顶板事故类型及原因

顶板事故类型及原因
㈠巷道顶板事故
1. 空顶引起的局部冒顶
巷道掘进中空顶后没有及时支护，而造成空顶范围内顶板危岩在自重作用下冒落。

这是巷道掘进过程中常见的一类顶板事故。

2. 支架（包括锚杆支护）承载能力不足而引起的大面积冒顶事故
架棚巷道支架选择不合理，锚杆支护巷道锚杆布置方式、规格尺寸选择不合理，巷道支护质量不合格等原因而造成支护能力不足，或巷道过地质构造带、贯穿老巷、掘进下分层工作面巷道、上部冒落矸石没有压实，大范围岩层的下沉运动对巷道支护产生冲击载荷。

当支护能力不能承受围岩运动的作用力时而引起冒顶事故。

3. 支架稳定性差引起的推垮型事故
在急斜煤层或倾角较大的中斜煤层内掘进巷道(特别是破顶掘进)时，巷道上部顶板岩层在自重及上覆岩层的作用下，将产生一种沿层面的下滑力。

当下滑力超出某一限度后，支架将因不能承受这一侧向力而被推垮。

巷道顶板事故常发生在空顶区、地质构造带、巷道贯通、厚煤层下分层巷道掘进及大倾角煤层巷道破顶掘进等部位。

㈡采煤工作面顶板事故
采煤工作面按冒顶范围大小可将顶板事故分为局部冒顶和大面积冒顶两类。

1. 局部冒顶事故
局部冒顶的原因一般有两类：一类是已破碎了的直接顶板（包括顶煤），由于失去有效的支护而局部冒落；另一类是基本顶急剧下沉，迫使直接顶破坏支护系统而造成局部冒落。

后者特别容易发生在断层或裙曲构造的破坏带处。

局部冒顶事故常发生的地点有：靠工作面煤壁处及其附近的支护空间；上、下安全出口；放顶线附近。

⑴靠近煤壁附近的局部冒顶
由于原生裂隙、构造运动及采动影响，在一些煤层的直接顶中，可能存在两组相交的裂隙而形成“游离”状态的岩块。

如图3-6-1所示。

另外，在成岩过程中，也有可能形成与顶板正常岩性不同的“镶嵌”型岩石。

如图3-6-2所示。

图3-6-1 顶板中的游离岩层
图3-6-2 “镶嵌”型顶板
1—正常顶板；2—镶嵌顶板
采煤机割煤或爆破落煤后，如果支护不及时，这类游离岩块可能突然冒落砸人，造成局部冒顶事故。

当采用爆破法采煤时，如果炮眼布置不恰当或装药量过多，可能在放炮时崩倒支架（柱）导致局部冒顶。

此外，当基本顶来压时，如果煤层本身强度较低，则容易片帮，从而扩大了无支护空间，也会造成局部冒顶。

⑵上、下两出口的局部冒顶
采煤工作面上、下两安全出口处，控顶范围比较大，在掘进巷道时由于巷道支架初撑力一般都很小，很难使直接顶不下沉、松动甚至破碎。

当直接顶是由薄层软弱岩层（包括顶煤）组成时更是这样。

在上下两出口处经常要进行工作面输送机机头、机尾的拆移工作，这时难免要替换原来的支护，有时还会碰倒本不该替换的柱子，这时，已破碎的顶板可能局部冒落造成事故。

随着采煤工作面的推进，往往要用工作面支护替换原来的巷道支护，在一拆一支的间隙中，已破碎的直接顶也可能局部冒落。

⑶放顶线附近的局部冒顶
放顶线上支柱的受力是不均匀的。

当人工回撤受力大的柱子时，往往柱子一卸载，顶板就随着冒落下来。

这种情况在分段回柱回撤最后一根柱子时，尤其容易发生。

由于断层、裂隙等的切割，直接顶可能形成大块的活动岩块，回柱时活动岩块随之旋转推倒工作面支架而形成局部冒顶事故。

如图 3-6-3所示。

当在金属网假顶下回柱放顶时，如果网上有游离岩块，也会发生此类事故。

图 3-6-3 直接顶冒落推倒支架
⑷地质破坏带附近的局部冒顶
采煤工作面如果遇到垂直工作面或斜交工作面的断层，在顶板活动过程中，断层附近的破断岩石可能顺断层面下滑，从而推倒工作面支架，造成局部冒顶。

2. 大面积冒顶
大面积冒顶事故是由于直接顶或基本顶大面积运动所造成的。

其中包括直接顶和基本顶按预定步距有规律的运动，以及工作面推进至地质构造带所引起的运动。

大面积冒顶事故又可分为推垮型、压垮型及砸垮型，常发生于复合顶板、金属网假顶下开采以及坚硬顶板等条件下。

⑴基本顶来压时的压垮型冒顶
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。

见图3-6-4。

图3-6-4垮落带基本顶岩块压坏采煤工作面支架
⑵厚层难垮顶板大面积切冒
大面积切冒又称大面积塌冒，曾称大面积来压，是指采空区内大面积悬露的坚硬顶板在短时间内突然塌落而造成的大型顶板事故。

⑶大面积漏垮型冒顶
由于煤层倾角较大，直接顶又异常破碎，采煤工作面支护系统中如果某个地点失效发生局部漏冒，破碎顶板就有可能从这个地点开始沿工作面往上全部漏空，造成支架失稳，导致漏垮型工作面的冒顶。

见图3-6-5。

图3-6-5工作面漏垮型冒顶示意图
⑷复合顶板推垮型冒顶
推垮型冒顶是指因水平推力作用使工作面支架大量倾斜而造成的冒顶事故。

见图3-6-6。

图3-6-6下位软岩层离层断裂。