【资料】顶板事故防治讲义汇编

按冒顶范围可将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类。
局部冒顶是指范围不大，有时仅在3~5支架范围内，伤亡 人数不多(1~2人)的冒顶，常发生在靠近煤壁附近、采场两 端以及放顶线附近。实际煤矿生产中，局部冒顶事故的次 数远多于大型冒顶事故，约占采场冒顶事故的70%，总的 危害比较大。
大型冒顶是指范围较大，伤亡人数较多（每次死亡3人以 上）的冒顶。
➢ 预防：在机头机尾处各应用四对一梁三柱的钢梁抬棚支护（即四对八
梁支护），每对抬棚随机头机尾的推移迈步前移；或在机头机尾处采 用双楔铰接顶梁支护。在工作面巷道相连处，宜用一对抬棚迈步前移， 托住原巷道支架的棚梁。此外，在采场两端还可以采用十字铰接顶梁 支护系统以防漏冒。
➢ 在超前工作面10米以内，巷道支架应加双中心柱，超前工作面10~20米， 巷道支架应加单中心柱以预防冒顶。
2．采场两端的局部冒顶 （1）单体支柱工作面
➢ 原因：两端机头机尾处，暴露的空间大; 支承压力集中; 巷道提前掘进;
引发了巷道周边的变形与破坏。经常要进行机头机尾的移置工作，拆 除老支柱支设新支柱时，碎顶可能进一步松动冒落。随着回采工作面 的推进，要拆掉原巷道支架的一个棚腿，换用抬棚支承棚梁，在这一 拆一支之间，碎顶也可能冒落。
5.脱层：顶板快要冒落的时候，往往出现脱层现象，检查脱层要用问顶的方 法，如果声音清楚，表明顶板完好，顶板发出“空空”的响声，说明上下岩 层之间已经脱离。
6.漏顶：破碎的伪顶或直接顶，在大面积冒顶之前，有时因为背顶不严或支架 不牢出现漏顶现象。漏顶如不及时处理，会使棚顶托空，支架松动，顶板岩石 继续冒落，就会造成没有声响的大冒顶。
（2）综采工作面
如果工作面两端没有应用端头支架，则在工作面与巷道相连处，需用一 对迈步抬棚。此外，超前工作面20米内的巷道支架也应以中心柱加强。
4. 地质破坏带附近的局部冒顶
地质破坏带及附近的顶板裂隙发育、破碎，断层面间多充以粉状或 泥状物；断层面都比较尖滑,使上、下盘之间的岩石无粘结力,尤其是 断层面成为导水裂隙时，更是彼此分离。
（二）局部冒顶事故的致因及防治
1．靠煤壁附近的局部冒顶
煤层的直接顶中，常存在多组相 交裂隙时，这些相交的裂隙容易 将直接顶分割成游离岩块，极易 发生脱落，在采煤机采煤或爆破 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。
局部冒顶的原因一般有三种：
一是直接顶被密集裂隙切割，形成了游离岩块；
充填法
全部垮落法
顶板事故的产生
采矿岩石开挖 原岩应力重新分布
开挖空洞周边应力集中
空洞围岩破坏
特
殊
掘进过程支护不及时
支架强度不足
地 质
条
支架不适应围岩的变形与破坏类型 变形的时间效应 件
顶板事故
三、顶板事故预兆
1.响声：岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时，木支架就会发生劈裂声， 紧接着出现折梁断柱现象；金属支柱的活柱急剧下缩，也发生很大声响， 有时也能听到采空区顶板发生断裂的闷雷声。
矿山压力控制
利用矿山压力活动规律 采用合理的开挖顺序和过程
人工控制与支护 避免顶板事故，保证采矿作业安全
二 影响矿山压力显现的基本因素
➢断层与褶曲
➢挤压与破碎带
➢节理、裂隙 ➢开采深度 ➢上部煤层残留煤柱
➢煤层倾角
➢工作面推进速度 ➢采高与控顶距
第二节 顶板事故的致因及防治
一 采场顶板事故的致因及防治 （一）顶板事故分类
0.1m
煤
层
厚
度
0.25m
顶板 0.5m 0.6m
0.4m 底板
图1-1 煤层的总厚度及有益厚度
基本顶：是指位于直接顶之上、有一定厚度的坚 硬岩层，以前也称为老顶。它也有可能紧贴煤层 之上。基本顶在采空区上方悬露到一定面积后才 能跨落，一般只发生缓慢下沉。如果工作面支护 不好，往往会造成大面积冒顶事故。
2.掉碴：顶板严重破裂时，折梁断柱增加，随着出现顶板掉碴现象。掉碴 越多，说明顶板压力越大。在人工顶板下，掉下的碎矸石和煤碴更多，工 人叫“煤雨”。这就是发生冒顶的危险信号。
3.片帮：冒顶前煤壁所受的压力增加，变得松软，片帮煤比平时增多。
4.裂缝：顶板的裂缝一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由于采空区顶 板下沉引起的采动裂隙。如果裂缝加深加宽，说明顶板继续恶化，人们常常 在裂缝中插上木楔子，观察它是不是松动或掉下来，判断裂缝扩大了没有， 作出预报。
顶板事故防治讲义
二、顶板相关知识
顶板可分为伪顶，直接顶，基本顶 伪顶：是指直接紧贴煤层上面、厚度在0.5m 以下的一层
松软岩层。随采随垮。其岩性一般为粘土页岩和层状砂 页岩。 直接顶：是指位于伪顶之上的岩层，无伪顶时直接紧贴 煤层。通常由泥岩、页岩、粉砂岩等比较容易跨落的岩 层组成，但均具有一定的稳定性。所以当工作面煤层被 采落时，直接顶不会立即跨落。多数直接顶在回柱放顶 时会跨落，有的则需要人工强制放顶。直接顶是采掘工 作面的支护对象，如果支护得不好，就会造成冒顶事故.
量正 支悬 架臂
交 错 顶
线正 柱倒 支悬 架臂 布错 置梁
直
（２）综采工作面
➢支架设计上，采用长侧护板，整体顶梁，内伸缩式前梁，增大支架向煤壁方向 的水平推力，提高支架的初撑力；
➢工艺操作上，采煤机过后，及时伸出伸缩梁，及时擦顶带压移架，顶梁的俯视 角不超过7°。当碎顶范围较大时（比如过断层破碎带等），则应对破碎直接顶 注入树脂类粘结剂使其固化，以防止冒顶。
二是采高过大，在老顶来压期间，煤壁片帮，扩大了无支护 空间；
三是放顶煤开采，顶煤破碎。
靠煤壁附近的局部冒顶事故的预防
（１）单体支柱工作面：
➢采用能及时支护悬露顶板的支架，如正悬臂交错顶梁支架，正倒悬臂错梁直线 柱支架等，提高支柱的初撑力。在金属网下，可以采用长钢梁对棚迈步支架。
➢尽量使工作面与煤层的主要节理方向垂直或斜交，避免煤层片帮。煤层一旦片 帮，应掏梁窝超前支护，防止冒顶。
从顶板管理的角度，可以把顶板分为易垮落的松 软顶板、中等跨落性顶板、难垮落的坚硬顶板、 极难垮落的坚硬顶板和可塑性弯曲的顶板等5种类 型。针对以上不同情况，可采取不同支护和采空 区处理方法。
概述
老顶 直接顶
煤层
采矿开挖空洞
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
顶板
顶板岩石下沉变形、破坏，产生事故
刀柱法
采煤作业时的顶板管理方式
缓慢下沉法