煤矿巷道掘进与顶板灾害预防--教案.doc

教 案巷道顶板事故及预防授课教师x授课学时4学时授课对象采掘工授课方式启发引导、讲授及多媒体教学相结合教学目的掌握煤矿巷道顶板事故维护与预防等知识。强化学员顶板安全意识，严格执行顶板维护方面的各项制度。培养学员做懂规程守规程的现代新型技术工人的信心。授课基本内容第一节 掘进工作面冒顶的原因及处理预防一、冒顶事故的原因二、冒顶事故预兆三、冒顶事故的避灾原则第二节 冒顶事故的处理方法一、局部冒顶的处理方法二、冒顶范围较大时的处理方法第三节 巷道片帮的处理方法一、木垛法二、撞楔法教学重点与难点冒顶后的处理方法。掘进工作面冒顶事故的原因。教学方法讲述、讨论、案例授课内容详解笔注巷道顶板事故及预防在采矿生产活动中，最常发生的事故是冒顶片帮事故。冒顶片帮是由于矿岩不够稳定，当强大的地压传递到顶板或两帮时，使矿岩遭受破坏而引起的。随着掘进工作面的不断向前推进，顶板暴露面积也随着加大，致使顶板经常出现弯曲、下沉、裂隙、掉碴、冒落等，甚至造成生产停顿及人身伤亡的严重事故。为了保证掘进工作面的安全生产，预防巷道顶板事故的发生，必须根据事故发生的原因，采取针对性措施。第一节 掘进工作面冒顶事故的原因及预防处理冒顶片帮事故大多数为局部冒落及浮石引起的，而大片冒落及片帮事故相对较少，因此，对局部冒落及浮石的预防，必须给予足够的重视。引发冒顶片帮事故的原因主要有：矿床地质条件不好，采矿方法不合理和顶板管理不善，缺乏有效支护，检查不周和疏忽大意，浮石处理不当，地压活动等。一、属于地质方面的有：巷道围岩松软或极易风化，如煤、页岩等；巷道围岩节理裂隙发育；巷道通过断层、褶曲等构造变动剧烈地带，岩层破碎；巷道穿过岩层的岩性突然发生变化，在其交界处易产生塌冒，如石门透煤；有害气体涌出，如瓦斯、煤尘。二、由于设计不合理造成的有：巷道位置选择不当，使巷道处于松软岩层中；缺乏详细的地质和水文地质资料，使施工缺乏指导，缺少应变措施；支护形式与结构不合理，不足以承受地压等。三、施工方面的工作失误造成的有：对巷道穿过松软岩层缺乏准备；施工措施不当或错误；不是一次成巷，围岩暴露时间过长，造成风化、松动，引起塌冒；支护不符合设计要求，不按作业规程要求架设，忽视质量，使支架不能发挥作用，支架失稳引起塌冒；工作面空顶距离过长，临时支护失效；在松软层中施工，炸药量使用过多，破坏了围岩的稳定性；不进行工作面敲帮问顶工作，对检查和处理浮石重视不够、不及时引起浮石坠落等。四、冒顶事故的预兆：1、发出响声。岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大，木支架会发出劈裂声，紧接着会出现折梁断柱现象，采空区内会发出顶板断裂的闷雷声。2、掉渣。顶板严重破裂时，出现掉渣；掉渣越多，说明顶板压力越大。3、片帮加重。 4、顶板出现裂缝。顶板有裂缝并张开，裂缝增多。5、顶板出现离层。6、瓦斯涌出量增加，含瓦斯煤层顶板冒落前瓦斯涌出量会突然增大。 7、顶板的淋水量明显增加。当发现顶板有冒落预兆时，应及时撤至安全地点；掘进工作面发现施工地点有顶板冒落预兆时，应由跟班区长或班长组织有关人员进行维护，如情况紧急，应果断将人员撤到安全地点，并及时向矿调度室汇报。五、发生冒顶事故后的避灾原则1、当掘进工作面发生冒顶事故时，首先将人员撤离危险区，并向矿调度室和区队汇报，通知救护队前往救护，现场的班组长和有经验的老工人应配合救护队一起进行抢救。