《礦井事故及預(yù)防》

礦井事故及預(yù)防4/8/20231編輯ppt第一節(jié)前言第二節(jié)頂板事故分類第三節(jié)壓垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施第四節(jié)漏冒型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施第五節(jié)推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施第六節(jié)綜合類型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施第七節(jié)對(duì)采場(chǎng)支架的基本要求4/8/20232編輯ppt頂板事故防治4/8/20233編輯ppt頂板的分類煤層上面的巖層叫頂板。根據(jù)頂板的堅(jiān)硬程度及距煤層的距離可以分為三類：1、偽頂2、直接頂3、老頂4/8/20234編輯ppt頂板事故的分類一一、按照冒頂范圍可分為局部冒頂（冒頂范圍不大，傷亡人數(shù)不多）和大型冒頂（包括老頂來(lái)壓時(shí)的壓垮型冒頂、厚層難冒頂頂班的大面積冒頂、直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂、大面積漏跨型冒頂復(fù)合頂板推垮型冒頂、金屬往下推垮型冒頂、大塊游離巖頂板旋轉(zhuǎn)腿垮型冒頂、采空區(qū)冒矸采煤工作面的推垮型冒頂機(jī)沖擊推垮型冒頂?shù)龋?/8/20235編輯ppt頂板事故的分類二二、按發(fā)生冒頂事故的力學(xué)原因可分為壓垮型冒頂（是指工作面支護(hù)強(qiáng)度不足和頂板來(lái)壓引起支柱大量壓壞而造成的冒頂事故）、漏跨型冒頂（是在頂班破碎條件下，先在支架的空當(dāng)或機(jī)、炮道內(nèi)發(fā)生漏頂，由于沒(méi)有及時(shí)控制，范圍擴(kuò)大，支柱失穩(wěn)造成冒頂事故）和推垮型冒頂（是指因水平力作用使工作面支架大量?jī)A斜造成的冒頂事故，常發(fā)生在由下軟上硬巖層構(gòu)成的復(fù)合頂板條件下）4/8/20236編輯ppt易發(fā)生冒頂?shù)牡攸c(diǎn)一、采煤工作面易冒頂?shù)牡攸c(diǎn)有“一道(采煤工作面機(jī)道）、一線（采煤工作面放頂小線）、兩出口（采煤工作面的兩個(gè)安全出口）及地質(zhì)破碎帶”二、掘進(jìn)工作面易冒頂?shù)牡攸c(diǎn)有掘進(jìn)工作面處和巷道交叉點(diǎn)。4/8/20237編輯ppt冒頂事故的原因一、地質(zhì)因素的影響。（采掘工作面在遇到頂板松軟破碎時(shí)難控制，易發(fā)生局部冒頂；但是，頂板堅(jiān)硬難冒時(shí)，一旦冒落就會(huì)造成大面積冒頂事故）。二、頂板壓力變化影響。三、采掘工序的影響。四、人的因素的影響。4/8/20238編輯ppt冒頂?shù)念A(yù)兆1、響聲。2、掉渣。3、裂縫。4、片幫。5、離層。6、漏頂。7、頂板淋水加大。8、有毒、有害氣體增加。4/8/20239編輯ppt頂板事故的預(yù)防一一、充分掌握頂板壓力分布及來(lái)壓規(guī)律。采煤工作面要實(shí)行科學(xué)管理，堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)。1、工作面生產(chǎn)前，必須編制作業(yè)規(guī)程，并貫徹執(zhí)行。情況變化時(shí)，及時(shí)修改作業(yè)規(guī)程或補(bǔ)充安全措施。2、采煤工作面必須保持至少兩個(gè)安全出口，安全出口與巷道連接處20米范圍內(nèi)必須加強(qiáng)支護(hù)。安全出口必須專人維護(hù)。3、工作面要實(shí)現(xiàn)“三直”煤壁直、輸送機(jī)直、支柱保持直線?！叭龝惩ā卑踩隹?、工作面人行道和進(jìn)、回風(fēng)順槽暢通。4/8/202310編輯ppt頂板事故的預(yù)防二二、采取有效的支護(hù)措施。采掘工作面選擇合適的支護(hù)形式，采用合理的布置方式，保證工程質(zhì)量，是防止事故的關(guān)鍵（有針對(duì)性地做好兩測(cè)工作，一是進(jìn)行頂板壓力觀測(cè)和底板比壓測(cè)定，摸清采場(chǎng)上覆巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律和底板破壞規(guī)律。