煤巷层状顶板压曲破坏现象分析

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煤矿井下巷道顶板破坏原因分析及控制方案研究

煤矿井下巷道顶板破坏原因分析及控制方案研究作者：成飞来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第03期摘要：本文结合实际井下调研、理论分析及现场验证等，对井下巷道顶板结构破坏的原因进行了分析，同时针对性的提出了控制方案，根据在某矿的实际应用表明，顶板发生破坏的主要原因是顶板的支护结构倾角大、支护跨度大以及顶帮承载能力不足而导致的，通过综合协调支护结构能够提升顶板支护结构的承载能力，提升顶帮协同承载结构的强度，大幅提升巷道顶板稳定性。

关键词：巷道顶板;破坏;控制方案;承载能力本文以某矿1124工作面为研究对象，根据煤矿井下的实际地质情况，总结了综采作业过程中巷道顶板发生破碎的原因，并针对性的提出了综合协调支护控制的方案，根据在某矿的实际应用表明，其顶板支护效果显著，极大的降低了在综采作业过程中发生冒顶事故的隐患。

1 顶板破坏特征及原因分析通过对某矿各深井综采作业面内巷道顶板结构的变形总结分析，巷道顶板发生破坏的特征主要包括顶板离层下沉、大跨度冒顶、沿着充填的墙体切顶以及沿着实体的煤帮垮落等四种结构[1]，其各垮落结构如图1所示。

通过对各种类型的顶板垮落变形的原因的分析，汇总出了井下巷道顶板发生破坏的主要原因主要包括以下几个方面：巷道顶板处的支护岩层结构脆弱，受压时各个岩层之间会产生相对滑移，使顶板支护岩层产生一个较大的下沉角度。

特别是在综采作业的初期，其巷旁支护阻力相对较低，无法使顶板沿着采空区垮落，当支护岩层在矿压作用下发生波动时直接造成了顶板在煤层连接处发生断裂，并迅速的下沉，短时间内使顶板的倾角达20°以上。

巷道顶板的跨度过大，当巷道顶板的跨度过大后会导致其在巷道的顶板的中间处产生一个大范围的拉伸区域，当有矿压波动时就会导致沿着支护岩层的薄弱的位置发生撕裂。

同时在巷道开采的不同时间段内，巷道顶板的浅部的岩层结构和支护结构相互作用，产生一个“顶—压”的扰动，更加剧了顶板的破断。

巷道变形破坏的因素及控制方法

巷道的变形和破坏除与围岩性质有关外与围岩构造特征和岩体本身破坏状态有密切关系其中影响最大和最普遍的是层理和可以根据泥浆厚度标高逐级加高挡泥墙阻止泥浆进入排泄管道降雨积水则可漫过挡泥墙通过上层管路真空后靠自身虹吸动力向外排放
第 27 卷第 4 期 2008 年 4 月
煤炭技术 Coal Technology
2
效果
该套设计技术方案简捷可靠, 省略了动力排水
设备和高低压供配电系统。仅在后期以很小的真空动力启动系统, 便可利用池内水位标高能量, 实现无
收稿日期 : 2007- 12- 27; 修订日期 : 2008- 02- 28
作者简介 : 曾正良 ( 1955- ) , 男 , 云南文山人 , 高级讲师 , 毕业于原中国矿业学院矿建专业 , 现在云南能源职业技术学院从事管理和教学工作 ,T el: 0874- 9228688。
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煤炭
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第 27 卷
节理。层理是原生沉积形成的弱面 ; 节理主要是指地质构造应力引起且通常成组出现的微细裂隙; ( 3) 顶板岩层的分层厚度、顶板中是否存在软弱岩层以及软弱岩层赋存的位置和厚度, 也对掘巷后的顶板动态和巷道变形破坏有重要影响。 1 1 2 巷道埋藏深度随着开采深度的增加, 以自重应力为主的地应力也随之增加。大而增加 ; 巷道顶底板移近量通常随采深加深部巷道很容易出现底鼓现象, 这对底
板软弱的情况更为严重; ! 随着采深增加, 地温升高, 促使岩石从脆性向塑性转化, 也容易使巷道围岩产生塑性变形, 所以底鼓问题是深部矿井巷道控制的难题之一。总之, 对巷道变形破坏的影响, 随着采深加大巷道控制将更加困难。 1 1 3 煤层倾角由于围岩主要来压方向通常垂直于顶底板, 故煤层倾角不同时 , 巷道主要受压方向不同, 往往改变巷道变形破坏形式和使支架受载不均衡。如近水平煤层中的巷道, 顶板多出现对称弯曲下沉; 而倾斜或急斜煤层中的巷道则常出现非对称变形和破坏 , 当顶板中存在大倾角的密集光滑节理时, 可能出现抽条式局部冒顶。通常, 位于大倾角煤层中的巷道顶部压力较小, 而侧向压力尤其是顶帮一侧压力较大 , 常导致巷道鼓帮和支架腿产生严重变形。 1 1 4 地质构造主要是指断层、褶曲等影响。煤 ( 岩) 层中最常遇到的构造破坏是断层, 断层两侧通常存在大量断层泥和断层角砾岩等未经胶结成岩石的松散集合体, 而且有的已经片理化 , 具有断层擦痕或镜面 , 因此断层破碎带内物质之间的粘结力、摩擦力都很小 , 自承能力很差, 一旦悬露就很容易冒落。褶曲有时会改变原岩应力分布, 小褶曲可能使巷道顶板局部破碎。巷道处于这种地质构造破坏带, 经常会发生不同规模的冒顶事故。 1 1 5 水巷道围岩中含水较大时 , 将会加快和加剧巷道的变形和破坏。对于节理发育的坚硬岩层, 水使受节理剪切的破碎岩块之间的摩擦系数减小, 容易造成个别岩块滑动和冒落。同时 , 岩石受水后普遍有软化现象 , 使其强度降低。对于泥质类软岩, 遇水后会出现泥化、崩解、膨胀、碎裂等现象, 从而可能造成围岩产生很大的塑性变形。由于通过裂隙流到巷道

