裝和拆除液壓支架時(shí)，必須有安全措施，明確規(guī)定運(yùn)送方式、安裝質(zhì)量、拆裝工藝和控制頂板的措施。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(shí)必須超前支護(hù)。在處理液壓支架上方冒頂時(shí)，必須制定安全措施。5. 采煤機(jī)采煤時(shí)必須及時(shí)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(shí)，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(shí)，采高不得小于支架的最小支護(hù)高度。7. 當(dāng)采高超過3m或片幫嚴(yán)重時(shí)，液壓支架必須有護(hù)幫板，防止片幫傷人。8. 工作面兩端必須使用端頭支架或增設(shè)其它形式的支

15、護(hù)。9. 工作面轉(zhuǎn)載機(jī)安有破碎機(jī)時(shí)，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(shí)，必須有安全措施。（三）單體支護(hù)工作面頂板管理注意事項(xiàng)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(zhǎng)梁抬棚，抬棚梁的長(zhǎng)度應(yīng)能保證在移動(dòng)輸送機(jī)頭、機(jī)尾且替換支柱時(shí)不松動(dòng)頂板，一般長(zhǎng)度應(yīng)為最大控頂距加循環(huán)進(jìn)度，通常為2.4m的n型鋼梁或工字鋼梁。2. 支架排柱距符合煤礦安全規(guī)程要求，誤差不大于土0m，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(dòng)空頂?shù)摹暗葎胖薄?. 應(yīng)提倡和推廣交錯(cuò)支設(shè)方式，交錯(cuò)長(zhǎng)度應(yīng)為0.6m

16、,齊頭梁不利于對(duì)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(cuò)布置，則應(yīng)杜絕齊頭梁現(xiàn)象。4. 回柱放頂應(yīng)有明確規(guī)定和安全措施。5. 整個(gè)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(hào)柱子。6. 采煤機(jī)割煤時(shí)應(yīng)追機(jī)支設(shè)臨時(shí)貼幫點(diǎn)柱。第三節(jié)采煤工作面頂板災(zāi)害防治技術(shù)1、 局部冒頂事故預(yù)防措施1. 防止應(yīng)力集中和放頂不實(shí)2. 合理選擇工作面推進(jìn)方向3. 采取正確的支護(hù)方法4. 堅(jiān)持工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)5. 減少頂板暴露面積和縮短頂板暴露時(shí)間6. 單體支柱采煤工作面7. 液壓支架采煤工作面2、 大冒頂?shù)姆乐未胧?一)大

17、冒項(xiàng)的原因1. 初次放頂。初次放頂效果好壞，對(duì)安全生產(chǎn)關(guān)系很大。2. 未掌握周期來壓規(guī)律。老頂周期來壓，對(duì)工作面礦壓顯現(xiàn)，尤其是對(duì)支架的作用力要比平時(shí)急劇增加且猛烈。3. 過舊巷安全技術(shù)措施不力。舊巷頂板一般由于采動(dòng)影響已遭到破壞，巷道兩側(cè)圍巖松動(dòng)，當(dāng)采煤工作面推進(jìn)其附近時(shí)，維護(hù)頂板極其困難且容易發(fā)生冒頂。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. 頂板管理不善。例如發(fā)生小冒頂處理不及時(shí)；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(shí)處理等等。6. 作業(yè)規(guī)程編制不認(rèn)真，執(zhí)行不嚴(yán)肅。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

18、存條件變化，如對(duì)頂板巖石的性質(zhì)認(rèn)識(shí)不夠，都易導(dǎo)致冒頂。（二）預(yù)防大冒頂?shù)拇胧?. 必須加強(qiáng)礦井生產(chǎn)的地質(zhì)工作，對(duì)每個(gè)采區(qū)、每個(gè)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(duì)性地采取措施防止冒頂。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。3. 大力開展頂板觀察工作，掌握頂板活動(dòng)規(guī)律，進(jìn)行頂板來壓預(yù)報(bào)。4. 重視初次放頂，加強(qiáng)有效的安全措施。5. 加強(qiáng)工作面支護(hù)和管理。（三）不同頂板條件下