2、在处理冒顶事故时，处理事故人员要首先由外向里加固冒顶周围巷道顶板，清除进口通路的堵塞物，尽快接近堵人部位进行抢救，抢救时必须有临时支护。3、冒顶事故发生后致使冒顶区域不通风时，如果一时不能向冒顶区人员恢复通风，可利用水管、压风管向冒顶区内人员输送新鲜空气。4、处理冒顶事故时，始终要有专人检查瓦斯、水和监视顶板变化情况，发现异常，要立即撤出人员，避免处理事故人员受伤。第二节 巷道冒顶事故的处理方法一、巷道发生局部冒顶事故的处理方法1、先加固好冒落区前后的完好支架。使用棚子支护的，应根据围岩压力大小加密棚距，把棚子扶正扶稳。棚子之间要安设好拉杆等，使支架形成一个联合体，棚子顶帮要背严刹实。2、及时封顶，控制冒顶范围的扩大。一般是采用架设木垛的方法处理。人员站在安全地点，用长杆将冒落的顶部活石捣掉。在没有冒落危险的情况下，抓紧时间架好支架，排好护顶木垛，一直到冒顶最高点将顶托住。3、岩石巷道采用锚喷支护处理冒顶区。具备锚喷支护条件时，应优先考虑采用锚喷支护处理冒顶区。首先将冒落区顶帮活石捣掉，喷射人员站在安全一侧向冒顶区喷射一层30mm50mm厚的混凝土层，先封固顶，然后再封两帮；初喷的混凝土凝固后再打锚杆，并挂网复喷一次，复喷的厚度一般不超过20mm；冒顶处理完，按要求进行砌碹。为保护碹顶，要在碹顶上充填05m左右厚的矸石作为缓冲层。也可以架设金属支架，背严顶帮，四周可充填一层矸石，支架间安设拉杆，使棚子之间联成整体，提高稳定性。二、冒顶范围较大时的处理方法1小断面快速修复法冒顶范围大，影响通风或有人堵在里面等，可用此法。即先架设比原来巷道规格小得多的临时支架，使巷道能暂时恢复使用，等清理完煤矸后再架设永久支架。对冒顶部分的处理是：采用撞楔法把冒落矸石控制住，等顶板不再冒落时，从巷道两侧清除矸石，且边清除边管理两帮，防止煤矸流人巷道。顶帮维护好以后，就可以架设永久支架。2一次成巷修复法冒顶面积大的次要巷道和修复时间长短对生产影响不大时适用此法。修理时，可根据原有巷道规格，采用撞楔法一次成巷，撞楔间用木板插严，支架两帮也应背严。撞楔以上必须有较厚的矸石层，如果太薄，还应在冒顶空沿内堆塞厚度不少于O5m的木料或矸石。梁与撞楔之问要背实。处理冒顶和架设支架整个过程，应设专人观察顶板。3木垛法木垛法是一种比较常用的方法，如巷道冒顶高度在5m以内，冒落长度在10m以上，冒落空间以上岩石基本稳定，就可将冒落的岩石清除一部分，使之形成自然堆积坡度，留出工作人员上、下及运送材料的空间并能通风时，就可以从两边在冒落的煤矸上相向架木垛，直接支撑顶板。先在冒顶区附近的支架上打两排抬棚，提高支架支撑能力。在支架掩护下出矸。架设前处理人员站在安全地点用长柄工具将顶帮活石处理。架设木垛要保证有畅通的安全出口。架木垛前，在冒落区出口处并排架设两架支架，用拉条拉紧，打上撑杆，使其稳固。在其上面架设穿杆。在矸石松软情况下并排支架；在穿杆下要加打顶柱，但要在穿杆上铺上坑木或荆笆的条件下进行，防止掉矸伤人。架木垛时，第一个木垛最上一层应用护顶穿杆，以保证架第二个木垛时的安全。木垛要撑上顶，靠上帮，靠板处要背一层荆笆，用楔子背紧。然后架第二个木垛，以此类推一直到处理完毕。4打绕道法如果冒顶长度大，不易处理以及冒顶堵人时，可打绕道，绕过冒落区去抢救被堵人员，或绕过冒落区后再转入正常掘进.第三节 巷道片帮的处理方法一、木垛法当巷道片帮不太严重，片帮一侧稍有冒顶、柱腿压折、煤矸挤入巷道时，先在顶梁下打上一根顶柱，然后清矸换新柱腿，用木料架木垛，支架用背板和荆笆背好后撤去顶柱。