最新煤矿矿压、顶板防治工程关键技术指导手册

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煤矿生产与顶板灾害防治参考文本

煤矿生产与顶板灾害防治参考文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月煤矿生产与顶板灾害防治参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。

一、煤矿生产（一）煤的形成煤是由古代植物遗体变化而成的。

在矿区煤层和顶底板岩层中经常见到植物枝叶等化石。

煤的形成过程大致分为三个阶段。

1、泥炭化阶段该阶段是由植物遗体变成泥炭的阶段。

在古代泥炭沼泽中，植物生长十分茂盛。

植物不断地繁殖、生长和死亡，其遗体倒在水中，被水淹没而隔绝了空气，不断聚积加厚；同时又不断分解、化合，形成了泥炭。

2、煤化阶段该阶段是由泥炭变成褐煤的阶段。

泥炭层形成以后，由于地壳下降，被泥沙等沉积物复盖掩埋，在压力和地热的作用下，泥炭层开始脱水、压紧，体积缩小，密度和硬度增加，碳含量逐渐增加，氧含量进一步减小，从而形成褐煤。

3、变质阶段该阶段是由褐煤变成无烟煤的阶段。

褐煤形成以后，如果地壳继续下沉，则在温度和压力更大的条件下，褐煤内部成份将进一步变化，最终变成了烟煤，烟煤继续变质就形成了无烟煤。

（二）煤的埋藏特征1、煤层结构根据煤层中有无夹石层，可把煤层分为简单和复杂结构两种。

简单结构煤层不含夹石层；复杂结构煤层含夹石层。

夹石层有的为一层，有的有多层，而且夹石层厚度也不一样。

煤矿顶板事故防治技术

煤矿顶板事故防治技术集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-煤矿顶板事故防治技术在煤矿五大自然灾害中，顶板事故造成的死亡人数大约占30%，近年来，综合机械化采煤工作面的大面积推广，采煤工作面的顶板事故有所下降，但是掘进工作面的顶板事故仍然多发。

特别是在广大小煤矿，由于支护设施的落后，采掘工作面顶板事故仍是造成煤矿死亡事故的主要原因。

约占死亡人数的40%。

一、顶板事故的分类（一）、采煤工作面顶板事故的分类1、按造成冒顶的力源及施力方向分（1）、由老顶或老顶和直接顶引起的压垮型冒顶由于老顶的断裂来压引起的冒顶厚层坚硬岩层大面积垮落引起的冒顶直接顶冒落导致的冒顶。

（2）、漏顶型冒顶采煤工作面上下出口的漏顶。

煤壁上方的漏顶。

放顶线处的漏顶。

地质破碎带处的漏顶。

（3）、推跨型冒顶复合顶板条件下的推垮型冒顶分层开采时金属网假顶下的推垮型冒顶大块游离顶板的推垮型冒顶。

采空区冒落矸石冲入工作面推垮型冒顶2、按冒顶的范围分（1）、局部冒顶。

冒顶范围比较小，小到几块矸石，达到几矿车矸石，经当班处理以后基本不影响正常生产，有时会造成“零打碎敲”的伤亡事故。

（2）、大冒顶。

冒顶的范围很大，而且来势凶猛，由于范围大又很快，所以人员往往很难撤离，会造成三人以上的上伤亡事故，处理起来非常困难。

（二）、采煤工作面冒顶事故的防治措施1、靠近煤壁处的局部冒（1）、冒顶的原因：顶板裸露空顶不及时支护；地质构造的影响；爆破引起；老顶来压引起。

（2）、防止措施：及时支护；防止偏帮；爆破加强管理；2、出口处的冒顶防治（1）、上下出口冒顶的原因：控顶面积大；顶板应力叠加；顶板反复支撑、卸载，受破坏。

（2）、防治措施：加强支护；采用特种支架；3、放顶线处的局部冒顶（1）、冒顶的原因。

回收受力最大支柱过程中应力转移。

（2）、防治措施。

按操作规程回柱，特别是对受力最大的最后一至两根支柱要特别注意，一般应先打替柱，以后再回柱，最后回收替柱。

煤矿顶板事故防治新技术

第一章1.试分析顶板事故对煤矿安全生产的影响。

根据对2001~2003年煤矿事故的统计，顶板事故起数占煤矿事故总起数的49.86%，死亡人数占总死亡人数的35.67%，可见煤矿顶板事故对煤矿安全生产的影响之大。