二是對(duì)支柱檢修試壓和實(shí)際支撐能力測(cè)定）（采煤工作面要抓好“兩個(gè)質(zhì)量，三個(gè)環(huán)節(jié)”：一是支柱、支架的質(zhì)量。二是支設(shè)質(zhì)量。三個(gè)環(huán)節(jié)一是泵站壓力、乳化液濃度。二是底板松軟要穿鐵鞋，支柱鉆底不能超過(guò)10cms、三是每班必須進(jìn)行二次或多次注液。要用好四種特殊支護(hù)：端頭、貼幫、切頂、超前。做好初次放頂工作）。4/8/202311編輯ppt頂板事故的預(yù)防三三、及時(shí)處理局部漏頂。四、堅(jiān)持敲幫問(wèn)頂制度。五、特殊條件下要采取有針對(duì)性地安全措施（采掘工作面在遇到托偽頂、過(guò)斷層、過(guò)老巷及地質(zhì)破碎帶時(shí)，必須采用有針對(duì)性地放炮、支護(hù)、背頂及回柱措施，并嚴(yán)格執(zhí)行防止冒頂事故）。六、巷道維修與冒頂處理時(shí)應(yīng)堅(jiān)持“先外后里、先支后拆、先上后下、先近后遠(yuǎn)、先頂后幫”的原則。4/8/202312編輯ppt頂板事故的處理方法及原則1、首先加固冒頂邊緣支架，防止冒頂擴(kuò)大。設(shè)法控制冒頂區(qū)上方頂板，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。2、冒頂埋人時(shí)，要以最近的途徑、最快的速度搬運(yùn)矸石，搶救人員。搬矸中，只能用手扒，不能用鎬挖。人員救出后，先現(xiàn)場(chǎng)急救在升井。3、在處理冒頂和搶救人員的過(guò)程中要有專人觀察頂板。4、冒頂處理方法有：探板法、撞楔法、小巷法和繞道法。5、巷道維修與冒頂處理時(shí)應(yīng)堅(jiān)持“先外后里、先支后拆、先上后下、先近后遠(yuǎn)、先頂后幫”的原則。4/8/202313編輯ppt冒頂處理方法一、探板法：在冒頂范圍不大，頂班沒(méi)有冒嚴(yán)，工作面沒(méi)有堵死，矸石暫時(shí)停止下落的情況下可以使用此法。其方法是先加固冒頂區(qū)附近的頂板，再掏梁窩，探大板，板梁上方的空隙背嚴(yán)或用小木垛接頂然后清煤、矸，打貼幫柱，支住大板的另一端。二、撞楔法：冒落的矸石較小，還在繼續(xù)下流或一動(dòng)就流時(shí)可以用此法。其方法是，先在冒頂區(qū)選擇或架設(shè)撞楔棚，棚子的方向應(yīng)垂直于撞楔方向，然后將撞楔從棚子上方打進(jìn)去，托住矸石，然后在撞楔下支架。4/8/202314編輯ppt三、清小巷法:工作面冒嚴(yán)堵死，但長(zhǎng)度不超過(guò)15米，可以采用此法。先小巷用人字形支護(hù)，運(yùn)出矸石后，再按原來(lái)采高架棚。

四、繞道法：工作面冒頂范圍大，頂板冒嚴(yán)，工作面堵死，可沿煤壁重開(kāi)切眼或部分重開(kāi)切眼，繞過(guò)冒頂區(qū)，冒頂掩埋的設(shè)備可由新切眼掏小洞回收。4/8/202315編輯ppt2002年事故107萬(wàn)起，死亡139393人。在2006年的事故構(gòu)成中，按死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)，第一位是道路交通,占79.3%，鐵路交通占5.1%，煤礦占4.2%，建筑施工占2.2%,非煤礦山2%。按一次死亡10人以上事故起數(shù)統(tǒng)計(jì)，第一位煤礦、占41.1%，道路交通占40％，火災(zāi)占3.2%，非煤礦山和?；犯髡?.1%。2003~2006年，煤礦事故平均每年減少350起、562人，年均降幅8%。2006年發(fā)生煤礦事故2945起、死亡4746人，比上年分別下降10.9％和20.1%。與2002年相比，2006年全國(guó)煤炭產(chǎn)量增長(zhǎng)約9億噸，達(dá)到23.3億噸，煤礦事故死亡減少2249人，下降32.2%。前言1—我國(guó)的安全現(xiàn)狀4/8/202316編輯ppt2006年全國(guó)煤礦事故死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)主要指標(biāo)單位實(shí)際同比煤炭生產(chǎn)死亡人數(shù)人4746-1192百萬(wàn)噸死亡率人/Mt2.041-0.719國(guó)重礦死亡人數(shù)人704-280百萬(wàn)噸死亡率人/Mt0.626-0.3354/8/202317編輯ppt2007年數(shù)據(jù)原煤產(chǎn)量。