回采工作面和采区巷道顶板动压力现象的分析及对策

回采工作面和采区巷道顶板动压力现象的分析及对策摘要:本文首先对回采工作面和采区巷道顶板动压力的现象的成因以及主要的类型进行了分析,然后结合煤矿井下的生产实际,提出了几点解决回采工作面和采区巷道顶板动压力现象的具体对策,可以使顶板动压力现象得到有效的改善。

关键词:回采工作面顶板动压力对策所谓的煤矿动压现象就是指煤矿井下进行开采过程中,积聚大量弹性能的煤、岩体在高应力状态下突然冒落或抛出,释放巨大的能量,产生声响、震动、气浪等显著的动力效应。

由于它具有突发的特点,因而容易造成煤矿开采过程中的严重灾难。

煤矿动压现象的两种具体表现形式就是回采工作面和采区巷道顶板压力现象。

1 回采工作面和采区巷道顶板动压力现象成因及主要类型煤矿回采工作面和采区巷道顶板压力主要分为静压现象和动压现象两种类型,本文主要探讨的是动压现象。

综合成因、表现形式及形成机理几个方面可以将煤矿的动压分为冲击矿压、煤及瓦斯突然喷出和顶板大面积来压三类。

冲击矿压是指在高应力作用下煤或岩体聚集了大量的弹性变形能,采掘工程接近该处时,由于部分岩体接近极限平衡状态,再加之爆破等诱发因素,导致力学系统的平衡突然的破坏,瞬时发生煤岩体脆性破坏,突然释放积聚的弹性变形能,产生声响、冲击波,大量煤或岩块等被抛出的动压现象。

煤和瓦斯突然喷出是由于高应力作用下积聚能量和富含瓦斯的承压作用的结果,当开采工作接近时,由于各种诱发因素的作用,致使弹性变形能和承压瓦斯的释放,形成煤和瓦斯的喷出。

顶板的大面积来压是指当顶板下部的暴露面积由于煤体的采空达到一定限度时,在自重的作用下,弯曲应力超过极限应力导致顶板裂缝延伸到贯穿该岩层时,产生的顶板大面积突然塌落的现象。

顶板垮落时由于瞬间已采空间气体被排出产生的“暴风”、自重的冲击力和部分顶板弯曲变形聚集的弹性变形能的释放的综合作用,往往发生岩体破坏和巨大声响等矿压现象。

综上所述,可以看出三种动压现象都是由于能量释放导致的动压出现,是一定条件作用下引起的突发破坏的现象,其中冲击矿压和顶板的大面积来压是矿山压力作用的结果,而煤和瓦斯突然喷出是矿山压力和承载气体综合作用的结果。

综采工作面顶板破碎原因分析及控制技术研究

综采工作面顶板破碎原因分析及控制技术研究作者：宋荣光王鹏智来源：《科学导报·学术》2019年第32期摘要：本文深入分析了孔庄煤矿综采工作面顶板破碎的原因，详细介绍该矿综采工作面破碎顶板管控技术措施，为其他具有同样的地质条件的煤矿生产单位提供经验借鉴。

关键词：综采工作面;顶板破碎;顶板控制技术1.概况孔庄井田属于大屯矿区，主采煤层石炭二叠纪山西组7、8号煤层。

井田的地质条件比较复杂，断层发育，分布密度较大，对采区的划分、巷道布置、工作面的正常推进以及安全生产有较大影响。

7号煤层，沉积厚度2.33～6.46米，一般厚度3.5～4.5米，煤层结构简单，直接顶板为砂质泥岩，厚度1～5米，老顶为细、中粒砂岩，底板为砂质泥岩。

8号煤层上距7号煤层6.8～30米，平均距离20米，沉积厚度0～5.85米，平均厚度2.62米，沉积不稳定，煤层结构较复杂，一般有1～2层0.14～3.23米的夹砰，伪顶为0.8～3.5m厚泥岩、砂质泥岩，直接顶板为细砂岩，底板为砂质泥岩。

