煤矿 顶板事故及其防治

煤矿 顶板事故及其防治

卢鑫

黑龙江省 鸡东县 黑龙江鸡 东 158 2 00

摘要：本文针对顶板的局部冒顶事故，支护突然失效局部冒顶事故，空顶冒落冲击局部冒顶事故，工作面上下端头局部冒顶，大型冒顶事故等产生的原因和有效的防治措施进行了论述。

关键词 顶板 事故 防治

顶板事故与水、火、瓦斯、煤尘并列，被称为煤矿五大灾害。一直是影响安全生产的主要因素。

据统计，在上世纪90年代以前，因顶板事故死亡人数占总死亡人数的45%以上，目前，虽然随支护技术的进步有所降低，但仍占25%左右，给国家财产和人民生命安全带来极大威胁。所以必须重视顶板灾害事故，采取措施，杜绝隐患，实现安全生产。

局部冒顶事故的防治

 一、镶嵌型顶板局部冒顶事故的防治：

1. 结构：锅底石、鱼背石，局部煤顶

2. 产生原因：落煤后，无支护，在无支护区冒险作业，没有前兆

3. 措施：

调查；选及时支护架型；不许在无支护区工作； 敲帮问顶； 严格架设质量、插严背实，补换支柱

二、支护突然失效局部冒顶事故的防治：

1. 产生原因： 支架内伤

2. 措施（1）支架无损（2）合理设计结构，使弯距较小

三、空顶冒落冲击局部冒顶事故的防治：

1. 局部空顶（空洞）的形成：

（1）局部漏顶没填实——糊顶，不充填空间加大

（2）顶板冒落抽空——α＞30°顶碎，网上冒落抽空

（3）上分层大块矸石参差冒落——最初稳定，下层开采翻滚

（4）上分层支架回收不净——留有空间，下层开采易冒

（5）上分层冒落不充分——采空区四周形成（初采、上下端头）

（6）分层顶板离层——下沉量加大，离层空间，再冒，形成冲

2. 防治冒顶措施：

（1）防止漏顶空顶：

超前支护——掏梁窝，提前挂梁，插严背实（图一）

超前锚杆——顶碎时（图二）

（2）封堵漏顶：打桩楔；泡沫封堵材料（图三）

（3）处理空洞：

调查上分层位置、大小、标示

空洞较小时——点柱+木垛接顶（先加固空间周边支架）

空洞较大时——3m以下打高柱支柱（先加固空间周边支架），

在其下架设木垛（最后回收），

空洞再大则绕行开采

掏梁窝超前支护（ 图一 ） 超前锚杆（ 图二 ） 打桩楔处理冒顶（图三）

3. 空顶处回柱放顶措施：

（1）加大控顶距——上下周边各5m不回，留安全空间（图四）

（2）对空洞区周围充填——超过边界1.5～2.0m（图五）

（3）空顶区“拉大网”回柱——严禁人员进老塘

加大控顶距 （图四） 矸石局部充填 （图五）

四、工作面上下端头局部冒顶：

1. 端头矿压显现特点：

（1）上下顺槽已产生较大变形和破坏——时间1-2年，1000mm

（2）上下顺槽支护基本无初撑力，促使离层下沉

（3）支承压力产生叠加，加剧对围岩破坏作用

（4）面积大，煤岩体承载能力低，支架控顶负担重

（5）端头移溜改柱，支架多工作在初撑阶段，阻力低，稳定性差，顶板下沉量大。

2. 端头冒顶类型：

（1）推垮型冒顶——掘巷破坏、离层、漏顶、有空间

（2）端头大面积悬顶压跨型——顶硬、悬露、突冒

（3）移留时压垮——回撤机头机尾支架，支撑力降低、突冒

3. 防止端头冒顶措施：

（1）十字顶梁支护

（2）端头回梁八柱支护（倒移）

（3）提高支护强度为正常时的1.6倍（增支柱密度、特殊支架）

（4）局部锚杆一端头支架混合支护

5）选用端头支架

五、大型冒顶事故的防治

 一、复合型顶板条件下的冒顶事故

1. 复合顶板岩性与结构：

下软上硬层状岩层

2. 矿压特点：平时顶板压力小，支架承载不大；离层后，形成不稳定结构，有横向移动倾向； 支护失稳，推垮。 坚硬顶板放顶后，悬顶，断裂，冲击推垮。

3. 防治措施：

（1）合理布置工作面：

严禁爬山开采；严禁下顺槽与工作面锐角相交——阶梯形布置

2）减少对顶板破坏：

不得挑顶掘进；

切眼锚杆加固（锚杆+液柱）

3）安全控制：

提高初撑力；

初次放顶时，沿倾斜分段布置锚杆；

降低初步阶段采高，充填、炮崩；（调整采高有一定限度）

复合顶薄时，挑顶开采；增大控顶距。

（1）调研顶分层冒落状况，危险区标注；

（2）预防处理：煤壁深孔爆破（第一分层）；

（ 3）金属网假顶控制：

1）尽可能延长分层开采间隔时间；

2）适当降低第二分层工作面初采高度；

3）适当加大控顶距——特殊情况下

； 4）及时处理网兜——放矸，托板；

5）上分层开采不扯网，及时补网。

3．巷道冒顶的原因、预兆及防治

巷道顶板事故多发生在掘进工作面及巷道交叉口。

⑴ 巷道发生冒顶的原因主要有：

① 巷道开掘后没有得到及时支护；

② 巷道顶板围岩压力大，支护失效。

⑵ 巷道发生冒顶预兆主要有：

① 顶板发出响声。顶板压力急剧加大时，顶板岩层下沉，断裂发出响声；另外，由于支架上压力增大，支架及刹杆压弯断裂发出响声；

② 掉渣、漏顶。冒顶前，破碎的伪顶或直接顶有时会因背板不严和支架不牢出现漏顶，掉渣；

③ 顶板有裂缝；

④ 顶板出现离层；

⑤ 淋水量增加。

⑶ 巷道冒顶事故主要预防措施有：

① 加强地质及水文地质工作，根据地质资料、水文资料，科学设计巷道支护，制定相应施工方法及作业规程；

② 掘进巷道时，严禁空顶作业；

③ 尽量一次成巷，缩短围岩暴露时间；

④ 施工时，设专人观察顶板；认真执行敲帮问顶制度，及时处理隐患；

⑤ 经常检查巷道支护情况，加强维护，发现有变形或折损的支架，应及时加固修复；

⑥ 维修巷道时，必须保证在发生冒顶时有人员撤退的出口。独头巷道维护时，必须由外向里逐架进行。撤掉支架前，应加固工作地点支架。