煤矿顶板灾害及防讲座
2024年巷道顶板灾害的防治及冒顶的处(三篇)
2024年巷道顶板灾害的防治及冒顶的处1、掘进工作严禁空顶作业。
靠近掘进工作面迎头10m内的爆破前必须加固，爆破崩倒、崩坏的支架必须先行修复之后，方可进入工作面作业。
在松软的煤岩或流砂性地层及地质破碎带掘进巷道时，必须采用前探支护或其他措施。
在坚硬和稳定的煤、岩层中，确定巷道不设支护时，必须制订安全措施。
2、支架间应设牢固的撑木或拉杆。
3、掘进巷道在揭露采空区前，必须制订探查采空区的安全措施，包括接近采空区时必须预留的煤（岩）柱厚度和探明水、火、瓦斯等内容。
巷道维修及冒顶处理方法当围岩压力增大时，可能出现巷道发生变形、断面变小、支架折损或顶帮漏煤（岩）块等现象，甚至发生冒顶。
当出现这些情况时都必须及时进行处理。
如果在处理方法中措施不当，就可能延缓处理时间，使小变形变成大变形，小冒顶变成大冒顶，维修和处理的难度加大，而且更严重的是发生人身伤亡事故。
巷道维修及冒顶处理的一般原则（一）先外后里先检查该处前后5m范围支架的完整情况，有问题先处理。
必要时可采取临时加固措施，例如加密支架，加打木垛，前后支架拉紧支牢，加打抬板，插严背牢等，以增加后路、外围支架的支护能力和稳定性，确保后路畅通。
对一段范围巷道维修和冒顶处理时，也必须坚持先处理外面的（离安全出口近的那一头），逐渐向前处理，再处理里面的，直至该段范围全部处理通。
禁止在巷道只存一个安全出口的情况下两头处理，这样可以避免因维修和冒顶地带再一次发生冒顶，将人员堵在里面。
（二）先支后拆更换巷道支护时，在拆除原有支护前，应先加固临近支搞，拆除原有支护后，必须及时除掉顶帮后矸和架设永久支护，必要时还应采取临时支护措施。
如需更换柱腿，应该先用内注式单体液压支柱或金属磨擦支柱在顶梁下打好立柱，再拆去旧柱腿。
（三）先上后下倾斜巷道维修支架和处理冒顶时应该由上至下进行。
特别是倾角在15以上时，必须有防止矸石、物料滚落和支架歪倒的安全措施。
（四）先近后远当一条巷道存有几处需要维修支架和处理冒顶的地段，应该先处理距安全出口较近的那段，再向前处理较远的那一段，直至把巷道内的各段都维修好或处理通。
煤矿主要灾害及防治ppt课件
防止瓦斯积聚
措施方法： 1、通风方法 2、抽放方法
预防瓦 斯爆炸
杜绝引爆火源
措施方法： 1、加强明火管理 2、加强爆破管理 3、加强防爆管理
监测监控
现代矿井瓦斯管理 煤矿 集中监控 煤矿瓦斯 通 风
密封管理 安全
瓦斯抽采
政府监管
现代矿井瓦斯爆 炸事故预防措施
社会监督
传统措施
传统与现 代相结合
现代措施
区域 综合 防突 措施
区域 措施 区域 预测
无 危 险 揭 煤 作 业
区域 检验
区域 验证
安全 防护
采掘作业 工作面 措施
无危险
局部 综合 防突 措施
工作面 预测
工作面 检验
安全 防护
随着中国煤矿开采深度的增加，煤与瓦斯突出矿井和突出煤层的数量不 断增加，以保护层开采及卸压瓦斯抽采技术和强化预抽煤层瓦斯技术为 代表的区域性瓦斯治理技术，得到了长足发展。那种靠局部措施与瓦斯 短兵相接的 “白刃战”已被放弃，转而依靠战略上的大战役从根本上来克 敌制胜 。
防止瓦斯积聚
杜绝高温火源
加强瓦斯抽放
安全监测监控
防止瓦斯事故扩大