2.综采工作面顶板破碎原因分析2.1地质客观因素2.1.1煤岩层强度工作面顶板本身是由泥岩、砂质泥岩以及煤组成的复合顶板。

砂质泥岩灰黑色、致密、块状、含砂不均、自上而下渐少较多植物化石及碳化体，自身强度低，破碎所需压力小，完整性较差。

2.1.2断层等地质构造影响孔庄井田断层极为发育，断层附近煤岩体受挤压变形，节理裂隙发育，破坏了顶板的完整性。

另外，断裂处顶板多被粉状、泥状物充填，表面光滑、附着力差，在重力的影响下易破碎掉落。

部分断层区域岩层受顶板裂隙水影响，吸水软化，完整性差。

2.2人为主观因素：2.2.1空顶导致顶板破碎（1）割煤质量差，顶板不平出现台阶、采高超高等，支架接顶不实，局部顶板空顶;（2）煤壁区片帮抽顶，端面距超标，支护不及时;（3）顶板破碎区域支架大起大落;（4）漏冒顶区域接顶不实，引发持续漏冒顶等。

2.2.2支架支护状态差导致顶板破碎（1）支架歪斜，与顶板线接触将顶板切碎;（2）支架“高射炮”，造成支架上碎頂漏空，引发片帮抽顶;（3）支架大起大落，造成顶板错差、漏空;（4）支架挤架、咬架，移架反复升降，对顶板反复支撑，破坏顶板的完整性。

巷道顶板变形破坏特征与支护技术研究

技术应用与研究2019·08100Modern Chemical Research当代化工研究巷道顶板变形破坏特征与支护技术研究＊林恩军（山西焦煤汾西矿业柳湾煤矿山西 032300）摘要：对6203巷道的顶板破坏情况进行分析，巷道顶板变形量最大发生在6202回采面后方350m范围内，并根据不同的顶板情况，有针对性的提出了巷道补强加固措施，保证了巷道的安全使用。

关键词：巷道；顶板破坏；巷道支护中图分类号：T 文献标识码：AStudy on Deformation and Failure Characteristics of Roadway Roof and Support TechnologyLin Enjun(Liuwan Coal Mine, Fenxi Mining Industry, Shanxi Coking Coal, Shanxi, 032300)Abstract ：The roof failure of 6203 roadway is analyzed. The maximum deformation of roadway roof occurs within 350 m behind 6202 miningface. According to different roof conditions, the reinforcement measures of roadway are put forward to ensure the safe use of roadway.Key words ：roadway ；roof failure ；roadway support随着巷道的开挖掘进，巷道岩层周边应力出现重新分布，巷道围岩出现变形，给巷道的正常使用带来影响，对巷道围岩的破坏机理进行研究，采用有效的巷道加固技术对保证巷道围岩的稳定具有重要的现实意义。

众多学者对巷道顶板的破坏机理以及巷道支护技术开展了广泛研究，并取得重要研究成果。

采煤工作面顶板控制分析与事故防治

采煤工作面顶板控制分析与事故防治集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-采煤工作面顶板控制分析与事故防治一、引言随着我国经济、技术的迅速发展，对能源的需求日益增大，煤炭工业一直是我国国民经济的支柱产业，而煤矿事故对人们来说却是一个非常沉重的话题。

顶板事故是煤矿“五大灾害”之一，回采工作面顶板事故发生比较频繁，人员伤亡率一直较高。

据统计，回采工作面百万吨死亡率中，顶板事故约占67%。

如不对顶板加以及时、合理、有效的控制和管理，就有可能影响“安全生产”，造成严重后果。

导致回采工作面冒顶事故的直接原因是回采工作面上覆岩层受采动影响而使应力重新分布，失去了原有的应力平衡，这就导致了部分区域出现应力集中，当上覆岩层施加于下部岩层的载荷达到极限载荷时，岩层发生断裂而垮落。

随着采煤技术的不断提高，理论方法的不断完善和成熟，近年来，顶板事故率有所下降，但其危害仍然很巨大，顶板事故在煤矿生产过程中不应被忽视。

按事故发生地点统计排在前三位的是：采煤工作面（63.18%）、掘进工作面（12.55%）、巷道（13.81%）。

因此，准确掌握矿压显现规律，建立一套合理、有效的顶板管理制度是非常必要的。

（一）影响回采工作面矿山压力显现的主要原因1.地质因素影响回采工作面矿山压力的主要因素是围岩性质，地质因素是成煤过程中自然形成的，是不可改变的。

在生产过程中，只能适应和运用其特性服务生产。

（1）岩石力学性质实际观测表明，岩石的力学性质对矿山压力显现起关键性作用。

由于岩石自身的密度、矿物成分、颗粒大小等的不同，不同岩石或同一种岩石的强度各异。

测定表明，顶板岩石强度越高，矿压显现越明显。

（2）开采深度开采深度直接影响着原岩应力的大小，对巷道矿山压力显现的影响可能比较明显，特别是有煤岩突出矿井，这是一般规律。

如在松软岩层中开掘巷道，随着深度的增加，巷道围岩的“挤、压、鼓”现象比较明显。

煤矿回采巷道变形破坏机理及其加强支护

煤矿回采巷道变形破坏机理及其加强支护【摘要】对煤矿回采巷道变形破坏的现状做了描述，分析了造成这种现象的原因，并对回采巷道的加强支护提出了建议。

标签回采巷道；变形破坏的机理；加强支护形式选择前言采煤工作面向前推进过程中，机、风两巷的变形与破坏直接影响着工作面及其两巷机电设备的迁移和采煤工作面的正常推进。

平煤集团六矿回采巷道的变形破坏，长期困扰着矿井的正常生产，并一度使多个工作面处于半停产或停产状态。

为维护巷道所投入的工作量，使全矿蒙受了巨大的经济损失，同时也给工作面的安全工作造成了重大隐患。

因此，对工作面机、风两巷变形破坏的机理进行研究，找出恰当的加强支护方法，对矿井降低吨煤成本，提高劳动生产率，实现安全生产具有十分重要的现实意义。

1 回采巷道变形破坏的现象、特点1.1 回采巷道变形破坏的现象回采巷道变形破坏主要表现为巷道支架的不规则变形和巷道断面的缩小，支架顶梁被压弯折断，棚腿被挤入巷道或压入底板，巷道出现底鼓，工字钢梯形支架呈为倒梯形，并出现所谓的爬行巷道。

