煤矿顶板事故隐患及其防治措施.docx

煤矿顶板事故隐患及应急处理措施

一、顶板类型和支护方式

1、顶板类型煤层顶板由伪顶、直接顶和老顶构成。伪顶是指紧贴在煤层之上，极易垮落的薄岩层；直接顶是位于伪顶或煤层（无伪顶时）之上，一般由一层或几层厚度不定的泥岩、页岩、粉砂岩等比较容易垮落的岩层所组成，直接顶按稳定性可分为：不稳定顶板，中等稳定顶板，稳定顶板，坚硬顶板；老顶又叫基本顶，一般指位于直接顶之上（有时也直接位于煤层之上）厚而坚硬的岩层。伪顶、老顶、直接顶，虚心求教辨分明；根据冒定难和易，防范措施好确定顶板分为坚硬难冒顶板、破碎顶板和复合型顶板。坚硬难冒顶板是指直接顶岩层比较完整、坚硬（固），回柱后不能立即垮落的顶板。一般为砂岩、砾岩和石灰岩。破碎顶板指的岩层的强度低、节理裂隙十分发育、整体性差，自稳能力低，并在工作面控顶区范围内维护困难的顶板。

2、顶板常见支护方式顶板常见支护方式有单体支柱支护、液压支架支护、锚杆支护。单体支柱支护主要是指采用木支架，摩擦式金属支柱、单体液压支柱支护。液压支架是在摩擦式金属支柱和单体液压支柱等基础上发展起来的采煤工作面机械化支护设备。锚杆支护主要是指用木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、树脂锚杆、快硬水泥锚杆结合锚网进行支护的一种支护方式。

一、常见冒顶事故的预兆

(一)局部冒顶的预兆

(1)工作面遇有小地质构造，由于构造破坏了岩层的完整性，容易发生局部冒顶。

(2)顶板裂隙张开、裂隙增多，敲帮问顶时，声音不正常。

(3)顶板裂隙内卡有活砰，存在掉硝、掉砰现象，掉大块前往往先落小块砰石。

(4)煤层与顶板接触面上，极薄的砰石片不断脱落。这说明劈理（即顶板节理、裂隙和摩擦滑动面）张开，有冒顶的可能。

(5)淋头水分离顶板劈理，常由于支护不及时面冒顶。

(二)大型冒顶的预兆

1、顶板的预兆

(1)顶板的连续发生断裂声。这是由于直接顶与老顶发生离层，或顶板切断而发生的声响。有时采空区顶板发生像闷雷一样的声音，这是老顶板和上方岩层产生离层或断裂的声音。

(2)掉硝。顶板岩层破碎下落，一般由少变多，由稀变密，这是发生冒顶的危险信号。折粱断拄一增加，说明压力已增大；顶板下沉支架响，冒顶之前“煤雨”下

(3)顶板裂缝增加或裂隙张开。顶板的裂隙，一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于顶板下沉产生的彩动裂隙。人们常常在裂缝中插上木楔子，看它是否松动或掉下来，观察裂缝是否扩大，以便做出预报。煤壁顶板有裂痕，冒顶之前茬口新；插上木楔观动向，不断监控要留神

(4)脱层。顶板快要冒落的时候，往往出现脱层现象。检查是否脱层可用“问顶”的方法，如果声音清脆，表明顶板完好；如果顶板发生“空空”的响声，说明上下岩层之间已经脱离。

2、煤壁的预兆由于冒顶前压力增加，煤壁受压后，煤质变软，片帮增多，使用电钻打眼时，钻眼省力，用采煤机割煤时负荷减少。顶板掉硝动向，受压支架发声响；冒顶之前显预兆，煤壁变软多片帮

3、支架的预兆使用木支架时，支架大量折断、压劈并发生声音。

4、工作面其他预兆含有瓦斯的煤层，冒顶前瓦斯涌出量突然增大，有淋水的顶板，淋水量增加。

三、顶板事故的防治措施

1、老顶来压时的压垮型冒顶预防压垮型冒顶是指因工作面支护强度不足和顶板来压引起支架大量压坏而造成的冒顶事故。预防方法如下:

