防治顶板事故的安全技术措施及应急预案

1、纳雍县张家寨煤矿2010年度防治顶板事故的安全技术措施及丿业 急纳雍县张家寨煤矿二oo年一月纳雍县张家寨煤矿防治顶板事故的安全技术措施及应急预案一、矿区简介为了贯彻执行党和国家安全第一，预防为主的方针，保护职工身 体健康与企业财产安全，根据矿井实际编制纳雍县张家寨煤矿防 治顶板事故安全技术措施及应急预案，通过贯彻落实措，达到防 止事故发生，并在一旦发生事故吋，能有效地控制事故的扩大和 迅速抢救受灾遇险人员，特编制纳雍县张家寨煤矿防治顶板事故 安全技术措施及应急预案如b:一、矿井概况张家寨煤矿位于煤矿位于贵州省纳雍县龙场朱家营村，距211省道线26km,距纳雍县城约17km,交通便利。张家寨煤矿

2、矿区为规则四边形，矿区而积为1.1475km2,帧 深度由+1650m至+1250m标高。丙井米用斜井开拓，主、副、风井布置在+1600m标咼，长 500m,坡度 20°,方位 90°。根据纳雍县煤矿开采方案设计和安全专篇设计生产能力9 万t/a。本井田内主采煤层为5层，由上至下分为m5、m6、m28、 m31、m32煤层，为倾斜薄及中厚煤层，煤层平均倾角19° , 设计采用单层布置方式，首先开采m31煤层，采用走相关长壁 式开米。二、地形地貌地势表现阶梯状，地层地貌对矿井开采无大的影响。三、煤层顶、底板岩性m31煤层顶、底板为泥岩、灰质泥岩，局部为粉砂岩，底 板

3、为粘土岩或泥岩。四、矿山压力的概念1. 原岩应力岩体在采动以前，由于某种原因自重作用在其内部引起的 引力。开采前，岩体处于静止状态，所以原岩处于平衡状态。开 掘巷道或进行回采以后，破坏了原来的应力平衡状态，引起岩体 内应力的重新分布及其变形，表现形式为顶板下沉和垮落，底板 隆起，煤壁片帮，并引起支架变形和破坏，充填物沉缩，煤的压 出，地表变形等，直到岩体形成一个新的平衡状态为止。2. 矿山压力由于采掘工作破坏了岩体原始应力状态，引起应力重新分 布，在其采掘空间周围岩体和支撑物上表现的力，应力重新分布 产生的一系列力学现象为矿山压力显现。3. 矿山压力的主要影响因素（1）包括地质因素、岩石性质及

4、其构造特征。软岩的强度 一般较低，受力后容易产生变形和破坏，岩层的层理、节理发育 强度影响较大，掘进时容易产生冒顶。反之，层理、节理不发育 的坚硬岩层，受力后不易变形和破坏，也就不易冒顶。断层的存 在能改变顶板冒落的一般规律，或者造成突然来压和冒顶。开采 深度越大，上覆岩层显现大，形成的支承压力越大，在开采过程 中，矿压显现越明显。在生产实践证明，煤层倾角越小，矿山压 力显现越大，反之，矿山压力显现稍小。(2) 生产因素：生产因素是人为的，只要掌握矿压显现规 律，就可以人为地控制和改变这些因素的危害程度，生产因素主 要有巷道布置的位置关系，支护形式、开采顺序、工作面推进速 度和控顶方法等。五、

5、采煤工作面矿山压力显现规律采矿工作破坏了矿山原岩体应力 的平衡状态，采掘空间周 围7 ；体的应力在一定区域内将重新分布o1. 支承压力当在煤层中开掘切割眼后，位于切割眼上方岩石的支撑点 发生移位,上部岩层的重量将向巷道两则转移，使两则载荷增加, 形成集中压力，在集中压力的作用下，煤帮破坏变形，承载能力 降低，高峰压力即向煤帮深部转移，其抗压强度逐渐增加，支撑 压力也逐渐形成。2. 采煤工作面初次来压工作面从开切眼开始采煤后，随着工作面的推进，顶板岩 梁的跨度越来越大，顶板就逐渐弯曲下沉，这时工作面顶板下沉 加快，煤壁片帮严重，支柱受力增大，接着发生顶板阶梯式下沉, 在这样的情况下是工作面回采以