2007年，全國(guó)原煤產(chǎn)量累計(jì)完成25.23億噸，同比增加1.92億噸，增長(zhǎng)8.2%。其中：國(guó)有重點(diǎn)煤礦原煤產(chǎn)量完成12.4億噸，同比增加1.21億噸，增長(zhǎng)10.8%；國(guó)有地方煤礦原煤產(chǎn)量完成3.24億噸，同比增加400萬(wàn)噸，增長(zhǎng)1.3%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦原煤產(chǎn)量完成9.59億噸，同比增加6700萬(wàn)噸，增長(zhǎng)7.5%。三大類煤礦累計(jì)原煤產(chǎn)量占全國(guó)的比重分別為49%、13%、38%。前言1—我國(guó)的安全現(xiàn)狀4/8/202318編輯ppt2007年全國(guó)煤炭產(chǎn)量25.23億噸其中95％以上為井工開(kāi)采4/8/202319編輯ppt2007年數(shù)據(jù)煤礦安全生產(chǎn)。2007年，全國(guó)煤礦事故死亡人數(shù)為3786人，煤炭百萬(wàn)噸死亡率為1.485。2007年，我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦煤炭百萬(wàn)噸死亡率預(yù)計(jì)為0.38，與波蘭、印度的煤炭百萬(wàn)噸死亡率基本相當(dāng)。前言1—我國(guó)的安全現(xiàn)狀4/8/202320編輯ppt1977年以來(lái)全國(guó)煤炭產(chǎn)量與死亡人數(shù)4/8/202321編輯ppt重特大事故多發(fā)?！笆濉睍r(shí)期，全國(guó)煤礦共發(fā)生一次死亡3～9人重大事故1398起，平均每年發(fā)生280起，占全國(guó)各類重大事故起數(shù)的11%；發(fā)生一次死亡10～29人特大事故214起，平均每年發(fā)生43起，占全國(guó)各類特大事故起數(shù)的36%；發(fā)生一次死亡30人以上特別重大事故42起，平均每年發(fā)生8起，占全國(guó)各類特別重大事故起數(shù)的58%。前言2—十五期間煤礦安全狀況4/8/202322編輯ppt煤礦職業(yè)危害嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)煤礦塵肺病患者達(dá)30萬(wàn)人，占全國(guó)塵肺病患者50%左右。僅國(guó)有重點(diǎn)煤礦每年新增塵肺病患者近5000例，平均每年死亡2500人以上。煤礦塵肺病每年造成直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)十億元。與世界主要采煤國(guó)家安全生產(chǎn)水平相比差距大?！笆濉睍r(shí)期，煤礦百萬(wàn)噸死亡率由2001年的5.07下降到2005年的2.81，下降了45%，但與先進(jìn)采煤國(guó)家相比差距還很大。2005年，我國(guó)煤炭產(chǎn)量約占全球的37%，事故死亡人數(shù)則占近80%，煤礦百萬(wàn)噸死亡率約為美國(guó)的70倍、南非的17倍、波蘭的10倍、俄羅斯和印度的7倍。4/8/202323編輯ppt鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦事故多發(fā)。2005年，全國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦共發(fā)生事故2480起、死亡4384人，事故起數(shù)和死亡人數(shù)分別占全國(guó)煤礦事故總起數(shù)和死亡人數(shù)的75%、73%。鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦百萬(wàn)噸死亡率5.53，分別是國(guó)有重點(diǎn)煤礦的5.8倍和地方國(guó)有煤礦的2.8倍。國(guó)有重點(diǎn)煤礦事故傷亡程度大。國(guó)有重點(diǎn)煤礦特大事故所占比重大。2005年，國(guó)有重點(diǎn)煤礦發(fā)生一次死亡10人以上特大及特別重大事故9起、死亡527人，占國(guó)有重點(diǎn)煤礦總死亡人數(shù)的53.6%，平均每起死亡59人。