加强顶板管理、减少或杜绝顶板事故的发生仍然是降低百万死亡率、扭转煤矿安全生产形势的重点工作之一。

2.顶板事故发生的主要原因什么？一是为了满足大型井的生产系统需要，巷道断面大，服务年限长；二是在掘进和维护过程中，对关键部位、地点，措施不力，管理不严；三是随着开采深度的增加，岩性发生变化和矿山压力产生影响；四是支架的刚度、柔度、结构和支护质量还不能满足上述三因素的要求。

3.煤矿顶板事故与煤矿其他事故比较，其特点是什么？顶板事故是煤矿不容忽视的重要灾害事故之一，它发生的主要特点不同于瓦斯煤尘爆炸，群死群伤的重大恶性事故通常比较少见，而零散事故却频繁发生，而且凡是有人工作的地点，都有可能发生这类事故，分布范围比较广泛。

第二章1.采煤工作面顶板按移动、破坏程度可分为哪几带？各有何特点？1)冒落带特点是顶板岩石在自重作用下，发生法向弯曲，当岩层内压拉力超过岩石强度时，即出现断裂直至垮落，而且越是靠近煤层，冒落岩块之间的空隙越多，连通性越强，越有利于水、砂和泥土通过。

冒落带的高度取决于才采出煤层的厚度和岩石的碎胀系数，通常为采出煤层厚度的3~5倍。

2）裂隙带特点是：岩层发生垂直于层面的裂缝或断开，岩层顺着层面产生裂隙。

3）弯曲下沉带特点是：在此带内，岩层不再断裂，只是在重力作用下发生法向弯曲，保持其整体性和层状结构，其移动过程连续而有规律，岩层呈平缓的弯曲。

2.试分析周期来压的形成原因及表现形式。

形成原因：随着采煤工作面的推进，在基本顶初次来压以后，裂隙带形成的岩体结构将始终经历“稳定—失稳—再稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。

由于岩体结构的失稳，导致工作面顶板的来压，这种来压将随着工作面的推进而周期性地出现。

矿井灾害防治技术手册

矿井灾害防治技术手册出版社：煤炭工业出版社：定价：198元矿井灾害防治技术手册》共分为10章，系统地介绍了矿井灾害事故基本概念、安全生产法律法规、矿井瓦斯、矿尘、防灭火、防治水、机电运输事故、爆破事故、矿井顶板事故防治技术及矿山救护等知识和相关技能，章未有复习思考题。

《矿井灾害防治技术手册》可作为煤炭高等职业技术学院、高等专科院校煤矿开采技术专业、通风安全专业和其他采矿工程类相关专业的教材，也可作为远程教育采矿工程专业教材，还可供煤炭职业技师学院、安全技术培训和煤矿从业人员参考。