19、預(yù)防冒頂事故的技術(shù)要求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）采煤工作面過斷層1） 1）過斷層的方法。采煤工作面過斷層時(shí)，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。2） 2）過斷層常用的支架方式。3） ）采煤工作面過褶曲采煤工作面過褶曲時(shí)需事先挑頂或臥底，使底板起伏變化平煤時(shí)，則架架或者將頂煤挑下緩。褶曲處煤層局部變厚時(shí)，一般留頂煤，使支架沿底，便于支設(shè)。在使用單體支柱時(shí)，若丟底煤則要在柱底穿鐵鞋。留頂要在支架上方背嚴(yán)以防頂煤壓碎冒落，架設(shè)木垛接頂。4） 采煤工作面過沖刷帶沖刷帶在采煤工作面破碎范圍較大，刷帶附近的煤層和圍巖受水侵蝕和風(fēng)化，使煤層變薄，甚至

20、尖滅。沖孔隙度大，煤層酥松，直接頂變薄，巖性酥脆，容易離層產(chǎn)生成層狀垮落。過沖刷帶常用連鎖棚子，在沖刷帶邊緣棚距適當(dāng)減少，控頂距適當(dāng)加大一排，必要時(shí)鋪之以木垛、抬板、戧柱與特殊支架。5） 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，有各種不同巖石的混合體。過陷落柱的方法和過斷層一樣，可以繞過和硬過。硬過陷落柱時(shí)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)。5）遇劈口支護(hù)方法由于地質(zhì)應(yīng)力的作用，會(huì)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

21、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(shí)有掉渣現(xiàn)象。過劈口時(shí)可根據(jù)劈口特征狀況采取相應(yīng)的支護(hù)方式。2. 采煤工作面過老巷頂板災(zāi)害的防治（1） 維護(hù)加固老巷。（2） 調(diào)整過老巷方向。（3） 液壓支架過老巷。（4） 老巷在工作面下方。3. 復(fù)合型頂板災(zāi)害的防治（1） 嚴(yán)禁仰斜開采。（2） 掘進(jìn)工作面平巷不能破壞復(fù)合型頂板。（3） 初采時(shí)不要反向推進(jìn)。（4） 提高支架的穩(wěn)定性。（5） 提高單體支柱的初撐力和剛度。4. 金屬（塑料）網(wǎng)假頂頂板災(zāi)害的防治（1）開采第一分層時(shí)，從切眼推采開始到初次放

22、頂，由采空區(qū)向頂板打深孔（3?5m）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)注意提高鋪網(wǎng)質(zhì)量。按規(guī)定要求搭接好，連結(jié)牢固，并注好水。清理平底部，不留大塊矸石和柱梁、木垛等物。(3)開采第二分層時(shí)，其開切眼位置應(yīng)采用內(nèi)錯(cuò)式布置，避免網(wǎng)上碎矸上方存有空隙。(4)盡可能延長(zhǎng)第一分層與第二分層的開采間隔時(shí)間。(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(shí)沿工作面傾斜方向每隔0.6?1.0m鋪設(shè)一根底梁(長(zhǎng)度為1.2?1.6m)，底梁可以采用對(duì)接方式，也可以采用搭接方式。5. 直接頂異常破碎時(shí)頂板災(zāi)害的

23、防治(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) 頂板必須背嚴(yán)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。6. 厚層堅(jiān)硬難冒頂板災(zāi)害的防治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） 做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)（ 1） 工作面煤壁片幫或刀柱煤柱炸裂，并伴有明顯的響聲。（ 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，甚至打眼后連鉆桿都拔不出來。（ 3） 頂板下沉急劇增加。（ 4） 頂板有時(shí)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(shí)出現(xiàn)鉆孔中流水混有巖粉現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)頂板

24、可能掉矸。（ 5） 如果設(shè)有微震儀觀測(cè)，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)，也可記錄到小的頂板冒落。3） 軟化頂板強(qiáng)制放頂（ 1） 頂板注水注壓力水處理堅(jiān)硬難冒頂板時(shí)，考慮注入頂板內(nèi)的水對(duì)巖體的軟化和壓裂作用，結(jié)合工作面的具體情況，可分別采用不同的方法：A. 超前工作面頂板高壓注水。B. 采空區(qū)注水。（ 2） 強(qiáng)制放頂A. “循環(huán)式”淺孔放頂。B. “步距式”深孔放頂。C. 臺(tái)階式放頂。D. 超前深孔松動(dòng)爆破。E. 地面深孔放頂。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. 從總的方面看，要防治巷道頂板事故，在開掘巷道時(shí)就應(yīng)該避免把巷道布置在由采動(dòng)引起的高應(yīng)力區(qū)內(nèi)