6、来老顶的第一次大规模来压，叫 做老顶的初期來压。由切割眼到初次来压时工作而推进的距离叫 做老顶初次来压步距，一般为25-35m左右。3周期来压初次来压后，老顶岩梁由双支撑梁状态变为悬臂梁状态， 随着工作面继续推进，老顶岩梁周期性折断下沉，这时，工作面 周期性的出现顶板下沉加快，煤壁出现片帮严重现象，支柱受力 增大，出现断柱、倒柱，以及顶板台阶下沉等老顶来压现象，严 重时可推垮回采工作面，在这样的情况下必须加强特殊支护，周 期来压时，工作面应保证一定支柱密度及支架稳定性。六、掘进工作面矿山压力显现规律在煤岩体内掘进巷道后，巷道围岩产生变形位移，破坏甚 至垮落，这种现象叫做地压现象。由巷道变形、位

7、移、破坏、垮 落而作用在支架上的力，叫做巷道地压。巷道地压的大小及形成主要表现为巷道顶压、巷道侧压和 巷道底压3种基本形式。1. 巷道顶压在煤岩体中挖掘巷道后，由于巷道上方的岩体失去了支撑, 产生了拉应力，同时在拉应力的作用下，岩石产生裂隙，这些裂 隙相互交错，使岩石成为碎块。如果在这种情况下支护不可靠， 这些岩石就会掉下来，所谓冒顶，造成巷道垮塌，该裂缝继续扩 大，达到一定高度，然后稳定下来，就会形成一个自然平衡拱， 此时，若有接顶支护可靠，自然平衡拱内的岩石其重量全部作用 在支护上，这就是顶压。2巷道侧压随着顶板的冒落，加上平衡拱的形成，所有向下的作用力 都作用在巷道两帮岩石上。如果两帮岩

8、石所承受的力没有超过木 身的强度，两边岩石就不会遭到破坏，若两帮岩石松软，而承受 不了上面的压力，两帮岩石造成垮落，这时支架的柱腿承受两帮 的水平推力，这种水平推力就叫巷道的侧压。侧压常使柱腿折断 变形等。3巷道底压巷道产生侧压得到新的平衡之后，新的自然平衡拱更多把 压力传递给两帮，再作用在底板当底板岩石强度较低时，底板岩 石就会向上鼓起，从而产生底压，岩石吸水后膨胀而底鼓也会产 生底压。七、顶板事故重点控制头面我矿m31煤层地质构造极为简单,煤层平均倾角19度左右, 煤层顶板属泥岩，易于破碎，但是在开采过程中，煤层顶板破碎, 不易于支护，由于顶板破碎给管理带来了一定程度的困难，因此 不能用固

9、定的支护方式支护顶板，顶板完整时偏重于“支”，顶 板破碎时偏重于“护”，采煤工作面要逐步完善支护方式，认真 使用好单体支柱和钱接顶梁，必须按规定打好俄柱，并加强背护, 布置支护时必须认真按作业规程要求支护，其柱距不超 过:0.8m、排距不超过:1.0m,顶板破碎或顶板来压时采用密集支 护，必须保证单体支柱有足够的支撑力，起到控顶而不空顶的支 护作用和效果，防止工作面回采时冒顶或推垮性事故的发生，在 掘进过程中，也耍处理好炮掘与支护方式的关系，摸顶掘进，不 破顶板，否则，会造成采煤和掘进因支护不当或支护质量差而导 致顶板事故的发生。重点控制头面为11301采煤工作面，11302运输巷、11302

