煤矿顶板事故防治技术

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第一部分：煤矿顶板事故综述
思考题：
1. 试分析煤矿顶板事故在煤矿事故中的所占的比重，说明了什么？ 2. 试分析煤矿顶板事故各种原因说明了什么？如何预防？ 3. 工作面的顶板事故与巷道顶板事故有何变化趋势，为什么？ 4. 顶板事故具有何特点？ 5. 如何认识加强顶板管理的重要性？
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第二部分：矿山压力基本知识
初次垮落应注意：在掌握步距或冒落规律的 同时，放顶时应采取必要的加固措施，以保证生 产安全。
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二、采煤工作面矿压显现的基本规律
（二）老顶的初次来压
初次来压步距大小与老顶厚度、岩性、地质构 造有关，一般为20~35米，有时可达50~70米，甚 至更大。
初次来压的特点：顶板急剧下沉，支架载荷 明显增加，顶板出现沿煤壁的裂隙，甚至发生台 阶下沉现象，煤壁严重片帮、采空区顶板大面积 垮落，形成巨大的声响和风流等。
4－管理混乱; 7－工人作业态度; 10－设备原因; 13－通风设施; 16－执规不严;
图1-1 1950~2003年煤矿各类事故原因分析
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第一部分：煤矿顶板事故综述
一、顶板事故在煤矿事故中的比重
% 60
52.31 50
40
事故次数占百分比 死亡人数占百分比
横坐标：事故次数及伤亡人数 纵坐标：事故次数及伤亡人数百分比
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二、采煤工作面矿压显现的基本规律
（三）周期来压
周期来压步距，一般比初次来压步距要 小，通常为初次来压步距的1/2~1/4倍，一般 为5~12米，有时可达20~30米。
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三、采掘工作面周围的矿压显现特点分析
（一）回采工作面周围的矿压规律及特点
1.层面内
图2-4 采空区周围应力重新分布的概貌 1–工作面前方超前支承压力；
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一、开采后上覆岩层的移动特征
（一）三带的形成
4.上覆岩层运动规律对顶板事故的影响
事故原因：采动诱发顶板运动和破坏； 事故形成条件
支护不及时 支护决策失误：支护方式不合理（没有针对顶 板运动破坏等特点），没有满足“合理位态”控 制 的要求，表现为支护阻力不足或可缩量不够。
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一、开采后上覆岩层的移动特征
（二）上覆岩层的移动特点分析
图2-2 上覆岩层移动的实测曲线
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一、开采后上覆岩层的移动特征
（二）上覆岩层的移动特点分析
图2-3 回采工作面上覆岩层沿工作面推进方向的分区 整理课件
二、采煤工作面矿压显现的基本规律
（一）直接顶的初次垮落
初次放顶步距一般为6~20米。步距的大小是 根据直接顶的岩石强度、厚度、节理裂隙发育程 度等因素确定。
➢ 1986~1992年期间顶板事故死亡人数占总死亡人数的40%，
其中，采煤工作面顶板事故占顶板事故总数的66%，巷道顶 板事故上升到34%。
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第一部分：煤矿顶板事故综述
三、顶板事故的特点
顶板事故具有四个属性
（一）突发性 （二）灾难性 （三）破坏性 （四）继发性
四、对顶板事故的认识和加强顶板管理的重要性
（一）三带的形成
1
2
3
Ⅲ)
3
2
Ⅱ)
(Ⅰ) 1-地表塌陷区；2-岩层开始移动边界线；3-岩层移动稳定边界线；4-离层现象
（Ⅰ）-冒落带；（Ⅱ）-裂隙带；（Ⅲ）-弯曲下沉带
图2-1 顶板岩层移动和破坏现象
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一、开采后上覆岩层的移动特征
（一）三带的形成
3.上覆岩层运动规律的研究内容
（1）冒落带的高度； （2）裂隙带的高度； （3）直接顶的发展变化规律； （4）基本顶各岩梁的发展变化规律； （5）支承压力发生、发展变化规律； （6）内外应力场的形成条件及其发展变化规律。
2、3、4–沿倾斜、仰斜及工作面后方残余支承压力
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三、采掘工作面周围的矿压显现特点分析
（一）回采工作面周围的矿压规律及特点
1.层面内
一、开采后上覆岩层的移动特征 二、采煤工作面矿压显现的基本规律 三、采掘工作面周围的矿压显现特点分析 四、采煤工作面顶板的控制
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一、开采后上覆岩层的移动特征
（一）三带的形成
1.岩层移动和破坏的影响因素 2.上覆岩层移动的破坏特征
➢ 冒落带 ➢ 裂隙带 ➢ 弯曲下沉带
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一、开采后上覆岩层的移动特征
煤矿顶板事故防治技术
华北科技学院副院长
段绪华 教授
中国煤矿安全技术培训中心副主任
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煤矿顶板事故防治技术
第一部分：煤矿顶板事故综述； 第二部分：矿山压力的基本知识； 第三部分：顶板事故的致因与防治； 第四部分：煤矿事故隐患分析； 第五部分：冲击地压的基本知识； 第六部分：深井矿压知识分析。
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7－提升运输事故; 8－其他;
9－自救伤亡; 10－机电; 11－煤与瓦斯突出; 12－爆破
图1-2 1950~2003年煤矿各类事故发生起数及死亡人员统计分析
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第一部分：煤矿顶板事故综述
二、回采工作面与巷道顶板事故发展趋势分析
➢ 1954~1985年期间，顶板事故的死亡人数占总事故死亡
人数的45%，其中，采煤工作面顶板事故占75%，巷道顶板 事故占25%。
第一部分：煤矿顶板事故综述
一、顶板事故在煤矿事故中的比重
%
20
1 5 .8 4 1 5 .6 3 15
横坐标：表示事故原因 纵坐标：表示事故原因所占百分比
1 0 .3 5
1 0 .3
10 7 .0 3
5
7 .9 8
4 .5 3 3 .3 5
1 .2
4 .1 44 .6 9 4 .9
5 .4 9
0
.9
81
.7
7 0
.6
5
1 .5 5 0 .3 2
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 原因
1－违章指挥; 5－支护质量; 8－工人缺乏安全生产知识; 11－安检人员不负责任; 14－通风系统; 17－明火;
2－违章作业; 3－措施不力; 6－作业规程针对性不强; 9－领导不重视; 12－重生产轻安全; 15－机构不健全; 18－无证上岗
29.5 30
23.5
20
12.72 11.28
10
0
1
2
8.81
9.37 9.9
6.13 2.88
5.25 2.48
2.2
2
3
4
5
6
7
5.62
3
3.5
1.57
4.1
0.8 1.02 0.16
1.77 0.396
事故性质
8
9
10
11
12
1－水灾事故;
2－瓦斯煤尘爆炸; 3－顶板事故; 4－火灾事故; 5－瓦斯窒息中毒事故; 6－煤尘爆炸事故;