目录第1章矿井灾害事故基本概念第2章安全生产法律法规2．1安全生产方针2．2安全生产法律法规第3章矿井瓦斯防治技术3．1矿井瓦斯及存在状态3．2矿井瓦斯涌出3．3瓦斯爆炸及其预防3．4瓦斯管理与检测3．5瓦斯喷出及预防措施3．6煤与瓦斯突出机理及规律3．7防治煤与瓦斯突出的主要技术措施3．8瓦斯抽放技术3．9瓦斯的综合利用第4章矿尘防治技术4．1矿尘及其性质4．2矿山尘肺病4．3煤尘爆炸及预防4．4矿山综合防尘第5章矿井火灾防治技术5．1矿井火灾及其分类5．2外因火灾及其预防5．3煤炭自燃理论基础5．4矿井火灾预测与预报5．5开采技术防火措施5．6煤层自然发火的防治技术5．7火灾时期通风5．8矿井火灾处理与控制第6章矿井防治水灾技术6．1矿井水灾及其危害6．2矿井水灾发生的规律6．3矿井突水及其处理6．4矿井水害的防治第7章矿井机运事故防治技术7．1提升、运输安全技术7．2供电、电气设备安全技术第8章矿井爆破事故防治技术8．1爆破基本理论8．2爆破材料的安全管理8．3常见爆破故障处理8．4防止爆破重大事故措施8．5井下特殊地点爆破第9章矿井顶板事故防治技术9．1矿山压力显现及采空区处理9．2顶板灾害的致因及防治9．3顶板灾害的预报及控制第10章矿山救护10．1矿山救护基本知识10．2矿山救护技术装备10．3矿工自救与现场急救10．4矿井重大事故救援与处理推广系列丛书重大事故遇险人员生命保障及快速救援技术与装备实用手册2 580电磁辐射等动力灾害连续预测技术实用手2 580 册松软突出危险煤层顺煤层长钻孔施工及安2 580 全保障成套技术实用手册井下人员定位与无线通讯技术实用手册 2 580 瓦斯爆炸危险源动态预测技术实用手册 2 580低热损冷源介质输送技术及高效热交换技2 580 术实用手册突水水源与突水通道封堵材料与装备实用2 580 手册粉尘浓度连续监测与通风除尘新技术推广2 580 实用手册瓦斯区、高应力区、地质异常区超前探测2 580 技术与装备实用手册非接触隐蔽火源探测技术实用手册 2 580 最新煤矿产能设计与审核标准实用手册 4 1080矿山企业岗位安全生产技术教育培训完全4 998 手册煤矿安全质量标准化建设与示范矿井达标4 980 手册新编煤矿开采新技术实用手册 4 998矿井设计必背手册(新编煤矿矿井设计手1 190 册)新编测量不确定度评定方法执行实例及现行有效计量规范与鉴定规程实用全书石油化工天然气工程施工验收评定行业标准国家标准及强制性条文煤矿运输安全质量考核评级与设备检修维护技术手册。

煤矿顶板灾害防治技术

煤矿顶板灾害防治第一节基本理论概述一、顶板事故的形式和特点（一）采煤工作面顶板事故1. 局部冒顶事故局部冒顶事故实质上是已被破坏的顶板失去依托而造成的。

就其触发原因而言可以大致分为两部分：一部分是采煤工作（包话破煤、装煤等）过程中发生的局部冒顶事故，即在采煤过程中未能及时支护已出露的破碎顶板；另一部分则是单体支护回柱和整体支护的移架操作过程中发生的局部冒顶事故。

2. 大冒顶事故`采煤工作面的大冒顶事故也叫采场大面积切顶、落大顶、垮面。

1）由直接顶运动所造成的垮面事故就其作用力的始动方向可分为以下两大类：（1）推垮型事故。

包括走向推进工作面常发生的倾向推垮型事故，及倾斜推进工作面容易发生的向采空区方向推垮型事故。

（2）压垮型事故。

包括向煤壁方向压垮，及向采空区方向压垮型事故。

2）由老顶运动所造成的垮面事故(1)冲击推垮型（即砸垮型）事故。

这类事故发生时，开始运动的老顶首先将其作用力施加于靠近煤壁处已离层的直接顶上，造成煤壁片塌和顶板下切，紧接着高速运动的老顶把直接顶推垮。

（2）压垮型事故。

这种事故发生在采用木支架支护的采场。

3）大冒顶事故发生的时间地点从工作面倾斜方向来说，距离上出口 10 m范围内的事故比例通常是临近下出口部位所发生事故比例的两倍多。

其主要原因是受上侧工作面支承压力作用的影响，顶板的完整性容易受到破坏的结果。

从工作面推进方向来说，采煤工作面从开切眼推进开始到回采结束，就顶板运动和矿压显现特征的差别而言，可以分为两个发展阶段，即老顶各岩梁初次来压完成前的初次来压阶段，以及老顶来压完成后的正常推进阶段。