此种现象严重阻碍着巷道内机电设备的外移、物料的运输，为保证采面正常生产，往往需要对巷道进行扩帮、卧底、出渣、架设新支护，消耗很多人力物力和时间。

1.2 回采巷道变形破坏的特点（1）在同一巷道内，采用拱形支架支护比采用工字钢支架支护效果要好得多，巷道无明显变形或变形不严重。

（2）从巷道围岩稳定性看，布置在单一煤层，一次采全高、见顶见底、顶底板岩性坚硬、煤层稳定的回采巷道，容易保持完好，在生产过程中，基本不需进行加固或翻修。

而布置在地质条件较复杂的煤层中的机风巷，维护工程量都比较大。

（3）布置在上分层的回采巷道比布置在下分层锈结假顶的回采巷道容易保持完好。

（4）在巷道一侧采空区和两侧均为实体煤相比，前者明显比后者容易变形破坏，而后者则能长期保持完好。

（5）在同一巷道内，受到采动影响的区段比其它区段的巷道更容易变形破坏。

2 回采巷道变形破坏的机理为什么会发生上述现象，是什么原因导致巷道的变形破坏，如何从中找出它的规律和相应措施并加以克服是下面所研究的内容。

巷道顶板灾害防治范文

巷道顶板灾害防治范文巷道顶板灾害是煤矿生产过程中常见的危害因素之一，对矿工的安全构成严重威胁。

为了确保矿井工作面的安全高效运行，必须对巷道顶板灾害进行有效的防治。

本文将详细探讨巷道顶板灾害的原因和防治措施，以期提供一些参考和借鉴。

一、原因分析巷道顶板灾害的形成主要与以下几个方面因素有关。

1. 工作面支护不当在巷道施工过程中，矿工应根据巷道的特点和地质条件，合理选择和布置支护材料和设备。

然而，由于一些原因，例如时间紧迫、材料不足等，矿工可能会采取不当的支护措施，导致巷道顶板失稳。

2. 地质条件复杂巷道的顶板状况受到地质条件的制约，当地质条件复杂、岩层不稳定时，巷道顶板易发生灾害。

例如，在矿井中遇到断层、岩石赋存不均等情况时，巷道顶板的稳定性会受到很大的挑战。

3. 瓦斯和煤尘积聚矿井中的瓦斯和煤尘是巷道顶板灾害的另一重要因素。

瓦斯积聚并达到一定浓度时，一旦遇到火源引发爆炸，将引起巷道顶板的崩落。

而煤尘积聚也会导致巷道顶板的不稳定，一旦遇到火源或者机械振动，顶板就有可能发生灾害。

二、防治措施为了防止巷道顶板灾害的发生，我们应该采取一系列的防治措施。

1. 合理选择支护方式在巷道施工前，必须进行详细的地质勘察和分析，了解地质条件和顶板状况。

根据实际情况，选择合适的支护方式，例如钢架支护、锚杆支护等，确保巷道的稳定性。

2. 加强巷道支护质量管理在巷道施工过程中，加强对支护质量的监督和管理是至关重要的。

检查支护材料的质量，确保支护设备的完好和使用正常；合理安排支护工序，及时补充支护材料，确保巷道的连续支护。

同时，加强对支护工人的培训，提高其安全意识和技能水平。

3. 加强巷道通风管理巷道的通风管理是预防瓦斯和煤尘积聚的重要手段。

通过增加通风设备和合理布置通风管道，确保矿井的通风畅通。

定期检查通风系统的运行状况，及时清除灰尘和其他堵塞物。

另外，制定严格的瓦斯防治和煤尘防爆措施，保障矿工的生命安全。

4. 加强巷道顶板监测巷道顶板的监测是预防巷道顶板灾害的重要手段。

煤巷复合顶板变形破坏特征及支护研究

比，主要包括水文地质资料、岩石物理力学性质以及＿Ｉ二程资料等。通过分析这些资料、工程条件后，再进行类比，并提出支护设计方案。２）理论分析设计法。理论分析设计法是根据巷道的围岩条件，确定锚杆支护理论，当获得支护理论所需要的物理力学参数时，可以建立力学模型。支护理论选择应根据巷道所处的位置、围岩结构、围岩物理力学参数等多种因素综合考虑。对于顶板上部有稳定岩层，而且稳定岩层距离顶板较近的复合顶板巷道应采用悬吊理论来进行支护设计。３）数值合顶板应力也越大，对巷道顶板的稳定Ｉ生越是不利。计算设计法。数值计算设汁法是利用计算机程序来进行预先的巷道开３复合顶板岩层稳定性力学分析可以得到开挖过程及开挖后巷道围岩的应力、变形等情况。根复合顶板为分层厚度较小的复合岩层直接顶，其工作状态可视挖模拟，
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，２复合顶板变形破坏影响因素分析《￡，煤巷复合顶板的变形破坏是在地应力、围岩力学性质、围岩结构、巷道断面等因素共同作用下产生的。由上面的分析可知对复合顶法向应力；Ｔ－剪应力；Ｐ＿毒苗杆（索）预紧力；板变形破坏影响的因素主要有以下几点：１）地应力。地应力是引起煤Ｐ一锚杆（索）锚固力；Ｈ一顸板岩层锚固厚度；ｌ厂巷道开挖宽度巷复合顶板变形破坏的根本原因，包括水平方向的构造应力和铅垂方顶板岩层三铰拱平衡力学模型向的自重应力。复合顶板在铅垂方向的自重应力作用下，各岩层中表４复合顶板巷道支护设计方法现为产生拉（压）应力，其中的拉应力会导致顶板软弱夹层被拉坏甚至复合顶板巷道支护设计方法分为丁程类比法、理论分析设计法、坚硬岩层被拉坏；水平方向的构造应力会在复合顶板各岩层中产生压数值计算设计法、动态信息设计法四类，现将具体介绍如下：１）Ｔ程类应力，这对垂直方向的自重应力产生的拉应力起减弱作用，但若顶板丁程的经验，通过类比已经产生挠曲变形，则水平方向的构造应力会增大复合顶板各岩层的比法。工程类比法师根据已经完成的与之类似＿提出锚杆支护参数。主要依据系统的、可靠的基础资料来进行Ｔ程类挠曲变形。２）围岩力学ｌ生质。围岩力学性质影响着复合顶板稳定性，表

井巷顶板事故的原因分析及控制措施_荣发业

井巷顶板事故的原因分析及控制措施荣发业(安徽省小号煤矿,安徽宣州242061)[摘　要]　文章总结了井巷顶板事故的类型,分析了井巷顶板事故的原因,并从巷道开掘层位、巷道支护形式选择和日常管理等方面,提出了综合防治措施。

[关键词]　井巷顶板事故;类型;控制措施[中图分类号]TD327.2 [文献标识码]B [文章编号]1006-6225(2000)03-0062-01 [收稿日期]2000-04-24[作者简介]荣发业(1966-),1989年毕业于重庆大学能源开发与环境保护专业,工程师,一直从事煤矿安全生产管理工作。

在煤矿的顶板事故中,井巷顶板事故占有很大的比例,找出井巷顶板事故的原因,对防治煤矿顶板事故具有重要意义。

1　井巷顶板冒落的类型按顶板冒落规律划分,顶板冒落的主要形式有:(1)井巷顶板规则冒落　顶板冒落后,冒落面较规则、圆滑,冒落形状呈类椭圆型,冒落高度0.3～5.0m 。