(1)采煤工作面支架的初撑力应能平衡垮落带直接顶及老岩层的重量。

(2)采煤工作面的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层。

(3)采煤工作面支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求。

2、破碎顶板大面积漏垮型冒顶预防由于煤层倾角大，直接顶又异常破碎，工作面支护不及时，在某个局部地点发生冒漏，破碎顶板就可能从这个地方开始沿工作面往上全部漏空，造成支架失稳，导致漏垮型工作面冒顶。预防漏垮型冒顶的措施有：

(1)先用合适的支柱，使工作面支护系统有足够的支撑力和可缩量。

(2)顶板必须背严背实

(3)严禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。

3、采煤工作面局部冒顶事故预防局部冒顶多发生在工作面上下端头、煤壁区、放顶区等地点，许多垮面事故是由局部冒顶发展而成的，一般预防措施如下：

(1)预防彩煤工作面冒顶的一般措施。支护方式需和顶板岩性相适应，不同岩性的顶板要采用不同的支护方式。采煤后要及时支护。一般要采用超前挂金属探梁或打临时支柱的办法及时支护，防止局部冒顶。工作面上下出口要有特种支架。一般要在上下出口范围内加设抬棚或木垛等，加强支护。防止放炮崩倒棚子，一是炮眼的布置必须合理，装药量要适当。二是支护质量必须合格，要牢固有劲，不能打在浮煤浮砰上，三是留出炮道。如果放炮崩倒柱子，必须及时架设，不充许空顶。坚持执行必要的制度。例如，敲帮问顶制度、验收支架制度、岗位责任制、顶板分析制度和交接班制度等。应严格遵守作业规程和操作规程，严禁违章作业。顶板控制要细心，“敲帮问顶”需注意；声音清脆顶板好，空洞响声有问题

(2)预防镶嵌形顶板局部冒顶的措施。从地质方面要尽量可能查明是否有镶嵌形（俗称锅顶）顶板结构，以便在制定作业规程和操作规程,以及选择支架型式时，制定出针对性的措施和作出有针对性的设计。选择支架型式时，必须选定能及时支护，超前支护的支架型式。明确规定支护操作人员必须首先安置探板、挂梁，不得在无支护区工作，其它人员，如擢煤工等均不得在无支护区工作。

(3)预防脆性支架突然折断造成局部冒顶的措施。木顶梁（大板梁）必须平行木纹理加工。带有疤痕的木板梁绝对禁止使用。

(4)预防局部空顶（空洞）冒落冲击造成局部冒顶的措施。对顶板局部破碎处，采取超前支护的方法，将顶板抨严背实,从支护方法上采取措施防止漏顶空顶防止漏顶。如掏梁窝的办法。对漏顶采取封堵措施。对漏顶，不能任意扩大，形成大面积、大高度的空洞。可用撞楔法和用泡沫封堵材料进行封堵。对已形成的空洞应采取预防冒落冲击的措施。在单体支柱的工作面，空洞下的特殊支架必须是木垛

(5)预防采煤工作面过断层时冒顶的措施。过断层前，应先摸清工作面与断层走向的交角，交角越小，工作面越危险，冒顶的可能性越大。断层落差小的可直接采过去，落差较大的要采用挑顶卧底，工作面要加强支护。在断层破碎地点，要垂直断层面打带帽顶柱，柱根要支在硬底上，在断层两侧都要打木垛。挑顶过断层时要丢底煤，支柱要穿木鞋，防止下沉卧底，过断层时要丢底煤，为防止顶煤落下造成空顶，留顶煤处要刹严刹紧。