10、 冋风巷的掘进工作面。八、采掘顶板灾害事故类型及预兆(-)采煤工作面冒顶的防治1采煤工作面冒顶事故类型(1) 按冒顶范围分为局部冒顶和大型冒顶两大类。(2) 按冒顶事故的力学原因分为压垮型冒顶事故、漏垮型 冒顶事故和推垮型冒顶事故3大类。2. 采煤工作面发生冒顶事故的地点(1) 局部冒顶易发牛地点有：靠近煤壁附近的局部地点、 采煤工作面两端的局部地点、回柱放顶附近的地点、地质破坏带 的局部地点，局部冒落范围不大有时在3-5架范围内，容易伤亡 操作人员，但局部冒顶事故多余大型冒顶事故，但采煤工作面打 哈哈操作质量管理到位，冒顶事故的次数相应减少。(2) 大型冒顶是指冒顶范围比较大，易造成更大的伤

11、亡事 故，它包括老顶来压时的压垮型冒顶、直接导致的压垮型冒顶 或者大面积漏压型冒顶、复合顶板推垮型冒顶，大块游离顶板旋 转推垮型冒顶、采空区冒落冲入采煤工作而的推垮型冒出顶及冲 击推垮型冒顶等。3顶板的冒险顶预兆(1) x作面煤壁片帮或支柱下移、顶板掉渣并有明显的响 声，有煤炮声响甚至每隔几分钟响一次。(2) 由于某种原因煤体内支撑压力的作用，煤层中的煤眼 变形，有的地段打完眼后装不进药，甚至打完眼后退钻杆都有困 难。(3) 可听到顶板折断发出的闷雷声，发出声响由远到近、 由低到高若安设有地音仪收到的岩石开列韦频显著增加。(4) 顶板下沉急据增加，顶板和采空区有明显的台阶状断 裂、下沉、垮落岩

12、石呈长条或块茎状形、采空区信号支柱受压， 柱帽压裂，或在短时间内压弯或折断。(5) 顶板有时出现裂隙与淋水，底板局部也可能底鼓，出 现裂隙和出水，断层处出现滴水增大，严重时顶板出现掉肝。(6) 工作面来压时，支架压力突增，甚至出现倒柱、断柱 的现象发生，工作面的木朵受压有破裂出水现象，若出现这种预 兆时，撤出工作面所有人员，在压力稳定后，增设支柱或木朵， 加固采场内支架后，经全面检查无安全隐患后方能作业。4.老顶来压时的压垮型冒预防：压垮型冒顶是指工作面支柱强度不足和顶板来压引起支架 大量压坏而造成的顶板事故。其预防方法如下：(1) 保持工作面单体液压支柱的完好性，支柱的初撑力应 能平衡垮落带

13、直接顶和老顶岩层的重量。(2) 单体支柱应经常检查确保每根支柱不漏液才能保证每 根支柱的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层。(3) 工作面遇到断层时，在断层范围内要及吋加强工作面 的支护，最好采用加打加密木朵，不能采用正常方法回柱。(二)掘进工作面冒顶的防治1根据掘进巷道岩石性质，严格控制空顶距，掘进头在施工 过程中遇到断层褶皱等地质构造破坏带及层理裂隙发育的岩层 时，支架应紧靠掘进头。2严格执行敲帮问顶制度，巷道岩石悬肝必须清找干净，危 岩-吋敲不下来的应采取打临时工支柱，严禁空顶作业。(3) 在地质破坏带或层理裂隙发育地区掘进巷道缩小棚 距，在掘进头附近应采取加固支架、防治突然顶板来压推

14、垮支架。(4) 巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩的压力。(5) 巷道替换支柱时，必须先支新支柱再撤老支柱。九、采掘工作面顶板管理安全技术措施1. 回采工作面顶板管理安全技术措施(1) 回采工作面开工前必须编制内容全面、具体、可行又 可靠、针对性强、可操作性好的作业规程和安全技术措施。(2) 尽量采用先进合情、合理的开采工艺、技术和装备材 料。(3) 合理确定作业方式和安全生产组织、组合形式，合理 劳动组合及人员定岗分工，以人为本，因材施用，从人的第一要 素上把好顶板安全关。(4) 必须专门编制回采工作初次放顶，预防老顶初次来压、 周期来压、采面收尾结束的专门安全技术措施和确保措施贯彻落 实