25、，或布置在很軟弱破碎的巖層里。2. 掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)。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(shí)，必須采取前探支護(hù)或其它措施。4. 支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉桿。5. 更換巷道支護(hù)時(shí)，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(shí)除掉頂幫活矸架設(shè)永久支護(hù)，必要時(shí)還應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施。6. 開鑿或延深斜井下山時(shí)，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. 由下向上掘進(jìn)25°以上的傾斜巷道時(shí)，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

26、. 掘進(jìn)頭（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(shí)，棚子應(yīng)緊靠掘進(jìn)頭。（2）嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，危石必須挑下，無法挑下時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支撐措施，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。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，必要時(shí)還要打中柱以抗突然來壓。（ 4） 掘進(jìn)工作面的循環(huán)進(jìn)尺必須依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(gè)循環(huán)的進(jìn)尺。地質(zhì)條件變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充措施并調(diào)整循環(huán)進(jìn)尺的大小。（ 5） 巷道頂部錨桿施工時(shí)應(yīng)由外向里逐個(gè)逐排進(jìn)行，不得在所有的錨桿眼施工完后再安裝錨桿。2. 巷道交叉處防治巷道開岔

27、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(duì)巷道交岔點(diǎn)支護(hù)時(shí)，要進(jìn)行頂板離層監(jiān)測(cè)，并在安全技術(shù)措施中對(duì)支護(hù)的技術(shù)參數(shù)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置及監(jiān)測(cè)方法等進(jìn)行規(guī)定。（ 3） 架棚巷道的交岔點(diǎn)采用抬棚支護(hù)時(shí)，要進(jìn)行抬棚設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)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；（ 4） 當(dāng)開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)定性的措施。（ 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。3. 圍巖松散破碎地點(diǎn)（ 1） 炮

28、掘工作面采用對(duì)圍巖震動(dòng)較小的掏槽方法，控制裝藥量及放炮順序。（ 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(shí)間，盡快將永久支護(hù)緊跟到迎頭。（ 3） 圍巖松散破碎地點(diǎn)掘進(jìn)巷道時(shí)要縮小棚距，加強(qiáng)支架的穩(wěn)固性。（ 4） 積極采用圍巖固結(jié)及冒落空間充填新技術(shù)。對(duì)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） 分層開采時(shí)，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） 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。（ 7） 維修老巷時(shí)，必須從有安

29、全出口及支架完好的地方開三、不同支護(hù)方式防治頂板事故的注意事項(xiàng)1. 支架支護(hù)根據(jù)冒頂?shù)脑颍岢鋈缦骂A(yù)防措施：（ 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(dòng)的影響。（ 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） 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） 盡可能做到支架與圍巖共同承載。（ 5） 凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn)，重新支護(hù)時(shí)應(yīng)先護(hù)頂，施工。（ 6） 巷道替換支架時(shí)，必須先支新支架，再拆老支架。（ 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，可以在巷道的支架之間用拉撐件連接固定，增加架棚的穩(wěn)定性，以防推倒。2. 錨桿

30、、錨噴支護(hù)采用錨桿、錨噴支護(hù)形式時(shí)，應(yīng)遵守下列規(guī)定：（ 1） 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(hào)、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。（ 2） 采用鉆爆法掘進(jìn)的巖石巷道，必須采用光面爆破。（ 3） 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，方可作業(yè)。（4）使用錨固劑固定錨桿時(shí)，應(yīng)將孔壁沖洗干凈，砂漿錨桿必須灌滿填實(shí)。（ 5） 軟巖使用錨桿支護(hù)時(shí)，必須全長(zhǎng)錨固。（ 6） 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(cè)，并用記錄牌板顯示。對(duì)噴體必須做厚度和強(qiáng)度檢查，并有檢查