（二）巷道顶板事故巷道的变形和破坏形式是多种多样的，巷道中常见的顶板事故按照围岩破坏部位可分为：巷道顶部冒顶掉矸、巷道壁片帮以及巷道顶、帮三面大冒落三种类型。

按照围岩结构及冒落特征又可分为：镶嵌型围岩坠矸事故、离层型围岩片帮冒顶事故、松散破碎围岩塌漏抽冒事故以及软岩膨胀变形毁巷事故等几种形式。

《煤矿顶板事故防治新技术》授课教案

第二章采煤工作面上覆岩层活动与矿压显现规律时间2011年10月25日星期二授课人学时1课时地点队会议室开采后上覆岩层活动规律上覆岩层的活动对直接顶的状态及采煤工作面的矿压显现有决定性的影响，存在两种不同的观点。

观点一：1.岩层移动和破坏的影响因素（主要因素：岩石的结构和物理力学性质，岩层的倾角、开采深度、采高、采空区大小等，且在不同条件下任何一种因素都有可能起决定性作用）。

2.上覆岩层的移动的破坏特征地下煤层采出后，采空区顶板岩层在自重及其上覆岩层作用下，向下弯曲、移动，当其内部应力超过岩石强度极限时，直接顶板便断裂、破碎而冒落。

其上部的老顶也失去支撑而沿层面的发现方向进行移动、弯曲、破坏，进而产生断裂、离层。

自直接顶开始，由下而上分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。

观点二：覆岩运动规律（由采动所引起的煤层上覆岩层的一系列变动规律称之为“覆岩运动规律”）覆岩运动规律研究内容及结构图覆岩运动规律研究直接顶初次垮落步距老顶上位岩梁初次断裂步距老顶上位岩梁周期断裂步距老顶下位岩梁初次断裂步距老顶下位岩梁周期断裂步距支撑压力大小及其分布范围内外应力场的大小及其状态时间2011年10月25日星期二主持人学时1课时地点队会议室采煤工作面矿压显现的基本规律一、直接顶的垮落工作面自开切眼开始推进，直接顶不断暴露，在其自重及上覆岩层的作用下，进一步弯曲、断裂直至垮落，自开切眼开始，直接顶的第一次垮落叫初次垮落，直接顶稳定性越好，初次跨落得步距就越大。

二、基本顶的初次来压基本顶悬漏达到极限跨距，第一次失稳而产生的工作面顶板来压称为初次来压。

自开切眼至初次来压时工作面推进的距离称为基本定的初次来压步距。

三、基本顶的周期来压主要表现形式顶板下沉速度急剧增加；顶板的下沉量变大；支柱所受的载荷普遍增加；有时还伴随煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉。

每周一课教案一月份生产准备队2009年1月。

顶板及防片帮管理安全技术措施

顶板及防片帮管理安全技术措施一、敲帮问顶：开挖完工，作业人员进入作业面支护完好的地段进行观察，然后根据观察到的情况拿专用工具进行敲帮问顶，处理工作面危岩、活矸。

1、掘进中施工人员应坚持经常性的敲帮问顶制度，特别是在打眼、安注锚杆过程中应清除危岩、排除隐患。

遇顶板特别破碎时，必须加打锚索。

2、严禁空顶作业，最大空顶距离不超过1.1m，最小空顶距离为0.2m。

3、发现顶板压力大、顶板离层、托板变形、听见顶板有响声等冒顶预兆时，要立即停止作业，撤出工作面所有人员，待压力稳定后，由外向里进行维护顶板。

如具备打锚索条件时，根据顶板情况加密锚索，否则要架棚维护，另制定措施。

4、若有片帮危险时，必须用手镐等工具将其找到实茬后，及时对其进行支护。

二、严防巷道冒顶事故发生的措施：1、每班进入迎头工作前，必须先仔细检查一遍，发现锚杆失效，顶板下沉、来压、破碎时要及时采取补打锚杆、锚索等针对性措施，否则不准进入迎头工作。