强制规范人的行为
可 行 性 研 究 阶 段
突 出 危 险 性 评 估
矿 井 设 计 阶 段 防 突 专 项 设 计
矿 井 建 设 阶 段
区域防突工作主程序
水平采区开拓后 突出危险性预测 突 出 危 险 性 鉴 定
突出危险区 石门揭煤采掘 区域防突措施 区域 验证 安全 防护
可能性加大 严重性未变 爆炸仍可能发生在 非高突矿井 突出仍可能发生在 非突出矿井
采深 增加 危险 增大
机械化 程度增 高，火 源点增 加
煤矿顶板灾害防治0514
瓦斯事故63起，死亡149人，分别占事故总 次数和事故死亡总人数的19%和29%。
一、顶板事故的危害
6. 2006全省煤矿发生死亡事故304起,
L>50
L>50
N ≤0.3，L＝ 25～50
塑性弯曲的顶板 是指赋存在煤层之上随着工作面的推进能缓慢下沉，而后逐
渐与煤层底板方向接触。这一般在薄煤层或厚度不大的中厚煤层的石灰岩顶板中 才可能出现。
二、煤矿顶板与矿压规律
5.矿山压力基本知识 原岩应力— 在地下某一深处岩层未被开挖前 岩体内所具有的力。包括上覆岩层的自重应力、 构造应力和膨胀应力等。其特点:三向平衡。
煤矿顶板灾害致因与预防
一、顶板事故及其危害 二、顶板与矿压规律 三、顶板事故的统计分析 四、顶板灾害致因分析与技术措施 五、顶板事故预防的管理对策
一、顶板事故的危害
顶板事故在煤矿事故中占40%。 （一）我省煤矿近年顶板事故情况
1. 1995－2001年 （7年） 全省煤矿伤亡事故2802起，死亡5232人。 其中：顶板事故1245起，死亡1474人，平均每年 178起，死亡210人，死亡事故次数和死亡人数分 别占总量的44％和28％(较2001年全国顶板死亡 人数高出3个百分点）。
①Ⅰ级基本顶 N>5，称无周期来压或周期来压不明显的顶 板，这时基本顶的垮落与错动对工作面的支架无多大影响。
②Ⅱ级基本顶 2<N<5，为有周期来压顶板，基本顶的失稳 对工作面支架有较为严重的影响。
③ Ⅲ级基本顶 N<2，甚至没有直接顶，为周期来压严重的 顶板，这时基本顶悬露与垮落都将对工作面支架有严重的影响。
煤矿顶板灾害及防治讲座
煤矿顶板灾害及预防讲座第一节概述矿井开采过程的采、掘、维修工作面或者是在已掘成的巷道、采空区等所发生的冒顶、片帮、掉矸等人身伤亡和非生产事故，统称顶板事故。
其与矿井瓦斯、矿尘、火灾、水灾一起构成了煤矿通常所说的“五大自然灾害”；顶板事故是煤矿中最容易发生的事故，根据资料统计显示，我国煤矿顶板事故起数和死亡人数，分别占煤矿事故总起数和死亡人数的50%、40%，80%的顶板事故发生在回采工作面。
因此，认真分析、研究顶板事故的原因及防治措施具有重要意义。
第二节顶板事故的分类顶板事故按力源分为压垮型、漏冒型和推垮型三大类。
按力源划分的采场顶板事故分类方案，如下：压垮型冒顶：老顶来压时的压垮型冒顶厚层难冒顶的大面积冒顶直接顶导致的压垮型冒顶漏冒型冒顶：大面积漏冒型冒顶局部漏冒型冒顶靠煤壁附近的局部冒顶工作面上下出口的局部冒顶地质破坏带附近的局部冒顶放顶线及其附近的局部冒顶推垮型冒顶：复合顶板推垮型冒顶金属网下推垮型冒顶大块游离顶板旋转推垮型冒顶采空区冒矸冲入采场的推垮型冒顶而煤矿中习惯于将采场事故分为局部冒顶和大型冒顶两大类。