2004～2005年，在全國(guó)煤礦發(fā)生的6起一次死亡100人以上的事故中，國(guó)有重點(diǎn)煤礦4起，平均每起死亡175人；鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦2起，平均每起死亡115人。前言3—煤礦事故特征4/8/202324編輯ppt瓦斯、水害重特大事故比例高。2005年，在全國(guó)煤礦一次死亡3人以上的事故中，瓦斯事故158起，占58.9%，居第一位；水害事故46起，占17.2%，居第二位。在全國(guó)煤礦一次死亡10人以上的事故中，瓦斯事故40起，占69.0%，水害事故13起，占22.4%。頂板事故總量大。2005年，全國(guó)煤礦共發(fā)生頂板事故1805起，占全國(guó)煤礦事故起數(shù)的55%，居第一位；死亡2058人，占全國(guó)煤礦總死亡人數(shù)的34.7%，僅次于瓦斯災(zāi)害，居第二位。非法與違法礦井、基建與技改礦井和改制礦井特大事故多。2005年，非法與違法礦井發(fā)生特大事故18起，占特大事故總數(shù)的31.0%；基建與技改礦井發(fā)生特大事故15起，占特大事故總數(shù)的25.9%；改制礦井發(fā)生特大事故13起，占特大事故總數(shù)的22.4%。4/8/202325編輯ppt地質(zhì)條件。在國(guó)有重點(diǎn)煤礦中，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜或極其復(fù)雜的煤礦占36%，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單的煤礦占23%。據(jù)調(diào)查，大中型煤礦平均開(kāi)采深度456米，采深大于600米的礦井產(chǎn)量占28.5%。小煤礦平均采深196米，采深超過(guò)300米的礦井產(chǎn)量占14.5%。瓦斯災(zāi)害。國(guó)有重點(diǎn)煤礦中，高瓦斯礦井占21.0%；煤與瓦斯突出礦井占21.3%；低瓦斯礦井占57.7%。地方國(guó)有煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井占15%。隨著開(kāi)采深度的增加，瓦斯涌出量的增大，高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的比例還會(huì)增加。前言4—煤礦地質(zhì)條件及自然災(zāi)害狀況4/8/202326編輯ppt水害。我國(guó)煤礦水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。國(guó)有重點(diǎn)煤礦中，水文地質(zhì)條件屬于復(fù)雜或極復(fù)雜的礦井占27%，屬于簡(jiǎn)單的礦井占34%。地方國(guó)有煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦中，水文地質(zhì)條件屬于復(fù)雜或極復(fù)雜的礦井占8.5%。我國(guó)煤礦水害普遍存在，大中型煤礦有500多個(gè)工作面受水害威脅。在近2萬(wàn)處小煤礦中，有突水危險(xiǎn)的礦井900多處，占總數(shù)的4.6%。自然發(fā)火危害。我國(guó)具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的煤礦所占比例大、覆蓋面廣。大中型煤礦中，自然發(fā)火危險(xiǎn)程度嚴(yán)重或較嚴(yán)重(Ⅰ、II、III、Ⅳ級(jí))的煤礦占72.9%。國(guó)有重點(diǎn)煤礦中，具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井占47.3%。小煤礦中，具有自然發(fā)火危險(xiǎn)的礦井占85.3%。由于煤層自燃，我國(guó)每年損失煤炭資源2億噸左右。