二、撞楔法巷道一侧片帮很严重，撤掉压坏柱腿时，煤岩会流出，并且片帮继续扩大，可用撞楔法处理。在片帮地点选择完好的柱腿，打上14m左右斜撞楔。然后，在顶梁下打上顶柱，换好新柱腿，支架顶帮要背严，依次将支架修好。小结通过以上学习，同学们对巷道顶板事故及预防已经有所了解，大家要认真学习掌握，并在以后的实际工作中细心体会，不断总结经验，用理论指导工作。思考题1、冒顶范围较大时的处理方法有哪些？2、随着掘进工作面的不断向前推进，顶板暴露面积也随着加大，致使顶板经常出现哪几种现象？3、冒顶事故的预兆有哪些？4、冒顶的原因有哪几个方面？5,、巷道发生局部冒顶事故的处理方法有哪几种？教学后记通过这次教学，我发现学员对于冒顶事故的处理方法、巷道片帮的处理方法兴趣比较浓厚，今后的教学中要把一些理论知识大范围的融入到实际操作讲解和案例分析讲解中，这样既能提高学员培训学习的积极性，也能把基础理论知识更好的灌输给学员。教 案巷道掘进安全技术授课教师姜广福授课学时4学时授课对象采掘工授课方式启发引导、讲授及多媒体教学相结合教学目的要求学员正确理解煤矿安全生产的基本安全知识及安全技能，熟练掌握巷道掘进与顶板管理基本技能。授课基本内容第一章 煤矿生产技术1、矿井地质基本知识。2、矿井开拓方式。3、矿图识别。第二章 钻眼爆破安全1、安全钻眼操作技术。2、使用凿岩机应注意的安全事项。3、煤电钻、风镐使用应注意的安全事项。4、爆破材料的领退、存放、使用的注意事项。5、“一炮三检制”和“三人连锁防炮制”等内容。6、掘进工作面起爆药卷的制作、装药、连线与爆破。7、特殊情况下爆破应遵守的规定。第三章 巷道掘进与顶板灾害防治1、矿山压力分布规律及显现。2、巷道支护的种类及使用条件。3、井巷施工安全技术。4、掘进巷道的顶板管理。5、掘进巷道顶板事故发生的预兆、处理方法及注意事项。教学重点与难点矿压的形成、巷道掘进施工方法、巷道支护、顶板事故及防治。地质知识、支护原理、顶板管理。教学方法讲述、讨论、案例授课内容详解笔注第一章 煤矿生产技术一、矿井地质基本知识。1、煤层赋存特征主要指煤层厚度、倾角、层数、层间距、顶底板岩性等。2、煤层厚度的分类：A、薄煤层：厚度小于1.3米;B、中厚煤层：厚度1.31.5米;C、厚煤层：厚度大于3.5米。3、煤层产状：A、煤层的走向；B、煤层的倾向；C、煤层的倾角。（根据倾角分：近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层）4、煤层顶底板：顶板分类：A、伪顶；B、直接顶；C、基本顶。底板分类：A、直接底；B、老底。5、地质构造形态：A、褶皱构造；（向斜、背斜、单斜构造）B、断裂构造；断层要素：断层面、断层线、断盘、断距等。断层分类：正断层、逆断层、平移断层C、裂隙。分类：原生裂隙、构造裂隙、压力裂隙6、岩石变形的种类：A、弹性变形；B、塑性变形；C、脆性变形；D、弹塑性变形；E、流变。7、岩石分类：A、第类：稳定岩层；B、第类：稳定较好岩层；C、第类：中等稳定岩层；D、第类：稳定较差岩层；E、第类：不稳定岩层。二、矿井开拓方式：1、矿井开拓方式：A、立井开拓；B、斜井开拓；C、平硐开拓；D、综合开拓。2、阶段的划分：A、阶段：沿倾斜方向，按一定标高把井田划分为若干个煤带。B、水平：通过运输大巷或总回风巷的某个标高的水平面。（注意区分阶段与水平）3、阶段的划分：A、分区式；B、分带式；C、分段式。