并将情况及时汇报矿调度。

2、当顶板破碎或形成网兜放顶时，必须从外向迎头逐排进行，人员必须站在外方，放顶处理之处严禁有人，作业时人员必须站在安全支护下使用长把工具进行。

一次只需放一排，放顶时设有经验的专人观察顶板情况，严禁人员从下方通过，并及时进行支护。

三、处理冒顶措施：1、处理冒顶区段，跟班队长、安全员必须现场指挥，抽调至少2人以上的有经验老工人配套作业，一人工作一人监视顶板，发现有跨落、片帮预兆时，要将人员撤到安全地点。

2、冒落在1m以上时，维护前必须先检查瓦斯，严禁瓦斯超限作业。

3、处理冒顶前，要把障碍物清理干净，确保退路畅通，及时在冒顶区边缘打不少于5排带帽单体柱，带帽单体柱每排3根，防止冒顶区域扩大。

4、处理冒顶前，首先用长把工具进行找顶，险矸活石要找净后及时支设单体柱临时维护顶板，如可以打锚杆时，由外向里逐排补打，严格坚持掉到哪锚到哪的原则。

如扶棚时由外向里逐架支设，顶部要接实。

5、施工中要有专人监护顶板变化情况，专人指挥维护，施工人员听从命令，相互配合好。

顶板应急措施安全手册

顶板事故隐患及应急处理措施一、采煤工作面顶板类型高庄矿矿井生产处于收尾阶段，资源枯竭，采煤工作面已无原始煤层可采，因此当前高庄矿采煤工作面的顶板均为上分层跨落后形成的再生顶板，比较破碎，直接顶类别为Ⅱ类，基本顶级别为Ⅱ级。

二、工作面支护方式工作面支架的选型取决于直接顶的稳定性、基本顶的来压强度、底板的岩石性质以及采煤工艺的特点。

高庄矿选用的是悬臂支架，根据工作面的顶板和开采技术条件，工作面支护采用齐梁正悬臂架设方式，支柱支在靠老塘侧梁下1/3处，梁与梁互相铰接，柱距0.5米，排距1.0米。

该种支护方式特点是可以及时维护机道上方的顶板，能减少顶板的初期下沉量，对破碎顶板的管理非常有利。

三、采空区顶板控制方法高庄矿采煤工作面顶板易垮落，直接顶厚度一般大于采高的2-4倍，因此对采空区的处理采用全部垮落法，使采空区的顶板在失去支架支撑的情况下自行垮落，从而减少工作面的顶板压力，垮落的岩石具有一定的碎胀性，当岩石填满采空区时，对基本顶有一定的支撑作用，可减轻基本顶对工作面的影响。

四、工作面顶板事故预兆顶板事故是指在井下采煤过程中，顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损坏、生产中止等事故。

采煤工作面顶板事故按顶板冒落范围大小分为局部冒顶事故和大面积冒顶事故两大类；按冒顶事故的力学原因分为压垮型冒顶、漏垮型冒顶和推垮型冒顶三类。

高庄矿采掘工作面顶板事故危害是比较突出的。

据不完全统计，建矿以来由于顶板事故造成的人员伤亡人数，占各类事故的70%左右，可见加强顶板支护管理，杜绝冒顶事故是安全生产中的重要环节。

根据高庄矿己组煤层顶底板岩性及构造，一般冒顶事故发生前往往有明显的预兆。

（一）采煤工作面局部冒顶预兆1、顶板发出响声。

岩层下沉断裂，顶板压力急剧增大时，单体柱活柱急速下缩，发出响声，有时能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。

