煤矿冒顶事故的预兆及预防

重 篁
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— — — — — 一
煤 矿 冒顶事 故 的 预兆 及 预 防
张 红 岩
（ 河 南 煤 化 集 团鹤 煤 公 司 五 矿 河 南 鹤 壁
摘
法。
４ ５ ８ ０ ０ ０ ）
要 ：煤矿 冒顶是煤矿事故中最常见的， 如何避免 冒顶பைடு நூலகம்故是矿井继续解决的 问题之 一， 本文就煤矿 冒顶事故的预 兆及预 防提 出看
小块矸石。 （ ４ ） 煤层与顶板接触面上 ， 极 薄 的矸 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 。
３ ． ２ 大型 冒顶 的 预 兆 ３ ． ２ ． １ 顶 板 的预 兆
关键 词 ：煤 矿 ； 冒顶 ； 预兆 ； 预 防 中 图分 类号 ： Ｔ Ｄ ３ ２ ７ ． ２ 文献标识码 ： Ａ
１ 、 顶 板 类型
文章编号 ： １ ６ ７ ３－ ０ ９ ９ ２（ ２ ０ １ １ ） ０ １— ０ ０ １ ９— ０ １
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 。 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 。 ３ 、 常 见 冒 顶 事 故 的预 兆
量。
（ １ ） 掘 进 头 冒顶 事 故 的 防治 措 施 ： ①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 。 ②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 。
③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 。 ④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 。 ⑤掘进工作面放炮崩倒 的棚子应 由外 向里逐架扶正背牢。 （ ２ ） 掘进 巷 道 冒顶 事 故 防 治 措 施 ： ①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。 ② 巷 道 支 架 应 有 足 够 的 支 护强 度 以抗 衡 围岩 的 压 力 。 ③ 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
４ ． ４ 掘 进 工 作 面 冒 顶 的 防 治
（ 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 碴 。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 。 （ 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。 （ 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 。 ３ ． ２ ． 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 。 ３ ． ２ ． 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。 ３ ． ２ ． 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 。 ４ 、 顶 板 事 故 的 防 治措 施 ４ ． １老 顸 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
３ ． １局 部 冒顸 的预 兆
（ ３ ） 严禁放炮 、 移溜等工序弄倒支架 ， 防止出现局部 冒顶 。 ４ ． ３采煤 工作 面局部 冒顶事故预防 （ １ ） 预 防 彩 煤 工 作 面 冒顶 的 一 般 措 施 。 ① 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
量相适应。
（ 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 。 ４ ． 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
作者 简 介 ： 张红岩（ １ ９ ７ Ｏ 一） ， 男， 汉族 ， 单位 ： 河 南煤 化 集 团鹤 煤公 司 。
④ 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。 ⑤ 凡 因 支 护 失效 而 空顶 的地 点 ， 重新支护时应先护顶， 再施工 。 ⑥巷道替换 支架 时， 必须先支新支架 ， 再拆老支架。 ⑦ 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 ： ① 开 岔 口应 避 开 原 来 巷 道 冒顶 的 范 围 ： ② 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 。 ③ 注 意选 用 抬 棚 材 料 的 质 量 与 规 格 ， 保证抬棚有足够的强度。 ④ 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 。
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
护方式 。
（ 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 隙内卡有活矸 ， 存 在掉碴 、 掉矸 现象 ， 掉 大块前 往往先 落
②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 。 ③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 。 ④ 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 浮矸 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。 ⑤ 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 。 （ ２ ） 预 防 镶 嵌 形 顶板 局部 冒顶 的措 施 。 ①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 。 ②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。 ③ 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 ， 如攉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 。 ①木顶梁 （ 大板梁） 必 须 平行 木 纹 理 加 工 。 ②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 。 ①从支护方法上采取措施防止漏顶 空顶。对顶 板局部破碎 处 ， 采取 超 前 支 护 的方 法 ， 将顶板扦严背实 ， 防 止漏 顶 。如 掏 梁 窝 的办 法 ②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 。