4、井下常见的巷道按作用及服务范围分：A、开拓巷道；B、准备巷道；C、回采巷道。5、采掘关系：A、采掘并举；B、掘进先行；C、以采促掘；D、以掘保采。6、矿井“三量”：A、开拓煤量；B、准备煤量；C、回采煤量。7、三个煤量可采期：A、开拓煤量：不少于35年B、准备煤量：不少于1年；C、回采煤量：不少于46个月。8、矿图识别。掘进矿图主要有巷道布置平面图和巷道布置剖面图。通常图纸比例为1：50、1：100、1：1000、1：2000、1：5000第二章 钻眼爆破安全一、安全钻眼操作技术：1、凿岩机按动力分：A、风动凿岩机；B、电动凿岩机；C、液压动凿岩机；D、内燃凿岩机；2、凿岩机按操作分：A、手持式凿岩机；B、气腿式凿岩机；C、伸缩式凿岩机；D、导轨式凿岩机。3、凿岩机按频率分：A、高频凿岩机；B、中频凿岩机；C、低频凿岩机。4、影响风动凿岩机钻速的因素：A、岩石性质；B、凿岩机工作条件。二、使用凿岩机应注意的安全事项：钻眼前的检查：A、检查风水管路及联接；B、检查钻杆是否弯曲、堵塞；C、检查工作面的安全状况；D、检查凿岩机是否完好。钻眼安全事项：E、按中腰线及爆破图表；F、低速开钻;G、禁止骑钻；集中精力，防止断钎；H、经常检查风水接头；I、检查钻杆、钻头连接，钻头坏及时更换；J、严禁在残眼钻眼；K、发现出水等异常及时停止处理。三、风镐使用应注意的安全事项：A、钎尾与缸套配合适当；B、及时检修、涂油、更换坏部件；C、保持风压、清除管中污物；D、卡钎时不可猛摇风镐；E、不可用硬物砸碰风镐；F、拆下的部件要妥善保管。四、爆破材料的领退、存放的注意事项：A、电雷管由爆破工亲自运送；炸药由爆破工或在爆破工临护下由熟悉规程人员运送；B、必须装在耐压、抗冲击、防震、防静电的非金属容器内；C、运送要避开交接班和人员上下井时间；D、严禁用运输机运送；E、炸药、雷管要分开存放并加锁；F、必须放在顶板完好、支架完整，避开机械、电气设备的地点。G、剩余雷管、炸药要清退。五、“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”等内容。A、“一炮三检制”：装药前、爆破前、爆破后检查爆破地点附近20米以内风流中的瓦斯浓度；当瓦斯浓度超过1%时严禁装药爆破。B、“三人连锁防炮制”：爆破前爆破工检查联线无误后将警戒牌交给班长，由班长安排专人设警戒，并检查顶板、支架及工具等，清点人数无误后，将爆破命令牌交给瓦检员、瓦检验员检查瓦斯、煤尘浓度后将爆破牌交给爆破工，爆破工吹哨后爆破，爆破后三人各归原主。六、掘进工作面起爆药卷的制作、装药、连线与爆破：1、制作起爆药卷：A、地点：必须放在顶板完好、支架完整，避开机械、电气设备的地点。不得坐在爆破材料箱上装配起爆药卷；B、数量：以当时需要的数量为限；C、抽取：从成束的电雷管抽取时不得硬拉；D、雷管装入的方法： 扎孔装配法；启口装配法2、装药：A、装药前要对通风、顶板等全面检查；B、装药程序：验孔清孔装药封孔脚线扭结3、连线：连线包括：并联、串联、混合联。A、母线的联结只准爆破工一人操作，脚线的连接可由经专门培训的班长协助进行；B、联线前要对通风、顶板等全面检查；C、保持脚线接头干净；脚线接头错开用胶布包好，并悬空；D、脚线联好后再与母线联接。