31、和試驗(yàn)記錄。在井下做錨固力試驗(yàn)時(shí)，必須有安全措施。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.砌碹支護(hù)為防止砌碹支護(hù)頂板事故，應(yīng)注意如下問題：（ 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20?40m距離。巷道砌殖時(shí)，必須及時(shí)排除頂幫活動(dòng)的肝石，并應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施。（ 3） 頂板不好時(shí)要有專門措施，實(shí)行短掘短砌。（ 4） ）采用料石砌碹時(shí)，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）、鋪拱

32、板、拆拱架等在作業(yè)規(guī)程中要有具體現(xiàn)定，尤其要明確規(guī)定抬棚長(zhǎng)度和立拱架長(zhǎng)度、砌墻和扣拱之間的距離以及永久支護(hù)（砌碹）和臨時(shí)支架之間的距離。（ 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(shí)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(shí)，碹體與頂幫之間必須用不燃物充滿填實(shí)；巷道冒頂空頂部分，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0.5m。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. 采煤工作面冒頂?shù)奶幚碓瓌t(1)頂板冒落范圍不大

33、時(shí)，如果遇難人員被大塊矸石壓住，可采用干斤頂、液壓起動(dòng)器等工具把大塊巖石頂起，將人迅速救出。(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(shí)，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(3)如果遇難者位置靠近放頂區(qū)時(shí)，可采用沿頂板區(qū)由外往里掏小硐，架設(shè)梯形棚子，木板背幫背頂，或用前探棚邊支護(hù)邊掏硐，把遇難人員救出。(4)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(shí)，可采用撞楔法處理，控制住頂板。(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

34、頂下面時(shí)，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(dòng)，遇難者位置在金屬網(wǎng)或荊條假頂下面時(shí)，可沿煤壁掏小硐尋找遇難人員。工作面(6)中間，采用掏小硐和撞楔法處理，時(shí)間長(zhǎng)，不安全?？裳孛簩又亻_開切眼的方法處理。新開切眼與原工作面距離一般為3?5m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。(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。2. 巷道冒頂?shù)奶幚碓瓌t(1) 先外后里。(2) 先支后拆。(3) 先上后下。(4) 先近后遠(yuǎn)。(5) 先頂后幫

35、。第六節(jié)采煤工作面冒頂事故防治一、采煤工作面冒頂事故處理(一)局部小冒頂?shù)奶幚矸椒?. 掏梁窩架棚法在冒頂范圍不大、工作面沒有堵死、矸石暫時(shí)停止下落的情況下可采用架棚法。具體方法步驟是：(1)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。(2)在冒頂范圍內(nèi)清理出一部分塌矸后，進(jìn)行掏梁窩架單腿棚子或金屬懸臂梁的工作。(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。(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.撞楔法

36、(二)大冒頂?shù)奶幚矸椒?. 小巷法(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。梁棚上用板皮剎緊背嚴(yán)，防止頂板繼續(xù)錯(cuò)動(dòng)、垮落。梁上如有空頂，要用小木垛插緊背實(shí)。(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0.5m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) )遇到大塊巖石不易破碎，應(yīng)米用電鉆(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。(4) 4)如頂板垮落的矸石很碎，一次整巷不易通過時(shí)，可先沿煤架。整通小幫運(yùn)輸機(jī)道整修一條小巷，支架形式可采用人字形掩護(hù)支巷，使風(fēng)流貫通

37、，運(yùn)輸機(jī)開動(dòng)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)。(5) 5）若采煤機(jī)在冒頂區(qū)前方，當(dāng)運(yùn)輸機(jī)除矸時(shí)，應(yīng)先將采煤機(jī)吊起，以便矸石能順利通過。2. 開巷繞道法1） 冒頂發(fā)生在工作面機(jī)尾處（ 1） 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(shí)，運(yùn)輸機(jī)就可延長(zhǎng)至回風(fēng)巷，恢復(fù)正?；孛?。（ 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(shí)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）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(shí)擋風(fēng)簾或臨時(shí)安裝局扇排除。2） 冒頂區(qū)在工作面中部（ 1） 新開切眼的掘進(jìn)可采用對(duì)打的方法，以加快掘進(jìn)速度。在進(jìn)風(fēng)側(cè)使用運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，回風(fēng)側(cè)可采用礦車運(yùn)煤。當(dāng)兩頭工作面掘進(jìn)相距15m時(shí)，停止回風(fēng)側(cè)的掘進(jìn)