扩修过程中顶板灾害防治-关鹏云

1、扩修过程中顶板灾害防治 巷修队 关鹏云 2015年5月 扩修过程中顶板灾害：扩修过程中顶板灾害： 是指在巷道维修过程中，因顶板意外冒落而造是指在巷道维修过程中，因顶板意外冒落而造成的人员伤亡、设备损坏、停止生产等事故。成的人员伤亡、设备损坏、停止生产等事故。 顶板灾害是巷道扩修过程中最主要的灾害之一。顶板灾害是巷道扩修过程中最主要的灾害之一。 榆阳煤矿榆阳煤矿“2 21414”顶板事故顶板事故 2007年2月14日10时30分，通风维修队在3102风桥处发生一起顶板事故，伤亡四人。 事故经过： 2007年2月14日，通风维修队早班按计划对3102进风顺槽风桥进行检修维护。队长张某某8：10带领

2、10名工人入井。8：40进入施工地点，队长张某某对施工地点进行敲帮问顶以后，安排工人把落下的大块矸石破碎后运走，然后进行支护准备工作。10：00锚杆机运送到施工地点准备打锚杆，张某某（队长）发现顶板活石，在用钎杆处理时，顶部岩（3460mm3100mm210mm）突然冒落，现场人员躲闪不及，当场将张某某、李某某、薛某某、张某四人压在岩石下面。经抢救，10：30将全部遇险人员救出，并用矿120救护车立即送往星元医院抢救，四人经急救无效先后死亡。 煤层上面的岩层叫顶板。煤层上面的岩层叫顶板。根据坚硬程度及距煤层的距离可以分为三类：根据坚硬程度及距煤层的距离可以分为三类： 伪顶：伪顶：位于煤层之上随

3、位于煤层之上随 采随落的极不稳定岩层；采随落的极不稳定岩层； 直接顶：直接顶：位于伪顶或直接位于煤层之上，具有一定稳定位于伪顶或直接位于煤层之上，具有一定稳定性，可悬露一定的面积和时间来支设支架，但随移架或性，可悬露一定的面积和时间来支设支架，但随移架或回柱放顶后能自行垮落的岩层；回柱放顶后能自行垮落的岩层； 基本顶：基本顶：位于直接顶或煤层之上，厚而坚硬难垮落的岩位于直接顶或煤层之上，厚而坚硬难垮落的岩层，俗称老顶。层，俗称老顶。一、顶板分类一、顶板分类123451 1、基本顶；、基本顶；2 2、直接顶；、直接顶；3 3、伪顶；、伪顶；4 4、煤层；、煤层；5 5、底板岩层、底板岩层煤层顶底

4、板岩层煤层顶底板岩层 1 1、按冒顶范围可将顶板事故分为：按冒顶范围可将顶板事故分为： 局部冒顶局部冒顶 是指范围不大，伤亡人数不多(1-2人)的冒顶。实际煤矿生产中，局部冒顶事故的次数远多于大型冒顶事故，约占冒顶事故的70%，但总的危害比较大。 大型冒顶大型冒顶 是指范围较大，伤亡人数较多（每次死亡3人以上）的冒顶。 巷道扩修过程中多为局部冒顶。二、顶板事故分类二、顶板事故分类1、普通巷道的冒顶事故、普通巷道的冒顶事故第一，第一，拉棚破岩后，顶部存在与岩体失去联系的岩块，如拉棚破岩后，顶部存在与岩体失去联系的岩块，如果果不及时支护不及时支护，该岩块可能与岩体失去联系而冒落；，该岩块可能与岩体

5、失去联系而冒落；第二，第二，扩修茬口附近已支护部分的顶部存在与岩体完全扩修茬口附近已支护部分的顶部存在与岩体完全失去联系的岩块，一旦失去联系的岩块，一旦支护失效支护失效，就会冒落造成事故。，就会冒落造成事故。 巷道经过反复扩修，顶部岩层原有状态已经遭到破巷道经过反复扩修，顶部岩层原有状态已经遭到破坏，变得极破碎，给维修工作带来了难度。坏，变得极破碎，给维修工作带来了难度。原因：原因：三、巷道冒顶事故发生的地点三、巷道冒顶事故发生的地点发生地点发生地点: 普通巷道普通巷道2、巷道交叉处的冒顶事故、巷道交叉处的冒顶事故原因：原因：巷道交叉口需要架设抬棚替换原巷道棚子的棚巷道交叉口需要架设抬棚替换原

6、巷道棚子的棚腿，如果交叉口巷道顶部存在与岩体失去联系的岩块，腿，如果交叉口巷道顶部存在与岩体失去联系的岩块，并且围岩正向巷道挤压，而新支设抬棚的强度不够、并且围岩正向巷道挤压，而新支设抬棚的强度不够、或稳定性不够，就可能造成冒顶事故。或稳定性不够，就可能造成冒顶事故。 拉抬棚时，破坏了原有的应力平衡状态，应力重拉抬棚时，破坏了原有的应力平衡状态，应力重新分布时，如果不及时支护，也会发生冒顶事故。新分布时，如果不及时支护，也会发生冒顶事故。发生地点发生地点： 巷道维修时顶板事故多发生在巷道交叉口（巷道维修时顶板事故多发生在巷道交叉口（“丁丁” ” 字口，字口， “十十”字头）。字头）。3、地质构

