顶板

（三）易导致顶板事故的不安全因素
• 1.管理方面的因素 1.管理方面的因素 管理人员在现场指挥生产中对规程定执行不力。 ① 管理人员在现场指挥生产中对规程定执行不力。 ② 技术人员对突发性地质变化不及时编制针对性安全技术 措施，不认真贯彻措施并不在现场观察执行情况。 措施，不认真贯彻措施并不在现场观察执行情况。 初次放顶、周期来压、 ③ 初次放顶、周期来压、工作面过老空区重要环节现场无 区队长以上干部跟班指挥。 区队长以上干部跟班指挥。 ④ 井下生产现场支护材料不中，破损材料修理不及时，造 井下生产现场支护材料不中，破损材料修理不及时， 成强度不够或空顶作业。 成强度不够或空顶作业。 工作面现场作业分段或劳动组织不合理，影响安全操作。 ⑤ 工作面现场作业分段或劳动组织不合理，影响安全操作。 ⑥ 不坚持正规循环作业 ⑦ 对老空大面积悬顶处理不及时采取措施强制放顶 现场领导对工人违章不予制止，甚至违章指挥， ⑧ 现场领导对工人违章不予制止，甚至违章指挥，带头冒 险作业。 险作业。 同一采煤工作面中，不使用同类型和同性能的支柱， ⑨ 同一采煤工作面中，不使用同类型和同性能的支柱，使 用折损木质支护材料、损坏的金属顶梁、 用折损木质支护材料、损坏的金属顶梁、失效的摩擦支 柱和失效的单体液压支柱等。 柱和失效的单体液压支柱等。
3.局部冒顶的预兆 3.局部冒顶的预兆
• （1）响声 • （2）掉砟 • （3）片帮 • （4）裂缝 • （5）顶板脱层 • （6）漏顶 • （7）在含瓦斯煤层中，瓦斯涌出量突然增大 在含瓦斯煤层中， • （8）有淋水的工作面，淋水量有明显增加 有淋水的工作面，
（二）大冒顶事故 • 1.大冒顶事故指相对局部事故而言， 大冒顶事故指相对局部事故而言 1.大冒顶事故指相对局部事故而言，灾害面积 较大的冒顶事故。这类事故的特点是面积大、 较大的冒顶事故。这类事故的特点是面积大、来势 凶猛、后果严重，不仅严重影响生产， 凶猛、后果严重，不仅严重影响生产，往往会导致 重大人身伤亡。 重大人身伤亡。 • 2.大冒顶在以下地点易发生 大冒顶在以下地点易发生： 2.大冒顶在以下地点易发生： • （1）顶板坚硬而且采空区顶悬露面积过大，没 顶板坚硬而且采空区顶悬露面积过大， 有垮落的采煤工作面。 有垮落的采煤工作面。 • （2）地质构造带附近。 地质构造带附近。 • （3）局部冒顶周边。 局部冒顶周边。 • （4）顶板淋水周边。 顶板淋水周边。
一、基本概念
1.煤层的顶板 1.煤层的顶板 位于煤层上面的岩层叫顶板，位于煤层下面的岩层叫底板。 2.顶板事故： 2.顶板事故： 是指在地下采掘过程中，由于围岩破坏、支护失效而引起的顶板垮 塌造成的人员伤亡、设备损坏或生产中止的事故。 3.顶板分类 3.顶板分类 （1）根据顶板岩层和煤层的相对位置以及顶板岩层在开采后垮落的 难易程度，煤层顶板可分为伪顶、直接顶、老顶。 难易程度，煤层顶板可分为伪顶、直接顶、老顶。 （2）从顶板管理的角度将顶板分为： 易垮落顶板、中等垮落顶板、难垮落顶板、极难垮落顶板和塑性弯 曲顶板等五类顶板。
顶板事故的防治
• 顶板事故是煤矿五大自然灾害之一。顶 板事故的伤亡人数约占煤矿总伤亡人数 的37%。世界主要产煤国家统计资料也 37%。世界主要产煤国家统计资料也 表明，冒顶事故总数占井下事故的二分 之一。所以，认识煤层顶板、控制煤层 顶板、预防顶板事故的发生是煤矿安全 工作的重要内容之一。
顶板事故的防治
二、局部冒顶事故和大冒顶事故 二、局部冒顶事故和大冒顶事故
顶板事故一般也称冒顶事故。冒顶事故通常分为两类，即局部冒顶事 顶板事故一般也称冒顶事故。冒顶事故通常分为两类， 故和大冒顶事故。 大冒顶事故。
（一）局部冒顶事故
•
1.局部冒顶事故是指采掘工作空间或井下其他工作地点局部范 1.局部冒顶事故