(2)层状顶板断裂冒落　冒落线基本上是在巷道两帮上部,冒落高度2.0m 左右。

(3)顶板不规则冒落　冒落后,形成不规则空洞,冒落高度变化大,冒落时间有时持续很长。

此外,还有厚煤层或急倾斜煤层内巷道顶板的冒落。

2　井巷顶板事故的基本类型按井巷顶板事故的地质因素分,主要有以下5种:(1)巷道围岩松软或极易风化、变形,如煤、泥岩、页岩、粘土岩等,稳定性差。

(2)巷道位于断层、褶曲等构造带,地质破坏较重,构造应力强烈。

(3)巷道穿过岩性突变地带时,在交界处易出现岩棱、岩椽等。

(4)由于采深大,巷道围岩的重力场增强,巷道在掘进过程中出现煤、瓦斯突出及岩爆现象。

(5)矿井水治理不彻底,造成围岩软化、膨胀等。

按事故发生时,井巷围岩垮落形式归类,有以下几种:(1)漏垮型冒顶事故;(2)压垮型冒顶事故;(3)推垮型冒顶事故。

井巷顶板事故发生的地点,主要有:(1)空顶区。

主要是具体作业区空顶距过大,造成顶板冒落。

(2)构造区及围岩岩性突变区。

巷道顶板灾害防治范本

巷道顶板灾害防治范本巷道顶板是矿井巷道中承受矿山压力的重要部位，对矿井的安全生产和人员的生命财产安全具有重要意义。

然而，由于矿井深度加深、开采强度增大等原因，巷道顶板灾害发生的频率和威力逐渐增加，严重影响了矿井的正常生产和运行。

因此，加强巷道顶板的灾害防治工作，具有重要意义。

一、巷道顶板灾害的分类及特点巷道顶板灾害主要包括顶板塌落、吸附顶板、剥落顶板和冲击地压等。

顶板塌落指顶板的整体失稳，导致顶板破碎、沉降或塌落，严重威胁矿井的安全运行。

吸附顶板是指地层吸附力突然释放，使得巷道顶板出现隆起、脱空或下沉的现象，严重影响巷道的通行能力。

剥落顶板是指地层岩体内部的一部分或整个岩层发生剥离，形成岩体剥落的现象，给井下人员造成威胁。

冲击地压是指岩层突然释放应力能，导致巷道顶板产生剧烈的振动和挤压，对巷道的稳定性造成严重危害。

巷道顶板灾害的特点主要有以下几点：1. 不可预测性。

巷道顶板灾害往往突然发生，造成矿井运行中断，人员伤亡等严重后果。

2. 危害性大。

巷道顶板灾害后果严重，不仅破坏生产设备、造成直接的经济损失，还可能造成人员伤亡等后果。

3. 难以治理。

巷道顶板灾害的治理困难度较大，需要综合运用岩机支护、注浆固化等技术手段，且花费较高。

二、巷道顶板灾害防治的原则巷道顶板灾害的防治应遵循以下原则：1. 安全第一。

巷道顶板灾害的防治应以保障人员生命财产安全为首要目标。

2. 综合治理。

巷道顶板灾害的防治需要综合运用各种技术手段和方法，通过岩机支护、注浆固化等措施，提高巷道顶板的稳定性和承载能力。

3. 预防为主。

巷道顶板灾害防治应从矿井建设的初期就开始，通过优化设计、合理布置支护设施等手段，预防巷道顶板灾害的发生。

4. 环境友好。

巷道顶板灾害的防治应注重环境保护，避免对环境造成二次污染。

三、巷道顶板灾害防治的技术措施1. 理论研究。

开展巷道顶板灾害的理论研究，明确巷道顶板灾害发生机理和规律，为巷道顶板灾害防治提供科学依据。

巷道顶板灾害的防治及冒顶的处理