15、，确保特殊情况下顶板安全的组织保障措施。(5) 合理确定回采工作面采场布置形式、支护方式、循环 方式、回柱放顶步距、控顶及老空区处理方式，并根据采场压力, 回柱放顶后老空区冒落情况及时采取有效的针对性措施。(6) 回采过程屮必须加强对采场的检查维护工作，发现失 效，缺损支柱及时更换处理，发现隐患、险情及时采取安全补救 措施。(7) 无论采用何种落煤、运煤工艺及方式都必须执行随采 随时支护，严禁空顶冒险作业。(8) 回采工作面遇地质变化构造带必须编制针对性强的安 全技术处理措施，严禁现场工人无规、无序、随意处理而酿成灾 难。(9) 回采工作面必须保持三直一平两畅通，支护质量规范 标准化，上、下安

16、全出口畅通。(10) 回采工作面运输巷、回风巷必须在距煤壁20米范围 内按双排10米、单排10米进行超前支护，巷道高度、断血符 合煤矿安全规程规定。(11) 回采工作而在进行落煤、支柱、回柱放顶和替换支 柱时，严格执行敲帮问顶制度，发现危岩、离层破碎顶板及时进 行处理或者加固支护。(12) 回采工作面在进行回柱放顶或者回撤老巷支架时必 须至少2人一组，一人操作，一人观察顶板安全并选择好安全退 路，严禁独自一人回柱、撤架作业。(13) 回采工作面支柱必须有2-5公分深的柱窝，绞接顶梁 绞接率必须大于95%,顶板视其坚硬完整状况采用合理的背护方 式背护材料背严接实，每一根柱都必须支正、支牢，承压状

17、态好。(14) 回柱切顶密集，加强斜撑柱的支设，预留回柱人员 安全出口，老巷留设长度，上、下安全出口特殊支护等都必须在 作业规程中作具体明确规定。2. 掘进工作面顶板管理安全技术措施(1) 掘进工作面开工前必须编制作业规程和有顶板安全管 理规定的安全技术措施，并组织作业人员学习后实施。(2) 掘进工作面应选用安全可靠性好、服务周期长、经济 适用的支护材料和支护方式。(3) 全煤、半煤巷及岩层破碎的全岩推进时，必须采用有 效安全的临时支护或者前探梁支护措施。(4) 前探梁用9#工字钢，长不小于4.5米，至少用3根平 行架设，每根前探梁至少3个稳固卡，卡子的位置前两个尽量靠 前适当位置架设，每个卡

18、子都必须卡牢契紧受力好。(5) 前探梁必须边掘边向前移设，但前探长度最多不准超 过1.5米，前探梁移动后必须背严接实顶板，严禁无支护空顶作 业。（6）若是架设支架支护顶板，则必须掘出一架支架位置就 架设一架支架，支架材料、材质、背顶材料、材质、支架架设规 格等都必须在作业规程屮明确规定清楚。（7）若是做砖墙、发硝支护必须上一班掘巷，下一班发確 做墙支护好。（8）若采用放炮掘进，必须对掘而5米一段范围内的支架 进行加固处理，避免因放炮崩垮支架或者使支架歪斜变形，若崩 垮支架，则应由外向里逐架恢复处理好，然后可出煤（砰）作业。（9）掘进工作面若遇地质变化带，遇老空废巷等特殊情况 时，必须制定针对性

19、的专门措施。（10）认真搞好工作质量、施工质量和工程质量，并按质 量标准组织检查验收和考核，以质量保安全。（11）严格执行敲帮问顶制度，随时了解、掌握煤（岩） 安全状况，及时处理危岩，预防冒顶，片帮伤人事故。3扩巷、修巷、改换支架顶板管理安全技术措施（1）凡进行巷道维修、扩巷、改巷及工作量较大的支架替 换作业时都必须制定强化顶板管理，确保顶板安全的专门措施， 并认真贯彻实施。（2）改、扩、修巷及支架替换作业只能由有安全退路的一 端逐架、逐段向前施工，不允许在一条独头巷内分段作业，以免 垮巷堵塞作业人员无法安全撤离。(3) 改巷、扩巷、修巷和替换支架施工作业前，必须对施 工作业点前后3-5米范围