4、掘进工作面冒顶的防治

(1)掘进头冒顶事故的防治措施：坚持敲帮问顶。上班进入掘进工作面后，在打眼放炮前后均应敲帮问顶。检查工作地点支架架设质量。发现不合格支架，必须先处理后施工。严格控制巷道掘进迎头的空顶面积。当迎头掘进中空顶面积超出规定的要求，或顶帮比较破碎时应及时设支架棚子支护裸露的顶板。背顶封帮要严实，切忌虚设。加强对巷道迎头附近围岩稳定状况的观察。如果顶板松软，或巷道接近断层时，应采用前探梁支护顶板，并缩小棚距。掘进工作面放炮崩倒的棚子应由外向里逐架扶正背牢。厚煤层中下分层顺槽掘进时，事先要探明顶板冒落砰石的压实情况，掘进中要及时对前方老巷、构造等情况及时观察，并及时制定有效控制措施。在大倾角煤层中掘进顺槽时，如果是破顶掘进，则要随时随刻注意支架封顶情况，出现空顶要及时打木垛封顶。如果发现上帮破顶处支架受力、变形较大，应及时加大斜撑或抬棚，提高支架的侧向承载能力。

(2)掘进巷道冒顶事故防治措施：可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中，并尽量避免采动的影响。巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩的压力巷道支架所能承受的变形量，应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应。尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时，尽可能采用有初撑力的支架；特别注意顶与帮的背严背实问题，杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象。凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工。巷道替换支架时，必须先支新支架，再拆老支架。在易发生推垮型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性，可以在巷道的支架之间用拉撑件连接固定，增加架棚的稳定性，以防推倒。倾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架间拉撑件的强度、密度要适当加大。

(3)掘进巷道交叉点处冒顶事故防治措施：开岔口应避开原来巷道冒顶的范围：必须在开口抬棚支设稳定后再拆除原巷道棚腿，不得过早拆除，切忌先拆棚后支架棚。注意选用抬棚材料的质量与规格，保证抬棚有足够的强度。当开口处围岩尖角被压坏时，就及时采取加强抬棚稳定性的措施。

(4)掘进巷道过断层等构造变化带时的安全措施。加强巷道掘进地段的地质调查工作，特殊地段，应当有相应的针对性措施，否则不能开工。巷道在破碎带中掘进，应做到一次成巷，尽可能缩短围岩暴露时间。施工中严格执行操作规程、交接班和安全检查制度。掘进工作面临近断层或穿断层带时，巷道支护应尽量采用砌璇或U型钢可缩性支架支护，棚距要缩小。减少放炮装药量，除低因放炮对断层附近破碎顶板的震动。减少空顶距离，及时支设临时支架，永久支架要跟上，滞后距离不得大于290之间为好。开帮贯通点附近的支架要加固好，要将受施工影响的棚子进行加强，其方法有挑棚、打点柱、设木垛等。开帮贯通巷道的交接处要及时扶上抬棚，抬棚承载能力应视围岩性质而定，一般选择大于正常支护材料承载能力的239号煤层废巷残采工作面进行违章作业，造成顶板事故，死亡1人。11月9日上午班长洪组织工人马、刘等4人到采空区废巷残采39号煤柱，出了三板车煤后下班吃饭，13时许，洪等4人又入井上班，出了一板车煤后，刘到39号（残采上山）7m处采煤，洪在一旁观察。突然洪头顶上冒落下一块1m<0.4m0.2m的石头，压在洪身上，刘立即到井口叫人，抢救无效死亡。（案例三）违章作业造成的冒顶事故1997年3月29日9时左右，新罗区某煤矿工作违章作业，擅自拆除煤运巷支架中柱，造成顶部煤层跨落，酿成顶板事故死亡一人。（例四）支护质量低劣造成的重大冒顶事故1998年6月21日零时左右，武平县某煤矿由于巷道支护质量低劣造成重大冒顶事故，死亡三人。该矿在“立槽煤”半煤巷且煤层顶板与巷边底板夹角近90。时，采用单腿木棚支护，因煤体松散，放炮震动后造成煤层大量垮落，致使工作面附近

6.4半长的煤巷突然发生冒顶，5个支架全部倒塌，4名工人均被煤炭埋住，3名死亡，1人受伤。