巷道顶板灾害的防治及冒顶的处理概述巷道是矿山生产中运输物料和人员的通道，它的安全性关系到矿山的生产和人员的安全。

因此，巷道顶板灾害的防治及冒顶的处理是矿山生产中不可忽视的重要问题。

巷道顶板灾害的类型1.冒顶：由于地压过大，顶板失稳从而陷落，形成所谓的“顶板下跌”现象。

2.酥松告诉：表现为巷道顶板松动、崩落、破碎等现象。

3.走向裂隙：比较常见，出现在巷道的上盘、下盘以及水平裂隙等处，对矿山生产和安全造成威胁。

4.横向裂隙：由于地应力转移，巷道顶板有横向裂隙的情况，这种情况常见于拐点、支撑区、顶板质量差的位置。

巷道顶板灾害的防治在巷道顶板灾害的防治上，以下几个方面非常重要。

1. 工艺方面合理固定坑口。

要做到节约支护材料，采用合理封闭措施和开挖方法，减少当地压力，从源头上控制冒顶的产生。

2. 工程措施方面(1)支撑系统积极采取适当地支撑技术，如锚杆、螺纹钢管等。

在支撑方面，除了加强研究支护材料的性能外，还应该根据巷道的具体情况选用适当的材料。

(2)增强巷道硬度在巷道开挖前，针对岩石差异性，选择相应的巷道形状，增强巷道硬度。

在巷道硬度不足的情况下，还可以针对巷道的不足进行加固处理，包括加大支撑密度、加强补白、增加钢材保护覆盖面积等。

3. 工作监测方面在矿山生产中，加强工作监测非常重要，监测主要包括地震监测和地质灾害监测。

在地震监测方面，主要监测地层动力学安定性、地块破裂变形等。

地质灾害监测主要采用地质、测量、物理、化学等多种方式进行。

冒顶的处理当发生冒顶的时候，需要从以下几个方面进行处理。

1. 应急处理当发生冒顶时，应及时采取措施，如密闭、撤离人员等应急措施。

2. 支撑措施当冒顶面积较小时，可以采用支撑措施，如快速加密锚杆密度等。

3. 加固处理当冒顶面积较大时，应采用加固措施。

可以采用防爆设备进行炸石，防止进一步危害;同时，对于冒顶的区域进行加固，如加密锚杆、加厚钢筋护筒和注浆等。

结论在巷道顶板灾害的防治及冒顶的处理中，我们应该加强工艺、工程措施和工作监测方面的工作。

煤巷断层区顶板破断机制分析及支护对策研究

煤巷断层区顶板破断机制分析及支护对策研究摘要：针对断层区煤巷顶板破断的问题，研究了顶板应力分布规律，分析了不同顶板压力、跨高比和支护强度等因素下的顶板破断机制。

从理论上研究得出顶板深梁最大有效剪应力随跨高比增加而增加，并呈现出三种不同的破断形式，断层区域的断层巷道应该尽可能早的安装强力的支护设施，以增强其支护强度，正断层巷道在断层面周围应该增强护表效果，从而实行先控后抗的支护策略，体现了有效的发挥支护结构的作用，还能有效利用围岩的自身承受能力。

利用上述的支护方案对于焦作矿区断层区预防顶板破断有显著的效果。

关键词：煤巷断层顶板破断分析支护结构预防顶板破断事故是煤矿生产中的五大灾害之一，一旦灾害发生，其后果相当严重，据统计，顶板事故造成的人员伤亡事故对于煤矿总的死亡事故占了很大的比例，大概在四成以上，造成的伤亡比例为所有事故伤亡人数的50%，虽然事故因素多种多样，但断层占据了比较大的比例，并且断层极易引起顶板整体破断垮塌，造成更为严重的后果，所以研究煤巷断层区顶板破断机制分析和支护结构对策对煤矿业有很重大的意义。