20、内的巷道或支架进行加固处理，清理好 安全退路后方可作业。(4) 扩巷、修巷、替换支架都只能逐架、逐段进行，不允 许一次拆除多架旧、坏支架或者扩巷较长距离不支护。(5) 扩巷、改巷、修巷、替换支架时必须按措施规定搞好 施工工程质量，支架应架正、架牢，帮、顶应背严接实，不准空 帮、空顶。(6) 扩巷、改巷、修巷遇十字交叉巷口或者老、旧、废巷 时，必须另外补充措施，选派工作认真负责、技术过硬的老工人 担任，要有顶板管理员或者值班安全员、矿(队)领导现场跟班 监督、指挥、协助管理安全，直到渡过困难危险区段为止。(7) 扩巷、修巷、改巷、替换支架拆下的废旧材料必须及 时转运出井，不准堆码在巷内影响施工和

21、行人。(8) 扩巷、改巷、修巷或替换支架作业必须坚持敲帮问顶 制度，随时掌握顶板活动情况，及时采取补救和处理措施，防止 冒顶、片帮伤人。十、顶板灾害事故预防的安全管理措施加强技术基础工作，在选择合理的支护形式及密度的基础 上，进一步探索、完善和论证，为今后支护设计提供科学的依据。建立以生产技术部门矿压观测小组为核心，各采掘队为成 员的支护质量与顶板动态监控体系。并用微机处理数据，采煤队 耍配备一定数量的测压仪器，由队管理人员负责落实观测人员， 负责每班出初撑力自检，并定期按规定向生产技术部门提供资 料。加强现场技术管理工作，首先加强作业规程的把关管理， 其次加强现场资料的技术收集和整理工作，第

22、三要消灭无措施作 业，第四要严格执行开工准许制度，第五要加强现场执行，严把 顶板管理的关口。矿井要建立稳定的支护质量监督，检查领导小组，由生产 副矿长负责按“三大规程”的规定实施，并定期按规定提供有关 顶板管理以及措施执行情况的资料。教育职工加强业务学习，认真掌握支护技术，牢固树立“初 撑力第一”和“工程质量是产品”的观点，进一步加强和深化质 量意识。加强支护检查工作，每旬安全检查时，必须对采掘头面的 支护作认真的检查，不得使用不合格的材料作支护。严格执行敲帮问顶制度，严格按操作规程规定进行敲帮问 顶。加强临时支护，严禁空顶作业。在顶板管理方面，因地质构造影响采用木支护的工作面， 要加强支护的

23、ri常检查，不得出现断梁折柱，防止超前压力推跨 支柱而造成事故。十一、顶板灾害事故应急救援组织领导（一）矿成立灾害事故应急救援指挥部1指挥长：由矿长担任。2. 副指挥长：生产、机电、安全、后勤副矿长、总工程师担 任3. 指挥部成员：后勤负责人、矿办公室主任、保卫人员、 安全员、瓦检员、监控室负责人、电钳工负责人。4参与救援的人员必须指挥，直接受指挥长领导。（二）顶板灾害事故应急救援指挥部职责1指挥长：全面负责灾害事故抢险救灾实施组织、领导指挥 工作。2副指挥长职务和工作职责：（1）安全副矿长：直接协助指挥长组织指挥有关抢险救灾 事宜，若井下设临时指挥所，担任临时指挥所负责人，负责井下 前线抢险

24、救灾。（2）生产副矿长：根据指挥长的指令要求，协同安全副矿 长到事故发生现场靠前组织指挥抢险救灾工作。（3）总工程师：根据指挥部集体决定或者指挥长命令，编 制灾害事故抢险救灾安全技术措施，做好抢险救灾相关记录，根 据井下事故现场做井下抢险救灾的技术指导。（4）参与救灾的救护队负责人：根据指挥长指令，派救护 队救护队员深入事故现场，做事故现场探查了解，尽最人的可能 准确收集了解灾害事故现场情况并抢救有生还希望的遇害人员， 将侦察情况如实、简明、准确报告指挥长，以利丁抢险救灾方案 制定和决策。(5) 后勤负责人：主要负责协助或根据指挥长的指令，做 好地面安全保卫工作和管理工作，医疗救护和护送入院治