4/8/202327編輯ppt煤塵災(zāi)害。我國(guó)煤礦具有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井普遍存在。全國(guó)煤礦中，具有煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井占煤礦總數(shù)的60%以上，煤塵爆炸指數(shù)在45%以上的煤礦占16.3%。國(guó)有重點(diǎn)煤礦中具有煤塵爆炸危險(xiǎn)性的煤礦占87.4%，其中具有強(qiáng)爆炸性的占60%以上。頂板災(zāi)害。我國(guó)煤礦頂板條件差異較大。多數(shù)大中型煤礦頂板屬于Ⅱ、Ⅲ類，Ⅰ類頂板約占11%，Ⅳ、Ⅴ類頂板約占5%。沖擊地壓。中國(guó)是世界上除德國(guó)、波蘭以外煤礦沖擊地壓危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。大中型煤礦中具有沖擊地壓危險(xiǎn)的煤礦47處,占5.16%。隨著開(kāi)采深度的增加，現(xiàn)有沖擊地壓礦井沖擊頻率和強(qiáng)度在不斷增加。熱害。熱害已成為我國(guó)礦井的新災(zāi)害。國(guó)有重點(diǎn)煤礦中有70多處礦井采掘工作面溫度超過(guò)26℃，其中30多處礦井采掘工作面溫度超過(guò)30℃，最高達(dá)37℃。4/8/202328編輯ppt頂板回采工作面冒頂事故2/3~3/4事故巷道冒頂事故1/4~1/3

煤礦頂板事故態(tài)勢(shì)4/8/202329編輯ppt圖11997～2006年我國(guó)煤礦頂板事故死亡人數(shù)煤礦頂板事故態(tài)勢(shì)4/8/202330編輯ppt圖21997～2006年我國(guó)煤礦頂板事故死亡人數(shù)所占比例煤礦頂板事故態(tài)勢(shì)4/8/202331編輯ppt圖32005年煤礦不同類型事故死亡人數(shù)的比例煤礦頂板事故態(tài)勢(shì)4/8/202332編輯ppt圖42005年煤礦不同類型事故起數(shù)的比例煤礦頂板事故態(tài)勢(shì)4/8/202333編輯ppt圖51998～2004年我國(guó)煤礦頂板事故起數(shù)煤礦頂板事故態(tài)勢(shì)4/8/202334編輯ppt圖61997～2004年我國(guó)煤礦頂板事故死亡人數(shù)煤礦頂板事故態(tài)勢(shì)4/8/202335編輯ppt圖71998～2005年我國(guó)不同類型煤礦頂板事故煤礦頂板事故態(tài)勢(shì)4/8/202336編輯ppt第二節(jié)頂板事故分類按冒頂?shù)牧υ催M(jìn)行分類：

（1）壓垮型：由垂直于層面方向的頂板力壓壞采場(chǎng)支架而導(dǎo)致冒頂。（2）漏冒型：因已破碎的頂板沒(méi)有得到有效防護(hù)受重力作用冒落而導(dǎo)致的冒頂。（3）推垮型：由平行于層面方向的頂板力推倒采場(chǎng)支架而導(dǎo)致的冒頂。（4）綜合型：兩種或三種綜合出現(xiàn)。4/8/202337編輯ppt1.壓垮型冒頂（1）垮落帶老頂巖塊壓壞采場(chǎng)支架；（2）垮落帶老頂巖塊沖擊壓壞采場(chǎng)支架；（3）裂隙帶老頂巖塊壓壞采場(chǎng)支架。（主要發(fā)生在老頂來(lái)壓時(shí)）4/8/202338編輯ppt2.漏冒型冒頂（1）大面積漏垮型冒頂；（2）靠煤壁附近的局部冒頂；（3）采場(chǎng)兩端（機(jī)頭、機(jī)尾）的局部冒頂；（4）放頂線附近的局部冒頂。4/8/202339編輯ppt（1）金屬網(wǎng)下的推垮型冒頂；（2）采空區(qū)冒矸沖入采場(chǎng)的推垮型冒頂。3.推垮型冒頂4/8/202340編輯ppt4.綜合類型的冒頂（1）厚層難冒頂板導(dǎo)致的大面積冒頂。（2）地質(zhì)破壞（斷層）帶附近的冒頂。（3）大塊游離頂板導(dǎo)致的冒頂，包括復(fù)合頂板推垮型冒頂，沖擊推垮型冒頂，大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂，以及直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂。4/8/202341編輯ppt預(yù)備知識(shí)：采動(dòng)后頂板活動(dòng)

的一般規(guī)律1.直接頂?shù)某醮慰迓洌嚎迓浜穸仍?.0m以上，垮落長(zhǎng)度達(dá)工作面長(zhǎng)度的一半以上?？迓洳骄嘁话銥?~20m。4/8/202342編輯ppt如果直接頂厚度大于或等于2~3倍的采高，則能填滿采空區(qū)，采面無(wú)老頂活動(dòng)威脅。但老頂還是要彎曲、下沉和斷裂的。但老頂活動(dòng)不明顯。4/8/202343編輯ppt如果直接頂厚度小于2~3倍的采高，開(kāi)始時(shí)老頂呈雙固支梁狀態(tài)，它把自身及上部巖層的重量都加到了工作面周圍的煤體上，工作面無(wú)老頂壓力感覺(jué)。4/8/202344編輯ppt當(dāng)老頂巖梁達(dá)到極限跨距時(shí)，彎曲、下沉、斷裂。