1 断层区顶板事故的原因研究根据以往在作业中发生的顶板事故，研究分析出了断层区巷道变形破断和冒落等的主要因素，分为如下三点：一是地质条件突变，煤矿区由于地质条件极其复杂，在煤巷工作中往往都面临着地质条件突变影响。

特别对于断层破碎带等围岩条件的剧变，通常的支护预防方案并不能及时的去适应围岩结构的剧烈地变化，不能很好的做到预防的作用，使得风险事故的发生；二是顶板的破断机制不明确，顶板结构不是单一的，在遇到断层后，对于断层区的顶板变形破断机制没有一个明确的认识，使得断层区的围岩支护结构有很大的盲目性；三是在设计时的设计不到位、不合理，通常都是根据一般的经验来进行设计，不具备针对性，断层区顶板事故的发生我们认为这是一个最主要的原因，设计的支护方案不具备针对性，有些地方设计的甚至是不合理的，使得断层构造发生后支护结构不能有效的进行支撑保护，错失了支护的最佳时间，留下了极严重的风险隐患。

巷道层状岩层顶板破坏机理

巷道层状岩层顶板破坏机理
贾蓬;唐春安;王述红
【期刊名称】《煤炭学报》
【年(卷),期】2006(031)001
【摘要】利用东北大学自行开发研制的岩石破裂过程分析软件(RFPA2D),分析了层状顶板巷道围岩的变形破坏特征,以及不同侧压条件下和不同厚跨比条件下层状顶板的破坏规律.结果表明,水平层状顶板开裂在岩梁中部是由下向上发展的,层状顶板的最终破坏形态与裂纹最终将形成向上扩展的3条主裂纹.随侧压的增大,水平层状岩层的破坏范围逐步减小,顶板岩层的位移逐步减小.岩梁的厚跨比对巷道顶板围岩的最终破坏状态有重要影响.
【总页数】5页(P11-15)
【作者】贾蓬;唐春安;王述红
【作者单位】东北大学,岩石破裂与失稳研究中心,辽宁,沈阳,110004;东北大学,资源与土木工程学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学,岩石破裂与失稳研究中心,辽宁,沈阳,110004;东北大学,资源与土木工程学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学,资源与土木工程学院,辽宁,沈阳,110004
【正文语种】中文
【中图分类】TD322
【相关文献】
1.层状顶板岩层中巷道稳定性研究 [J], 谷拴成
2.软弱层状岩石巷道顶板破坏过程模拟研究 [J], 来兴平;蔡美峰;肖江;伍永平
3.采场顶板岩层塑性破坏机理与塑性分析 [J], 曹进修;黄少洲
4.基于弹性薄板理论的巷道层状顶板破坏的能量法分析 [J], 孙伟;谢飞鸿;郭磊
5.层状岩层条件下巷道顶板破坏分析与模拟研究 [J], 张守宝;马煜君;王磊;罗绪轩;朱俊杰
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巷道顶板事故影响因素

巷道顶板事故影响因素顶板岩层压力与棚式支架相互作用关系巷道支护技术的发展不断提出新的要求，推动巷道顶板事故防治技术的进步。

20世纪70～80年代我国每层巷道以金属棚式支架作为主要支护手段，20世纪80年代以后我国锚杆支护技术迅速发展，在支护理论、支护技术、支护参数设计及施工工艺等方面已形成系统。

90年代中后期，已形成一整套先进的锚杆支护技术。

（一）巷道围岩压力采掘活动引起巷道围岩应力集中和重新分布，巷道周边岩体变形，破坏，向巷道空间移动。

为了防治围岩变形和破坏，需要支护围岩。

这种围岩变形受阻而作用在支护结构物上的挤压力或塌落围岩额重力，统称为围岩压力。

根据围岩压力的成因，可以分为以下四种类型。

1. 松动围岩压力由于巷道开挖而松动或塌落的岩体，以重力的形式直接作用于支架结构物上的压力，表现为松动围岩压力载荷形式。

2．变形围岩压力支护能控制围岩变形的发展时，围岩位移挤压支架而产生的压力，称为变形围岩压力简称变形压力。

弹性变形压力是围岩弹性变形时作用于支架上的压力，弹性变形产生速度极快，变形量很小，对于围岩与支护相互作用过程而言，实际意义不大。

塑性变形压力是由于围岩的塑性变形和破裂，围岩向巷道空间位移，使支护结构受到压力，是变形围岩压力的主要表现形式。

3. 膨胀围岩压力围岩膨胀、崩解体积增大而施加支护上的压力，称为膨胀压力。

膨胀压力与变形压力的基本区别在于它是由吸水膨胀引起的。

从现象上看，属于变形压力的范畴，但是两者的变形机制截然不同，前者是指与水发生物理化学反应；后者主要是围岩应力与结构效应。

4.冲击和碰撞围岩压力冲击和撞击围岩压力包括两部分内容，及围岩积累了大量弹性变形能之后，突然释放出来所产生的压力以及上覆岩层剧烈运动时对巷道支护体所产生的压力。

（二）棚式支架的巷道顶板事故的主要类型在棚式支架的巷道中，导致巷道顶板事故的顶板压力，有垂直作用于棚式支架的顶板压力，有巷道无支护处或者巷道支护失效处的顶板岩石体积力，也有平行于棚式支架的顶板推力。