25、疗，家 属安抚接待等后勤保障工作。(6) 指挥及其它成员：根据职务职责，具体承担安全管理、 事故抢救等事务性工作，完成指挥长、分管副指挥长临时分派的 工作。十二、灾害事故报告制度1. 井下无论何吋何地出现重大险情或者已经发生出现灾害 事故，无论何人在干什么工作，都必须立即停止工作，一方而以 最快、最短的时间和最好的方式，及时控制险情，抢险救灾，防 止险情与灾害事故恶化扩大，同时必须及时以最快的方式向调度 室汇报。2. 汇报内容包括以下儿方面：(1) 重大险情的时间、地点。(2) 灾害事故的类别严重性和危害性。(3) 灾害事故已经造成的后果及人员伤亡情况。(4) 事故原因的初步判断、发展趋势等。

26、(5) 伤亡人员的抢救和现场已经采取的应急措施。(6) 是否需要现场医疗救援和其它外援协助救援。(7) 报告人姓名、职务、保持联系的方式。3调度室接受汇报时必须如实做好记录。4向上级汇报灾害事故的规定：凡出现重大险情和人员伤亡事故，矿调度室或救灾指挥部 接到汇报后，在组织抢险救灾的同时，应尽快向上级主管部门、 地方政府报告。内容如下：(1) 重大险情的单位、地址。(2) 灾害事故发生的时间、矿井内区域地点。(3) 重大险情灾害事故和类别、危害性质、有无人员伤亡、 遇害遇难大致人数、财产损失概况。(4) 矿井已经实施的抢险救灾方案，步骤和措施。(5) 是否需要外援或者何等级别、规模、类别(页疗、

27、救 护、消防等)的外援和支持帮助。(6) 报告人姓名、职务和保持联系的方式方法。(7) 及时向业主报告并提出有利于抢险救灾的要求和建 议。(8) 根据险情的类别、性质的危害严重程度可向救援、救 护协助单位提出支持救援请求，同时和上级主管部门、地方政府 请求救援和是否需要断续救援的情况保持联系。(9) 汇报部门和汇报人员应将上述汇报内容向什么部门汇 报和情况及接收人员姓名做好时间记录。(10) 对上级主管部门、地方政府的指示及业主的要求如 实全面记录转告抢险救灾指挥部总指挥不能延误和遗漏。十三、灾害事故应急救援1灾害事故处理原则(1) 发生安全灾害时，必须由矿长兼任灾害事故应急救援 指挥部指挥长

28、，全权指挥和组织领导抢险救灾工作，任何人不能 替代和越权指挥。(2) 若出现顶板冒顶事故，立即起动本预案，按照职责分 工，措施方案及有关规定有序地进行抢险救灾。(3) 灾害应急救援指挥成员应有高度责任心和自觉性，接 到通知后，迅速到临时指挥所、矿调度室汇合集中，按研究方案 和制定的措施接受任务，各就各位组织实施。(4) 实施抢险救灾，任何人都必须听从指挥，服从命令， 保持严肃认真的态度，主动积极努力工作，严禁拖延推诿，怡误 战机，若出现有临阵岀逃，对此，必须给予严肃处理，直至追就 行政及法律责任。(5) 抢险救灾组织指挥必须科学合理、安全可靠、冷静慎 重稳妥、方案及措施可行、可靠，既耍保证高效，又必须确保参 与救灾人员的安全，避免事故损失扩大恶化。(6) 全体抢险救灾人员积极勇敢参与抢险救灾的同时，必 须提高自我保护和互助保安意识，防止出现无畏的牺牲和损失。(7) 抢险救灾时必须遵循先易后难的原则、先救有生还者 的原则和方法步骤进行施救。(8) 抢险救灾必须