工作面頂板下沉加快、煤壁片幫、支架受力增加，甚至出現(xiàn)頂板臺(tái)階等老頂來(lái)壓現(xiàn)象。2.老頂初次來(lái)壓：工作面回采以來(lái)的第一次老頂大規(guī)模來(lái)壓。初次來(lái)壓步距一般20~35m。4/8/202345編輯ppt3.老頂周期來(lái)壓：老頂初次來(lái)壓后，周期性的斷裂、下沉，工作面內(nèi)周期性出現(xiàn)頂板下沉加快、煤壁片幫、支架受力增加，以及出現(xiàn)頂板臺(tái)階等老頂來(lái)壓現(xiàn)象。周期來(lái)壓步距一般為初次來(lái)壓步距的1/2~1/4。4.老頂來(lái)壓的兩個(gè)問(wèn)題：4/8/202346編輯ppt（1）當(dāng)初撐力較低時(shí)，老頂往往斷裂在煤壁之內(nèi)。（剪切力為零點(diǎn)在煤壁內(nèi)，對(duì)應(yīng)彎矩最大點(diǎn)。）4/8/202347編輯ppt當(dāng)老頂在采空區(qū)受剪力時(shí)；當(dāng)老頂上位巖層對(duì)老頂施加力時(shí)；老頂?shù)臄嗔研再|(zhì)不變，而且位置更深入煤體內(nèi)。（2）老頂，若位于垮落帶中，則在采空區(qū)中多以懸臂梁狀態(tài)存在；若在裂隙帶中，則以砌體梁結(jié)構(gòu)存在。4/8/202348編輯ppt1.冒頂機(jī)理及預(yù)防措施①上世紀(jì)50年代木支柱—可縮量小、支護(hù)密度小，來(lái)壓時(shí)易被折斷，導(dǎo)致壓垮型冒頂。②上世紀(jì)60~80年代摩擦支柱—工作阻力大，可縮量大，適應(yīng)頂板下沉，來(lái)壓事故大大降低。③上世紀(jì)90年代液壓支柱—工作阻力大，可縮量大，適應(yīng)頂板下沉，阻力能與頂板抗衡，壓垮型事故很少。采場(chǎng)支護(hù)與壓垮型冒頂關(guān)系：第三節(jié)壓垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施4/8/202349編輯ppt（1）直接頂薄，厚度小于采高的2~3倍。（2）直接頂上面老頂分層厚度小于5~6m。壓垮型冒頂?shù)捻敯鍡l件：冒頂?shù)那罢祝海?）煤壁片幫。（2）頂板下沉速度急劇增加。（3）支柱載荷急劇增加。（4）靠煤壁頂板斷裂。（5）靠煤壁頂板掉渣。（6）摩擦支柱放炮。4/8/202350編輯ppt冒頂?shù)臋C(jī)理垮落帶老頂巖塊全部重量均由采場(chǎng)支架承受，若支架支撐力不夠，就會(huì)壓壞而冒頂。（1）垮落帶老頂巖塊壓壞支架導(dǎo)致冒頂。4/8/202351編輯ppt（2）垮落帶老頂巖塊沖擊壓壞支架導(dǎo)致冒頂。初撐力不足，垮落帶離層老頂巖塊沖擊采場(chǎng)支架，沖擊壓壞而冒頂。4/8/202352編輯ppt（3）裂隙帶老頂壓壞采場(chǎng)支架導(dǎo)致冒頂。裂隙帶老頂斷裂、下沉、旋轉(zhuǎn)、觸矸時(shí)，若支架的可縮量不足，可能壓壞導(dǎo)致冒頂。4/8/202353編輯ppt2.預(yù)防冒頂?shù)拇胧?（1）支架支撐力應(yīng)能平衡垮落帶直接頂及老頂巖層重量。（2）采場(chǎng)支架的初撐力應(yīng)能保證直接頂與老頂之間不離層。（3）采場(chǎng)支架的可縮量應(yīng)能滿足裂隙帶老頂下沉的要求。4/8/202354編輯ppt注意：超前工作面20m范圍內(nèi)的兩端巷道，因受工作面前方支承壓力的作用，受壓大。為防止壓壞支架，應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)。（1）超前10m內(nèi)，用雙中心柱。（2）超前10~20m內(nèi)，用單中心柱。4/8/202355編輯ppt第四節(jié)漏冒型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施發(fā)生的條件：直接頂板軟弱破碎。防治對(duì)策：護(hù).采用各種方法將頂板護(hù)好。綜采面：選用掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架。單體面：支柱加頂梁，頂梁上加背板，甚至背嚴(yán)。支柱柱距小于0.7m。4/8/202356編輯ppt漏冒型冒頂包括：（1）大面積漏垮型冒頂，（2）靠煤壁附近局部冒頂，（3）采場(chǎng)兩端局部冒頂，（4）放頂線附近局部冒頂。