围内顶板岩石垮塌造成的冒顶事故。冒落高度一般不大，很少有冒高超过3 围内顶板岩石垮塌造成的冒顶事故。冒落高度一般不大，很少有冒高超过3 米以上的。它的影响范围较小，对采掘工作面生产形成的影响不大；因此 米以上的。它的影响范围较小，对采掘工作面生产形成的影响不大； 局部冒顶往往被忽视，以至于经类事故经常发生， 局部冒顶往往被忽视，以至于经类事故经常发生，形成人员伤亡的比重很 大。 • 局部冒顶事故通常是由于顶板破碎断裂而导致支护失效或没有支护所
• （1）地质构造带附近。 地质构造带附近。 • （2）工作面上下出口附近。 工作面上下出口附近。 • （3）工作面煤壁附近。 工作面煤壁附近。 • （4）.放顶线附近。 放顶线附近。 • （5）巷道维修支架时不按规程作业。 巷道维修支架时不按规程作业。 • （6）支护材料储备不足或支护材料失效降低了支撑力但仍然 使用时，顶板得不到有效控制，下沉量增加， 使用时，顶板得不到有效控制，下沉量增加，导致变形断裂 垮落，造成局部冒顶。 垮落，造成局部冒顶。 • （7）分层开采时假顶未胶结时。 分层开采时假顶未胶结时。 • （8）巷道掘进时棚距过大、前探梁支挂不及时或棚子接顶不 巷道掘进时棚距过大、 容易造成巷道局部冒顶。 实，容易造成巷道局部冒顶。 • （9）采煤掘进作业过老空区时等。 采煤掘进作业过老空区时等。
4．顶板压力显现的规律 （1）顶板压力
在煤层没有开采之前，岩体处于原始应力平衡状态。随着矿井生 在煤层没有开采之前，岩体处于原始应力平衡状态。 产的进行，大量的掘进和回采工程使井下形成一定的地下空间， 产的进行，大量的掘进和回采工程使井下形成一定的地下空间，从 而破坏了岩体的原始应力平衡状态，使岩石产生移动， 而破坏了岩体的原始应力平衡状态，使岩石产生移动，进而发生变 形和破坏，附近这种因岩石移动而产生的压力就是矿山压力。 形和破坏，附近这种因岩石移动而产生的压力就是矿山压力。由于 矿山压力从顶板表现出来最明显，所以通常叫顶板压力。 矿山压力从顶板表现出来最明显，所以通常叫顶板压力。
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引起的。在采煤过程中发生冒顶的主要原因是顶板破碎没有及时支护，或 引起的。在采煤过程中发生冒顶的主要原因是顶板破碎没有及时支护， 虽及时支护但支护质量不合格； 虽及时支护但支护质量不合格；在回柱过程中发生冒顶的主要原因是回柱 操作方式及顺序不合理。 操作方式及顺序不合理。
2.局部冒顶绝大部分发生在以下地点： 2.局部冒顶绝大部分发生在以下地点： 局部冒顶绝大部分发生在以下地点
• 2、现场作业环境方面的因素
① ② 作业现场支护质量差，支柱退山严重，接顶不实。 戗柱、木垛、抬棚等特殊支护数量不中或质量不符合规程 要求。 ③ 对特殊支护方式架设时马马虎虎，尤其在连续使用一段时 间并未发生顶板事故后偷工减料，造成关键部位得不到有 效支护 ④ ⑤ ⑥ 现场材料清理不及时，堆放不合理，堵塞退路。 工作面两道超前支护距离不够，支护强度不足。 工作面局部冒顶处理不及时或虽处理但按顶不实等。
（2）顶板压力变化的一般规律
① 顶板暴露面积越大，压力也就越大。 顶板暴露面积越大，压力也就越大。 ② 顶板悬露时间越长，压力越大。 顶板悬露时间越长，压力越大。 ③ 顶板越破碎、越松软，压力越大。 顶板越破碎、越松软，压力越大。 ④ 巷道越宽，顶板压力越大。 巷道越宽，顶板压力越大。 ⑤ 护巷煤柱越小，巷道承受的压力越大。 护巷煤柱越小，巷道承受的压力越大。 ⑥ 巷道交叉点越多，顶板压力越大。 巷道交叉点越多，顶板压力越大。
•
① ② ③
（2）煤帮的预兆
由于冒顶前顶板压力增大，工作面及周围巷道受到的盘压 增高，煤帮在高压下煤体变酥，片帮明显增多。 煤电钻打眼时比平时省力且钻进速度加快。 采煤机割煤时阻力减少，落煤块度增大，牵引速度加快且 用电负荷明显减少。
• （3）支架的预兆
① 使用木支架时，支架被大量压坏或折断，并发出声响；使 用金属柱时，耳朵贴在柱体上，可听见支柱受压后发出的 声音。 当顶板压力继续增加时，单体液压支柱的活柱迅速下缩， 连续发出连续的“格格” 连续发出连续的“格格”声响；摩擦支柱会产生锁销被挤 压后飞出销体的“打枪”现象并听到同时发出的巨大“ 压后飞出销体的“打枪”现象并听到同时发出的巨大“嘭” 的声响。 如工作面使用铰接顶梁时，在顶板冲击压力作用下，有槽 楔被挤出或弹出楔孔的“飞楔” 楔被挤出或弹出楔孔的“飞楔”现象。 在底板松散或底板留有夹石和留有底煤时，支柱会大量插 入底板。