常见巷道顶板事故的防治

常见巷道顶板事故的防治常见巷道顶板事故原因分析1．马赛克围岩坍塌事故⑴ 开工前或放炮后，在无支护的空顶区，敲帮问顶制度执行不好，危碴活矸处理不及时不彻底，未发现暗嵌顶板或未及时采取有效措施。

⑵ 空顶面积、空顶间距超过操作规程规定，裂隙发育，未采取缩小棚距、加强支护等有效措施。

⑶ 在炮掘工作面，尤其是在大断面道路或十字路口，炮眼布置不合理，装药量过大，崩倒或崩歪迎头支架，减弱了支架的支护强度。

⑷ 在机掘工作面，由于断面大，进度快，使空顶面积迅速增大，空顶时间长，受压力重新分布的影响，使大型镶嵌围岩失稳坠落，甚至推动不稳定的正面支撑。

2．分离围岩冒顶事故⑴ 工作面出现“伞檐”、离层、断裂，在自由空间中向下滑动，造成冒顶。

⑵ 锚喷巷道未及时封闭或质量不符合要求，巷道受淋水、放炮震动等外在因素的影响，使围岩风化剥落。

⑶ 空顶面积大，无超前支护，正面支架安装不及时或安装质量差，拱型金属支架卡缆螺母扭矩小，支撑力不足，整体性差。

3．松动破碎围岩渗漏事故⑴ 在空顶区，由于空顶面积大，破碎围岩暴露时间长，支护未跟到迎头，造成迎头漏冒。

⑵ 在迎头支护区，正面支架爆破坍塌坠落，或支架未接顶抓帮背严背实，造成空顶空帮。

⑶ 在地质破碎带、采掘影响破碎区，巷道穿过老巷或松软煤层、巷道维护和封闭支护区，未采取有效的安全措施，造成漏冒事故。

⑷ 在巷道交叉点及贯通点，因巷道支撑压力集中叠加，扩大了支架上方直接落顶的范围和高度，支架架设质量及材质不合格或长期失修。

常见巷道顶板事故的预防措施1．马赛克围岩坍塌事故的防治⑴ 开工前、班中及放炮后，遵守操作程序的要求，落实敲帮问顶制度，发现危岩及时处理。

⑵ 改进敲帮问顶方法，研制测定“危岩”用于安全处理危险岩石的稳定声振动频谱发射器和工具。

⑶ 根据围岩性质、隧道施工技术及支护形式，确定合理的空顶距离。

当空顶区节理、裂隙发育，有隐性危岩时，必须缩小空顶距离，采取超前支护、临时支护或锚杆支护。

顶板事故分析与点评

本次课课题：矿井顶板灾难概念、危害、防治及避灾方法和顶板尘事故案例教育学时数：教学目的及要求：通过本次课程的学习要使学员把握顶板灾难和事故防治及避灾方法等。

教学重点：顶板灾难隐患识别和事故防治。

教学难点：顶板灾难防治。

顶板事故分析与点评第一节矿山压力一、矿山压力根本学问地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体称为原岩，自然存在于原岩内与任何人为缘由无关的应力场称为原岩应力场。

当开掘巷道或进展回采工作时，破坏了原来的应力平衡状态，就会引起岩体内部应力的重分布。

宦表现为巷道和采煤工作面四周煤、岩体产生移动、变形甚至破坏，直到煤、岩体内部形成一个的应力平衡状态为止。

由于矿山开采活动的影响，在采掘巷道、工作面围岩中所形成的力称为矿山压力，简称矿压。

由于矿山压力的作用，5@起岩体的变形、破坏、冒落以及支撑物的变形、破坏与折损，并会在岩体中产生一系列动力现象，称为矿山压力显现，简称矿压显现。

为使矿压显现不致影响正常的开采和保证生产安全，就必需实行各种技术措施使矿压显现掌握在肯定的范围内，凡减轻、调整、转变和利用矿山压力作用的方法，均称为矿压掌握。

〔一〕煤层顶、底板1、伪顶:直接位于煤层之上，极易垮落的较薄岩层。

它由泥岩、页岩等脆弱岩层组成，厚度小于0.5m，常随采随落。

2、直接顶:位于伪顶或煤层之上的一层或儿层一样或不同的岩层。

它由泥质页岩、页岩、砂质页岩等不稳定岩层组成，具有随回柱放顶而垮落的特征。

其厚度是指回柱放顶后能在采空区自行垮落的岩层厚度。

依据顶板的坚硬程度、稳定程度以及对工作面矿压影响程度，直接顶可分为四类:不稳定顶板、中等稳定顶板、稳定顶板和坚硬顶板。

3、老顶:位于直接顶之上的岩层。

由砂岩、石灰岩、砂砾岩等坚硬岩石所组成。

其厚度大于2m，自然分层厚度较大，整体性较强，采空后能悬露较大面积。

按老顶来压猛烈程度不同，老顶可分为四级:1级顶板，周期来压不明显;D 级顶板，周期来压明显;皿级顶板，周期来压猛烈;w级顶板，周期来压极猛烈。