4/8/202357編輯ppt1.大面積漏垮型冒頂條件：①直接頂異常破碎；②煤層傾角較大。冒頂機(jī)理：支護(hù)系統(tǒng)中若某處失效發(fā)生局部冒頂，破碎頂板就可能從該處沿工作面向上全部漏空，使支架失穩(wěn)，漏垮工作面。4/8/202358編輯ppt預(yù)防措施（1）使支護(hù)系統(tǒng)有足夠的支撐力與可縮量。（2）頂板必須背嚴(yán)背實(shí)、梁頭頂緊煤壁，采煤后及時(shí)支護(hù)、甚至要掏梁窩。（3）嚴(yán)防放炮、移溜等工序弄倒支架發(fā)生冒頂。4/8/202359編輯ppt2.靠煤壁附近局部冒頂（1）頂板由于被裂隙切割，存在鑲嵌型游離巖塊。（2）端面距過(guò)大。（3）放炮崩倒支柱。原因：4/8/202360編輯ppt預(yù)防措施：（控制端面距）（1）綜采面：提高初撐力控制端面冒高；及時(shí)支護(hù)方式，控制端面距；采高大于2.5~3.0m時(shí)，加護(hù)幫裝置，避免端面距擴(kuò)大；控制頂板（如固結(jié)碎頂）。4/8/202361編輯ppt預(yù)防措施：（控制端面距）（2）單體面：及時(shí)支護(hù)，端面距不超過(guò)200mm。采用正懸臂交錯(cuò)頂梁，正倒懸臂錯(cuò)梁直線柱支護(hù)。4/8/202362編輯ppt控制端面距單體面：基本頂梁加短頂梁。4/8/202363編輯pptI.控制端面距單體面：鉸接頂梁加長(zhǎng)鋼梁，金屬網(wǎng)下用∏型長(zhǎng)鋼梁對(duì)棚邁步支架等。II.嚴(yán)防放炮崩倒靠煤幫的支柱4/8/202364編輯ppt3.采場(chǎng)兩端局部冒頂（單體面）（1）機(jī)頭機(jī)尾處：原因：因移溜時(shí)支護(hù)操作不當(dāng)（先拆后支），導(dǎo)致碎頂冒落。措施：用“四對(duì)八梁”支護(hù)，或用雙楔鉸接頂梁支護(hù)4/8/202365編輯ppt措施：交接處宜用一對(duì)邁步抬棚。說(shuō)明：①有的采場(chǎng)利用“四對(duì)八梁”中的一對(duì)。②綜采面未用端頭支架時(shí)，也應(yīng)如此。①工作面與巷道交接處原因：交接處需去掉原巷道支架一個(gè)腿，如果支護(hù)操作不當(dāng)，可導(dǎo)致碎頂冒落。（2）工作面與巷道交叉處4/8/202366編輯ppt4.放頂線附近的局部冒頂（單體面）原因：人工回柱時(shí)，頂板冒落傷人。特別是分段回柱回最后一棵柱時(shí)。措施：應(yīng)在有支護(hù)的地點(diǎn)遠(yuǎn)距離操作后采用墩柱支護(hù)。4/8/202367編輯ppt第五節(jié)推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施1）煤層傾角在20°以上。2）網(wǎng)上是懸浮頂板。巖層間有空1.金屬網(wǎng)下推垮型冒頂發(fā)生條件：4/8/202368編輯ppt①上下分層切眼垂直布置時(shí)，開(kāi)切眼附近，松散冒矸上有三角形空隙存在。4/8/202369編輯ppt②當(dāng)下分層切眼內(nèi)錯(cuò)布置，或垂直布置，但工作面已過(guò)三角形空隙區(qū)。松散頂板因支柱初撐力小，沒(méi)有頂緊，轉(zhuǎn)化為懸浮頂板。4/8/202370編輯ppt冒頂特點(diǎn)：多數(shù)發(fā)生在初次放頂前后；多數(shù)是無(wú)征兆的；推垮前支柱受力一般不大；推垮后支柱沒(méi)有折損，多數(shù)沿傾斜方向倒；推垮后上位斷裂了的硬巖大塊大面積懸露；速度快；容易在回柱時(shí)發(fā)生；多數(shù)工作面采用摩擦支柱。4/8/202371編輯ppt冒頂機(jī)理：專門的實(shí)驗(yàn)研究表明，網(wǎng)下推垮分兩個(gè)階段。1）形成網(wǎng)兜。原因是工作面內(nèi)某位置的支護(hù)失效。當(dāng)支架穩(wěn)定性好時(shí)，不會(huì)推垮。4/8/202372編輯ppt2）推垮工作面。原因是網(wǎng)上碎矸與上位巖層之間有空隙，支架不穩(wěn)定，網(wǎng)兜向下拉力拉倒支架，造成推垮型冒頂。4/8/202373編輯ppt1）單體液壓支柱工作面。①采用內(nèi)錯(cuò)式布置切眼，提高支柱的初撐力，避免形成網(wǎng)上空隙，嚴(yán)防支護(hù)失效。②當(dāng)垂直布置切眼時(shí)，初放階段用“整體支架”（沿走向與傾斜將單體支柱聯(lián)成整體）。2）摩擦支柱工作面。