4、爆破：A、爆破前班长亲自布置专人在可能进入爆破地点的所有通道担任警戒；B、爆破前班长清点人数；C、当班炮眼必须当班爆破完毕，否则应向下一班交清D、爆破作业时要严格执行“一炮三检”及“三人联锁放炮”5、特殊情况下爆破应遵守的规定：A、巷道贯通爆破：必须有准确的测量图，当两工作面相距 20米（冲压煤层30米）时，地测部门下通知，只准从一个工作面接通，另一工作面保持正常通风，两个工作面及回风中的瓦斯浓度都在1%以下时，放可爆破贯通；B、遇老空区爆破：在距老空区15米前必须打探眼，探明位置、积水、瓦斯等情况；钻眼时发现异常，必须查明原因；必须坚持“有疑必探，先探后掘”原则。C、接近积水区的爆破：要制订措施，有透水预兆必须撤出人员；发现煤变软、炮眼渗水等应停止爆破，钻眼出水应停钻，不得拔出钻杆。D、浅眼爆破：先制订安全措施；每孔装药量不超过150克；炮泥封满；加固支护；洒水并检查瓦斯；班组长现场指挥。第三章 巷道掘进与顶板灾害防治一、 巷道矿压分布规律及显现。1、矿压的概念：由于采掘活动而在采掘空间周围岩体中及支护物上产生的压力叫矿压。2、矿压显现：在矿山压力作用下围岩及支护物上产生的一系列力学现象叫矿山压力显现。如顶板下沉、支架压缩等。3、顶压的形成：由于上部岩层自重导致其向下产生弯曲，在岩梁下部产生拉力，并产生裂隙，继续发展就会冒落，这部分压在支架上的力就叫顶压。4、侧压的形成：由于两帮岩石向巷内挤压而形成。5、底压形成：在巷道侧压作用下，产生向上的底压，导致底板鼓起，另外岩石吸水膨胀也用导致底压。6、巷道矿压的特点：表现在倾斜压力和垂直压力两个方面。7、影响巷道矿压的因素：A、深度影响。B、巷道断面与支护形式的影响。C、地质构造的影响。D、围岩性质的影响。E、巷道受回采的影响。F、其它影响因素。8、冲击地压：由于变形能量的释放而产生的一种以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。A、冲击地压影响因素：a、自然地质因素。b、开采技术因素。B、冲击地压显现特征：a、突然。b、急剧。c、破坏性大。C、冲击地压防治措：a、降低应力集中程度。b、超前开采保护层。c、合理开采顺序。d、无煤柱开采。D、改变煤层物理力学性能。a、高压注水。b、放松动炮。c、钻孔卸压。二、巷道掘进施工方法1、巷道断面形状:A、梯形。B、直墙拱形。（半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形）C、矩形。2、巷道掘进定向：A、中线：水平方向线。B、腰线：垂直方向线。3、巷道分类：A、按煤岩种类:a、岩巷：岩层占4/5及以上。b、半煤岩巷道：岩层占大于1/5，小于4/5。B、按巷道坡度:a、平巷。b、斜巷。c、立井。4、巷道施工方法：a、分次成巷。b、一次成巷。5、巷道掘进主要工序：a、主要工序：破岩、装岩、运岩、支护等；b、辅助工序：通风、掘砌水沟、管线敷设、铺设轨道、测量、防尘等。6、岩巷施工技术：a、光爆锚喷技术。b、“三小”光爆锚喷技术。“三小”指小直径钻头、小直径锚杆、小直径炸药。7、煤巷及半煤岩巷掘进主要施工方法：A、炮掘法的主要工序：钻眼装药填泥联线爆破通风防尘找顶出煤临时支护支护清理B、综掘主要工序：开机截割临时支护支护清理8、特殊工程施工：A、巷道交岔点的施工：a、全断面一次完成；b、扩帮刷大法；c、掘导硐法。B、硐室施工：a、全断面施工法；b、台阶工作面施工法；c、导硐施工法。C、煤仓施工：a、吊罐反井法；b、垛盘反井法；c、反井钻机法。9、巷道支护：巷道支护的基本形式：A、架棚支护；（梯形支架、拱形支架）B、砌碹支护；C、锚喷支护。（锚杆喷射混凝土支护、锚