• 3.大冒顶的主要预兆 3.大冒顶的主要预兆
• （1）顶板的预兆 ① 顶板连续发出断裂声，有时发出沉闷的“轰隆隆”的闷雷声， 顶板连续发出断裂声，有时发出沉闷的“轰隆隆”的闷雷声， 这是由于顶板断裂时裂面相互摩擦发生的声响。 这是由于顶板断裂时裂面相互摩擦发生的声响。 ② 顶板大面积来压时，在破碎顶板处连续掉砟，岩粉末下落引 顶板大面积来压时，在破碎顶板处连续掉砟， 起岩尘飞扬 ③ 在伪顶和假顶下会有大量的煤屑的碎矸石下落卷起尘雾。 在伪顶和假顶下会有大量的煤屑的碎矸石下落卷起尘雾。 ④ 为防止坚硬顶板和初次放顶后采空区仍有较大面积不垮落顶 板大冒顶事故和发生，预报采空顶板活动情况， 板大冒顶事故和发生，预报采空顶板活动情况，在采空区沿 倾斜方向每隔20~30米留一根要顶柱，沿直径方向砍去2/3 20~30米留一根要顶柱 2/3留 倾斜方向每隔20~30米留一根要顶柱，沿直径方向砍去2/3留 一缺口作为信号柱，信号柱在顶板来压时会压弯至折断， 一缺口作为信号柱，信号柱在顶板来压时会压弯至折断，发 出声响警报。 出声响警报。
②
③ ④
（4）其他预兆
① 在含瓦斯煤层，瓦斯涌出量突然增大。 ② 有淋水的顶板，淋水量较以往增大。
4、人工试探冒顶危险的方法
① 木楔法。在裂缝中轻击打入小木楔至手不能轻易垂直拉下 即可。过一段时间，如果木楔自行脱落或用手轻轻一拉即 可拉出，则说明裂缝已扩大，有冒落危险。 ② 敲帮问顶法。即操作人员站在安全地点，用长钢钎先捅掉 破碎的煤或岩石后，再用斧、镐或钢钎敲击顶板，如果声 音清脆，则表明顶板完好；如果顶板发出“空空” 音清脆，则表明顶板完好；如果顶板发出“空空”响声， 则说明下下岩层之间已经离层，则应采取措施将已脱层的 岩块挑落。 ③ 震动法。右手持钢钎或镐头，左手用手指肚托扶顶板，在 右手用工具敲击顶板时左手指肚感到顶板震动，即使听不 到有破裂声，也表明此岩石已与整体顶板分离，要及时取 措施加以处理或进行顶板管理。
5、巷道支护方式
• 1.砌碹支护 1.砌碹支护 • 砌碹支护是支护形式中最有力的支护形式。支护的材 砌碹支护是支护形式中最有力的支护形式。 料有料石、砖及混凝土。一般用于服务年限长的开拓巷道 料有料石、砖及混凝土。 及主要硐室。 及主要硐室。 • 2.棚式支护 2.棚式支护 • 棚式支护是煤矿准备巷道和回采巷道常见的支护形式。 棚式支护是煤矿准备巷道和回采巷道常见的支护形式。 • 3.锚杆支护 3.锚杆支护 • 锚杆支护目前是我国国有煤矿采用最多的支护形式， 锚杆支护目前是我国国有煤矿采用最多的支护形式， 由于其支护成本低廉、效果良好， 由于其支护成本低廉、效果良好，是我国井下巷道支护的 发展方向。 发展方向。 • 锚杆支护的配套形式：锚喷支护、锚网支护、 锚杆支护的配套形式：锚喷支护、锚网支护、锚网喷 支护、锚梁支护、锚杆钢带支护等。 支护、锚梁支护、锚杆钢带支护等。
• 3.个人行为方面的因素 3.个人行为方面的因素
a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) 不严格执行作业规程和操作规程，冒险蛮干。 对顶板事故预兆信号不及时处理也不汇报。 不能严格执行“敲帮问顶”、“震动问顶”制度，让隐性事故 不能严格执行“敲帮问顶” 震动问顶” 发生。 违章进入老塘，捡拾工具材料 采煤工作面放炮后，不及时超前挂梁，空顶作业。 掘进迎头不按规定使用前探梁，空顶作业。 回柱时，对支撑力过大支柱不用替柱，直接用回柱绞车强行回 柱 炮采炮掘时超量装药放大炮，造成顶板破碎。 煤壁伞沿不及时清理。 架棚支柱时不打足劲，致使支柱初撑力过小 回料作业时，不按规程规定顺序作业，材料堆放零乱，堵塞回 撤路线。 明知支护材料失效仍然使用 将支架架设在浮煤或浮矸上，在控顶区内提前摘柱等。