采用“整體支架”支護(hù)。3）內(nèi)錯(cuò)式布置切眼時(shí)，初放前要剪網(wǎng)，保證將金屬網(wǎng)放到底板。4）采用偽斜布置工作面。預(yù)防措施：提高初撐力，增加支架穩(wěn)定性。4/8/202374編輯ppt2.采空區(qū)冒矸沖入采場(chǎng)的推垮型冒頂煤層之上直接就是石灰?guī)r等堅(jiān)硬巖層。發(fā)生條件：4/8/202375編輯ppt當(dāng)頂板呈大塊在采空區(qū)垮落時(shí)，可能順著已垮落的矸石堆沖入采場(chǎng)，推倒采場(chǎng)支架（從柱根推倒），導(dǎo)致事故。發(fā)生機(jī)理：4/8/202376編輯ppt（1）用切斷墩柱的初撐力切斷頂板（減小冒落頂板的塊度），并將冒矸擋在采空區(qū)。（2）當(dāng)頂板分層過(guò)厚切不斷時(shí)，用挑頂法，使冒矸超過(guò)采高。預(yù)防措施急傾斜工作面：如密集支柱初撐力不足，穩(wěn)定性不好，采空區(qū)矸石也可能沖倒支架，造成事故。4/8/202377編輯ppt第六節(jié)綜合類型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防措施1）頂板為整體厚層硬巖層。2）懸露幾千、幾萬(wàn)、甚至十幾萬(wàn)平方米才冒落。1.厚層難冒頂板發(fā)生條件：4/8/202378編輯ppt兩種觀點(diǎn)：1）巖體在自重作用下，拉斷形成小裂縫，然后裂縫貫穿，發(fā)生大斷裂，導(dǎo)致冒頂。切斷2）煤柱上的頂板巖層內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)大的切應(yīng)力，頂板被切斷，導(dǎo)致冒頂。剪斷冒頂機(jī)理：4/8/202379編輯ppt預(yù)防措施：1）用挑（鉆爆法或高壓注水）松散碎裂2~3倍采高頂板（包括直接頂在內(nèi)）。把“挑”的部分看成是垮落帶巖層，即可按常規(guī)法防壓、漏、推。綜采面：一般應(yīng)超前工作面碎裂。單體面：考慮到冒矸塊度大，放頂線上支柱應(yīng)有足夠的支撐力與穩(wěn)定性，條件允許時(shí)用墩柱。2）若有可能（即厚層頂板分層不太厚），挑頂一部分，令剩余部分轉(zhuǎn)變?yōu)榱严稁Ю享敗?/8/202380編輯ppt2.地質(zhì)破壞（斷層）帶附近斷層褶皺4/8/202381編輯ppt123123H地表地層應(yīng)力狀態(tài)4/8/202382編輯ppt水平應(yīng)力與巷道4/8/202383編輯ppt垂直應(yīng)力(Brown&Hoek,1978)開(kāi)采深度巖層因自重引起的垂直應(yīng)力隨深度增加呈線性增大。4/8/202384編輯ppt水平應(yīng)力水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力之比(Brown&Hoek,1978)開(kāi)采深度埋深≤1000m，水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值大約為1.5-5.0埋深≥1000m，水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力的比值逐漸趨于集中，約為0.5-2.04/8/202385編輯ppt開(kāi)采深度平均水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力之比我國(guó)地應(yīng)力測(cè)量結(jié)果4/8/202386編輯ppt（1）單體支柱工作面：斷層附近頂板壓力大，（垮落帶范圍擴(kuò)大），破碎、支護(hù)不好時(shí)，易發(fā)生壓或漏冒型冒頂。當(dāng)碎頂沿傾斜斷層面移動(dòng)時(shí)，易推倒支架，導(dǎo)致推垮型冒頂。因而，在斷層帶附近應(yīng)增大支護(hù)密度，提高支柱初撐力（甚至用木垛），以加強(qiáng)支護(hù)，護(hù)好碎頂，并用戧棚、戧柱，增加支架穩(wěn)定性。4/8/202387編輯ppt（2）綜采面：1）支架若有較大富裕阻力，可照常推進(jìn)。2）若無(wú)，應(yīng)讓工作面與斷層斜交、或挑頂。4/8/202388編輯ppt3.大塊游離頂板導(dǎo)致的冒頂1）地質(zhì)構(gòu)造：斷層（超過(guò)5m長(zhǎng)的平行工作面的斷層，往往會(huì)出現(xiàn)游離巖塊。2）舊巷：