煤矿顶板安全

煤矿顶板安全第1页，共34页，2023年，2月20日，星期日★顶板事故是指是指在地下采、掘生产过程中，顶板意外垮落造成人员伤亡、设备损坏、生产中止等事故。★顶板事故是煤矿五大自然灾害之一（瓦斯突出与爆炸；煤尘爆炸；矿井火灾；矿井水灾；顶板事故）。

顶板事故的伤亡人数约占煤矿总伤亡人数的37％，对安全生产影响很大，所以加强顶板管理，消除顶板事故隐患，避免人员伤亡和财产损失，是顶板安全管理工作的根本。第2页，共34页，2023年，2月20日，星期日一、煤层的顶底板位于煤层上面或下面的岩层分别称为煤层的顶底板。根据顶底板的坚硬程度及距煤层的距离，可把其分为以下几类：

伪顶直接顶基本顶顶板直接底老底底板2023/4/12第一节、采场顶板活动规律第3页，共34页，2023年，2月20日，星期日1、基本顶；2、直接顶；3、伪顶；4、煤层；5、底板岩层煤层顶底板岩层第4页，共34页，2023年，2月20日，星期日

1、伪顶是在煤层之上、紧贴煤层的一层松软岩层，一般厚度0.3～0.5m。当煤层被采落时，伪顶也同时下落，混入煤中，影响煤质。伪顶一般极难支护。2、直接顶是位于伪顶之上或煤层（无伪顶时）之上的顶板，它具有一定的稳定性。一般能随回柱放顶及时垮落。直接顶是采掘工作面支护的对象。如果支护好，就不会冒顶，否则会造成冒顶伤亡事故。