7、造带的冒顶事故、地质构造带的冒顶事故原因原因：地质构造主要指褶曲、断层、滑动构造。：地质构造主要指褶曲、断层、滑动构造。 由于地应力的作用，使煤岩层原有的产状、物理结由于地应力的作用，使煤岩层原有的产状、物理结构、整合状态产生变化，巷道围岩变得破碎，极易造构、整合状态产生变化，巷道围岩变得破碎，极易造成冒顶事故。成冒顶事故。发生地点发生地点：地质构造带附近地质构造带附近4、采煤工作面附近的冒顶事故、采煤工作面附近的冒顶事故原因原因：工作面压力分布带分别对巷道维修造成不同的：工作面压力分布带分别对巷道维修造成不同的影响。巷道维修时应尽量避免在应力集中带施工。影响。巷道维修时应尽量避免在应力集中带

8、施工。 老顶的周期性断裂，造成老顶较规律性的顶板来压，老顶的周期性断裂，造成老顶较规律性的顶板来压，老顶来压时对周围巷道有较大的影响，处于应力集中老顶来压时对周围巷道有较大的影响，处于应力集中带前方的巷道形变加速度、顶底板移近量等参数会随带前方的巷道形变加速度、顶底板移近量等参数会随着距工作面距离的长度变小而增大，最直接的显现就着距工作面距离的长度变小而增大，最直接的显现就是巷道变形速度。所以要科学合理的制定维修计划。是巷道变形速度。所以要科学合理的制定维修计划。发生地点发生地点：采煤工作面附近采煤工作面附近1 1、响声。、响声。2 2、掉渣。、掉渣。3 3、裂缝。、裂缝。4 4、片帮。、片帮

9、。5 5、离层。、离层。6 6、漏顶。、漏顶。7 7、顶板淋水加大。、顶板淋水加大。8 8、有毒、有害气体增加。、有毒、有害气体增加。四、冒顶的预兆四、冒顶的预兆五、预防扩修时冒顶事故的措施五、预防扩修时冒顶事故的措施:（1）超前加固。保证超前加固长度和加固质量。超前加固。保证超前加固长度和加固质量。 对老棚超前加固的长度不小于对老棚超前加固的长度不小于3m ，严禁用漏液单体，严禁用漏液单体液压支柱加固，每根单体液压支柱必须用铁丝防倒液压支柱加固，每根单体液压支柱必须用铁丝防倒。五、预防扩修时冒顶事故的措施五、预防扩修时冒顶事故的措施:（2）严格坚持先固顶，后刷帮，帮顶不同时作业的原则。严格坚

10、持先固顶，后刷帮，帮顶不同时作业的原则。 在安全系统工程理论认为，生产过程中存在着人的不在安全系统工程理论认为，生产过程中存在着人的不安安全行为和物（机器或物料）的不安全状态，一旦它们发生全行为和物（机器或物料）的不安全状态，一旦它们发生时间和空间上的运动轨迹交叉（或逆流能量轨迹交叉），时间和空间上的运动轨迹交叉（或逆流能量轨迹交叉），就会造成事故。就会造成事故。 所以，必须坚持先固顶，后刷帮，帮顶所以，必须坚持先固顶，后刷帮，帮顶不同时作业的原则。不同时作业的原则。（3）戗棚、戗柱戗棚、戗柱 戗棚是过十字头拉棚抬棚时打设的加固措施；戗棚是过十字头拉棚抬棚时打设的加固措施；戗柱是在茬口打设的加

11、固措施。戗柱是在茬口打设的加固措施。 戗棚是扩修至巷道交叉口时临时支护，戗柱是戗棚是扩修至巷道交叉口时临时支护，戗柱是打设在扩修茬口老棚上与扩修方向相同、与老棚打设在扩修茬口老棚上与扩修方向相同、与老棚作用力相反的单体液压支柱。作用力相反的单体液压支柱。 戗棚和戗柱是通过长期的实践和总结得出的行戗棚和戗柱是通过长期的实践和总结得出的行之有效的防范措施。之有效的防范措施。五、预防扩修时冒顶事故的措施五、预防扩修时冒顶事故的措施:戗柱示意图戗柱示意图60 70五、预防扩修时冒顶事故的措施五、预防扩修时冒顶事故的措施:（4）严格控制控顶距。严格控制控顶距。 必须按照安全技术措施和作业规程的要求严格必

12、须按照安全技术措施和作业规程的要求严格控制控顶距。特别是顶板破碎、遇到断层褶曲等控制控顶距。特别是顶板破碎、遇到断层褶曲等地质构造破坏带或层理裂隙发育的岩层时。地质构造破坏带或层理裂隙发育的岩层时。（5）连锁加固连锁加固 在坡度较大的巷道内扩修时，新修支架采在坡度较大的巷道内扩修时，新修支架采用连锁片加固。用连锁片加固。 连锁片是根据连锁片是根据U型钢支护的拉杆改装的，使型钢支护的拉杆改装的，使用时配合用时配合U型丝使用。型丝使用。 在倾斜巷道中，可以防止支架下滑，有利在倾斜巷道中，可以防止支架下滑，有利于支架整体的稳定性。于支架整体的稳定性。五、预防扩修时冒顶事故的措施五、预防扩修时冒顶事故的措施:（6）一挑一挑二探。二探。 “一挑一挑”指用铁指用铁钎川配钎川配合荆芭合荆芭挑顶、挑顶、护帮；护帮； 五、预防扩修时冒顶事故的措施五、预防扩修时冒顶事故的措施:铁钎川构造示意图铁钎川构造示意图软木塞958.7651200800软木塞1058.68516001000联锁装置 “二探二探”指用前探梁戴梁。指用前探梁戴梁。 在没有架设好新支架前。用前探梁挑梁克服了在没有