2、顶板掉渣。

顶板掉渣越多，说明顶板压力越大，碎小煤矸石稍受震动就会掉落。

3、煤壁片帮。

煤壁受压增大，变得松软，片帮次数多，范围加大。

煤矿冲击地压防治监管监察指导手册

2有冲击地压煤层的矿井为冲击地压矿井。
3煤矿井巷或工作面周围煤岩体发生过强烈震动、瞬间底（帮）鼓、煤岩弹射等动力现象的，直接认定为冲击地压矿井。
4煤层(或者其顶底板岩层)具有强冲击倾向性且评价具有强冲击地压危险的，为严重冲击地压煤层。
5开采严重冲击地压煤层的矿井为严重冲击地压矿井。
6煤矿企业必须严格按照《煤矿安全规程》《防治煤矿冲击地压细则》要求开展冲击倾向性鉴定和冲击危险性评价，及时、准确界定冲击地压煤层和冲击地压矿井。
1检查矿井中长期防冲规划是否符合防冲原则；
2检查国家、行业已推广的冲击地压防治新技术、新工艺、新材料、新装备应用情况；
3检查参与国家、科研院所科研攻关项目情况。
第二百二十八条
第七条、第十九条
第12条
3
防冲负责人、防冲机构和人员配备
1煤矿企业(煤矿)的主要负责人（法定代表人、实际控制人）是冲击地压防治的第一责任人，对防治工作全面负责；其他负责人对分管范围内冲击地压防治工作负责；煤矿企业(煤矿)总工程师是冲击地压防治的技术负责人，对防治技术工作负责。
4检查恢复生产前监测分析后的冲击危险评价情况；
5检查现场措施落实情况。
第二百四十五条
第五条、第五十五条、第八十五条、第八十六条
11
冲击倾向性鉴定
1新建矿井在可行性研究阶段应当根据地质条件、开采方式和周边矿井等情况，参照冲击倾向性鉴定规定对可采煤层及其顶底板岩层冲击倾向性进行评估。在建井期间完成煤层（岩层）冲击倾向性鉴定。
1冲击地压防治应当坚持“区域先行、局部跟进、分区管理、分类防治”的原则。
2鼓励煤矿企业(煤矿)和科研单位开展冲击地压防治研究与科技攻关，研发、推广使用新技术、新工艺、新材料、新装备，提高冲击地压防治水平。

煤矿井下坚硬顶板强矿压灾害区域卸压防治关键技术及装备

煤矿井下坚硬顶板强矿压灾害区域卸压防治关键技术及装备
煤矿井下坚硬顶板强矿压灾害区域的卸压防治关键技术和装备主要包括以下几个方面：
1. 卸压支架技术：通过安装合理的支架系统，将地压力转移到支架上，减少顶板的受力，以达到保护顶板的目的。

这种支架系统可以包括液压支架、固压支架、线束支架等。

2. 自支护装备：自支护装备主要是指能够自动适应煤矿井道变形的装备，如自稳定拱形道床、可伸缩钢板皮带、缓慢下降支架等。

这些装备能够减少压力集中，增强顶板稳定性。

3. 监测系统：煤矿井下应建立完善的顶板监测系统，及时监测顶板位移、压力、震动等参数，以便及时采取治理措施。

监测系统包括应力、应变、位移传感器等设备。

4. 钻孔松动技术：钻孔松动技术通过钻孔开采岩层，破坏岩石构造，形成松动带，从而使地应力得到释放，从而减小压力对顶板的影响。

这种技术可以包括岩层爆破、水力压裂等。

5. 预防措施：对于强矿压灾害区域，应采取预防措施，如提前进行地质勘探，选择适当的开采方法，合理布置支架等。

此外，还可以采用注浆加固顶板、加固井壁等措施。

综上所述，煤矿井下坚硬顶板强矿压灾害区域的卸压防治关键技术和装备包括卸压支架技术、自支护装备、监测系统、钻孔
松动技术和预防措施等。

这些技术和装备的应用能够有效降低顶板的受力，预防和减轻矿压灾害发生。