第5页，共34页，2023年，2月20日，星期日3、基本顶（老顶）指位于直接顶或煤层之上，通常为厚度及岩石强度较大、难于垮落的岩层。常有砂岩、砾岩、石灰岩组成。

基本顶能维持很大的悬露面积而不随直接顶垮落。基本顶垮落后会给采煤工作面带来很大压力，如果工作面支护不好，就会发生大面积冒顶伤人事故。第6页，共34页，2023年，2月20日，星期日二、采空区上方顶板的“三带”采空区上方的岩层，按由下向上的顺序逐步冒落，根据破坏特征及结构特点分为三个带：冒落带、裂隙带、弯曲下沉带1、冒落带岩层破碎冒落，下部块度较小，而且呈杂乱无章堆积，上部块度大，呈规则的排列。由于岩石的碎胀性，每冒落一些岩层，采空区自由空间的高度就减小一些。第7页，共34页，2023年，2月20日，星期日冒落带岩层厚度（冒落带高度）是冒落后能把采空区空间填满的厚度。2、裂隙带岩层中出现许多垂直或斜交于层面的裂隙，以及顺层的离层裂隙，但不冒落。3、弯曲下沉带岩层整体弯曲，可能有少许裂隙，影响范围可波及到地表。第8页，共34页，2023年，2月20日，星期日第9页，共34页，2023年，2月20日，星期日引言★世界主要产煤国家统计资料表明，冒顶事故总数占井下事故的二分之一。★“冒顶”即地下开采中，上部矿岩层自然塌落的现象。是由于开采后，原先平衡的矿山压力遭到破坏而造成的。采煤工作中有时有计划地放落上部煤层，也称为冒顶。★“片帮”指矿井作业面、巷道侧壁在矿山压力作用下变形，破坏而脱落的现象。★采场支架对顶板应能支得起、稳得住、护得好。第二节煤矿顶板事故概况第10页，共34页，2023年，2月20日，星期日（一）、煤矿顶板事故总的分为：采场顶板事故及巷道顶板事故。1、采场①绝大多数发生在使用单体支柱和木支柱工作面约占93%；②由直接顶造成的事故约占93%，老顶造成的事故约占7%；③局部冒顶70%，大型垮落30%；④机炮道26%，放顶线15%，上下两口15%，其他44%。2、巷道掘进头占48%，交叉点43%，其他9%。掘进头和交叉点是防治重点。一、顶板事故的分类第11页，共34页，2023年，2月20日，星期日（二）、按发生事故的力学原因分三类：压垮型冒顶；推垮型冒顶；漏垮型冒顶。压垮型冒顶：由垂直于层面方向的顶板力压坏采场支架而导致的冒顶。推垮型冒顶：由平行于层面方向的顶板力推倒采场支架而导致的冒顶。漏冒型冒顶：是因已破碎顶板没有得到有效防护受重力作用冒落而导致的冒顶。第12页，共34页，2023年，2月20日，星期日（三）、按冒顶发生的地点可分为：采煤工作面冒顶即发生在采煤工作面的顶板事故；掘进巷道冒顶即发生在掘进工作面的顶板事故。维修巷道冒顶即发生在维修巷道的顶板事故。（四）、按冒顶范围分为两类：大面积冒顶（一次伤亡3人以上）；局部冒顶（一次伤亡1-2人）。第13页，共34页，2023年，2月20日，星期日二、冒顶事故的预兆：1、发出响声（岩层下沉断裂，支架发出响声）2、掉碴；3、片帮煤增多；4、顶板出现裂缝增多；5、顶板出现脱层。用“敲帮问顶”的方法检查顶板，如果发出的声音清脆，表明顶板完好；如果发出“空空”的响声，说明上下岩层之间已经脱离。6、漏顶，形成棚顶托空；（空顶作业）7、瓦斯涌出量增加。8、顶板的淋头水量加大。第14页，共34页，2023年，2月20日，星期日具体措施为：1、迅速撤离到安全地点；2、遇险时要靠煤帮贴身站立或到木剁处躲避；3、感觉到顶板掉渣时，不要抬头观察，迅速躲避后观察；4、发现鸡窝顶时，要及时挑下，挑不下时必须做临时支护。三、顶板事故预兆时候的应急处理第15页，共34页，2023年，2月20日，星期日四、冒顶的原因井下采掘工作面发生冒顶的原因很多，也比较复杂，但常见的有以下几种：1、地质因素的影响。采掘工作面在遇到顶板松软破碎时较难控制，易发生局部冒顶事故。但是，顶板坚硬难冒时，一旦冒落，会造成采煤工作面大面积冒顶事故。我国有些矿区还有冲击地压的影响。除此之外，采掘工作面如果遇到断层、褶曲、风化带、陷落柱时，由于顶板破碎，难以控制，也易发生冒顶事故。第16页，共34页，2023年，2月20日，星期日2、顶板压力变化影响。在采煤工作面开采中，有基本顶的初次来压和周期来压，工作面靠采空区一侧还有固定的支承压力。如果支护措施不能有效地抵抗压力，就会发生冒顶事故。在掘进巷道布置中，如果布置在压力集中区，也易造成冒顶事故。3、采掘工序的影响。采煤工作面爆破、采煤机割煤、移输送机、回柱放顶都可能引起冒顶事故。工作面在托伪顶、过老巷、过断层等特殊条件下，如果支护措施不当，同样会发生冒顶事故。第17页，共34页，2023年，2月20日，星期日在掘进工作面，不采用前探梁支护，控顶距离大，易发生冒顶事故。对采用棚子支护的掘进工作面，爆破前，如果支架不实行十连锁也会由于爆破打倒棚子而引起冒顶事故。4、人为因素的影响。在冒顶事故中，人的违章操作占极大比例。其主要表现在对工作不负责任、不按规定控制顶板、盲目蛮干、侥幸心理、缺乏安全意识、麻痹大意等方面。以上各种违章行为大都发生在节、假日及矿井停产检修前后。第18页，共34页，2023年，2月20日，星期日五、易发生冒顶的地点1、采煤工作面易冒顶的地点★采煤工作面易发生冒顶的地点可概括为“一道、一线、两出口”。★“一道”：是指采煤工作面机道。机道上方支护力相对较小，加之若煤壁片帮及破煤后顶板支护不及时，顶板失去控制，极易发生局部冒顶。如果局部冒顶处理不及时，还会发展为大冒顶事故。★“一线”：是指采煤工作面放顶线。在采煤工作面放顶线处，顶板最易破碎，顶板压力也最大。在回柱放顶过程中，由于压力的重新分布，在回收受力最大的1～2根支柱时，易发生冒顶事故。第19页，共34页，2023年，2月20日，星期日★“两出口”：是指采煤工作面的两个安全出口。在采煤工作面安全出口前后10m范围之内，由于应力集中，压力很大，加之控顶面积大、顶板破碎，发生冒顶的次数最多。2、掘进工作面易冒顶的地点掘进工作面易冒顶的地点在掘进工作面处。由于打眼、爆破工作对顶板振动破坏大、爆破后来不及支护、爆破打倒支护棚子等都易造成冒顶。另外，不采用前梁支架、不敲帮问顶而空顶作业也会发生冒顶伤人事故。第20页，共34页，2023年，2月20日，星期日第三节、顶板事故的预防和处理煤矿顶板事故的发生，会造成人力、财力及物力方面的极大损失，同时威胁矿工的生命安全，严重影响煤矿安全生产。但是，只要在工作中严格执行煤矿支护及顶板管理方面的措施，按章作业，冒顶事故是可以避免的。第21页，共34页，2023年，2月20日，星期日（一）、防止冒顶事故的原则(1)充分掌握顶板压力分布及来压规律。采煤工作面冒顶事故大都发生在直接顶初次垮落、基本顶初次来压和周期来压过程中。只要充分掌握压力分布及来压规律，采取有效的支护措施，是可以防止冒顶的。掘进巷道在布置及支架形式的选择上也要充分考虑压力的分布规律及顶板压力大小，把巷道布置在压力降低区内。第22页，共34页，2023年，2月20日，星期日(2)采取有效的支护形式。在采煤工作面，根据顶板特性及压力大小采取合理、有效的支护形式控制顶板，防止冒顶。如果工作面压力太大基本支架难以承受时，还可采用特殊支架支护顶板。综采工作面要严格控制采高，及时移架控制裸露顶板。在掘进工作面要坚持使用前探梁支护。在爆破前要加固棚子，实行连锁，防止崩倒棚子引起冒顶。第23页，共34页，2023年，2月20日，星期日

(3)及时处理局部漏顶，严禁空顶作业。采掘工作面如果出现局部掉矸、漏顶时，必须及时处理。否则，会出现漏顶处支架受力不均，受力大的支架被压断而引起大冒顶。(4)坚持敲帮问顶制度敲帮问顶制度是煤矿井下防止冒顶伤人的一项有效制度。在进入采掘工作面装煤、支护前，首先要敲帮问顶、处理活石。第24页，共34页，2023年，2月20日，星期日具体方法是：人员站在有支架掩护的安全处，用长把工具由轻到重敲击顶板，根据敲击声音判断顶板是否离层。一般地，实心声则说明顶板没有离层；空心声，说明顶板已经离层。对于已离层顶板要处理下来，如果无法处理下来，要用点柱先支撑，防止在工作中顶板冒落伤人。第25页，共34页，2023年，2月20日，星期日(5)特殊条件下要采取有针对性的安全措施。采掘工作面在遇到托伪顶、过断层、过老巷及地质破碎带时，必须采用有针对性地爆破措施、支护措施、背顶措施及回柱措施并严格执行，防止冒顶事故。第26页，共34页，2023年，2月20日，星期日（二）、预防采煤工作面冒顶的措施(1)加强矿井地质勘测工作，掌握采煤工作面顶底板岩性的变化规律，以便针对性地采取预防措施。(2)摸清初次来压的步距和时间，掌握周期来压的步距和时间，正确确定初采、初次放顶和周期来压的特殊支护措施和相关安全措施，预防大面积冒顶事故发生。(3)搞好矿压观测，及时预报顶板压力变化情况，为顶板管理提供可靠依据。第27页，共34页，2023年，2月20日，星期日(4)认真编制工作面作业规程，并根据客观情况的变化及时提出修改和补充措施，认真贯彻执行。正确确定采煤工作面的支护形式和方法及顶板管理方法。做好回柱放顶工作，防止放顶过程中发生冒顶事故。(5)坚持正规循环作业，缩短顶板的悬露时间，改善顶板状况。(6)加强工程质量管理，严格执行质量标准。严禁空顶作业，严禁在浮煤、浮矸上架设支架，所有支架都必须牢固，找准迎山角度，保证初撑力。缺柱、倒柱及时补齐，损坏的要及时更换。炮眼布置及装药量、一次爆破范围等必须按《作业规程》操作。第28页，共34页，2023年，2月20日，星期日(7)工作面上、下出口加强特殊支护；靠煤壁根据需要架设贴帮柱或临时支柱；放顶线的支护要严格执行放顶的安全措施。(8)坚持执行必要的制度，如敲帮问顶制、岗位责任制、质量验收制、交接班制、顶板分析制等。(9)加强安全教育，增强职工安全意识；严格执行各项管理制度；掌握冒顶发生的预兆，提高警惕性，一旦出现预兆，及时采取应急措施；不断提高安全操作技能，严禁违章指挥、违章作业。第29页，共34页，2023年，2月20日，星期日（三）、预防掘进工作面冒顶的措施(1)搞好地质资料调查．尽量将巷道布置在低压区或岩性较好的岩层中。(2)认真编制施工组织设计和作业规程，采取合理的施工方法和顶板管理方法。(3)严格执行《作业规程》中打眼爆破的规定，实行光面爆破，保持围岩稳定；坚持一次成巷，缩短顶板暴露时间和暴露面积。第30页，共34页，2023年，2月20日，星期日(4)巷道断面大、岩质松软破碎、压力大时，采取缩小支架间距、加强支护、砌碹壁后注浆等强化支护措施；倾角大的巷道，采取防止支架推倒的措施。(5)严格工程质量管理，坚持质量验收制度，发现不合格品．应及时返工处理。(6)加强工作面围岩观测，严格执行敲帮问顶制度，发现问题，及时采取措施，发现漏顶必须彻底处理，空顶隐患不处理好不准继续施工。第31页，共34页，2023年，2月20日，星期日（四）、冒顶事故的处理采掘工作面发生冒顶事故后，必须采取措施进行处理。如果发生冒顶压埋人事故时更应立即开展抢险救人工作，处理冒顶。由于冒顶的事故现场情况极其复杂，处理的方法也不可能相同，但处理冒顶的原则是相同的。(1)首先加固冒顶边缘支架，防止冒顶扩大。其次，设法控制冒顶区上方顶板，严禁空顶作业，只有在控制冒顶区顶板以后，