第三节局部冒顶事故的成因及防治措施一、局部冒顶的分类：局部冒顶实质上是控制区内已破碎的直接顶失去有效的支护而造成的。
从工序与发生的地点，局部冒顶可以分为以下几类：（一）靠近煤壁的局部冒顶；（二）上下出口的局部冒顶；（三）放顶线附近的局部冒顶；（四）地质破坏带附近的局部冒顶。
二、靠近煤壁的局部冒顶这类事故的发生是由于采煤过程中，裸露的破碎顶板得不到及时支护，或支护不当，支护质量不好造成的。
（一）直接顶破碎的原因由于原生构造及采动等原因，在一些煤层的直接顶中，存在着许多原生裂隙，这就容易形成具有“人字劈”、“升斗劈”等游离岩块的镶嵌型顶板，如图1。
在采煤或爆破落煤后，如果得不到及时支护或支柱打得不紧。
这类游离岩块受采动影响后，就会逐渐脱离岩体，无约束的自由下移、冒落，以致造成局部冒顶事故。
矿井瓦斯灾害防治和防灭火讲座
我国安全生产形势
总体稳定 趋于好转：2002～2015经济总量 增长4.6倍，事故107万起降到28.2万起， 73.6%，死亡14万人降到6.6万人，52.9%， 连续13年双下降；重特大生产事故起数死亡 人数下降70.3和67.2%；亿元GDP生产死亡 率、工贸十万人事故死亡率、煤矿百万吨死 亡率、道路交通万车死亡率下降：92.6、 73.6、96.7和84.8%。
3. 黑龙江七台河市景有煤矿“11•29”重大瓦斯 爆炸事故，22人死亡，3W/Y；
一是该矿采矿许可证于2016年8月24日过期，
安全生产许可证于2014年11月3日过期，被黑
龙江煤矿安监局于2016年9月5日依法注销；
二是没有安装安全监控系统和人员位置监测系 统；
三是作业人员未经培训入井作业。
到工作面后，于21时30分许，工作面70m延长段装完9 个炮眼，两名回风顺槽风门外放炮警戒，到达约20分钟 后听到工作面方向传来响声，风门突然被吹开，一股黑 烟吹出，伴随有呛人的气味，看不清周围东西，紧接着 又有一股气流冲出，两人被冲倒。二人在原地等了约30 分钟后，孔德车经风门进入回风顺槽察看，走了约 200m后发现满巷烟雾，看不清里面，于是退出，到一 盘区变电所打电话向矿调度室汇报了井下情况。 约22时08分，矿调度员马xx发现监控系统显示8117工 作面CO浓度超限，井下工业电视黑屏，紧接着接到中 央变电所值班人员电话汇报说：“变电所门被吹坏”， 主斜井井口人员电话汇报说：“井口吹出黑烟”。矿调 度员立刻向上级汇报。
4. 内蒙古赤峰市宝马煤矿“12•03”特别重大瓦斯 爆炸事故，32人死亡。 该矿45w/y，低瓦斯矿井。 事故发生时井下共有181名作业人员正在进行作业， 事故发生后，共有149人安全升井，其中平庄救护 队井下救出5人。 问题：低瓦斯采煤面电焊，与进风巷相连的通采空 区巷道瓦斯突然涌出，电焊点燃烧——爆源点爆炸 2016年年3月，内蒙古煤监局发现该煤矿存在越界 开采问题，责令其停产整顿，撤出设备，但该企业 却长期进行非法生产。
煤矿顶板灾害
复合顶板推垮型冒顶事故的预防措施是：
• (1)在工作面上下平巷掘进时不要破坏其复合顶板，应托 住伪顶施工。 • (2)工作面初采时不要向采空区侧前进。（常说的反采） • (3)避免上下平巷与工作面斜交形成三角形。 • (4)严禁仰伪斜开采。 • (5)提高支柱的初撑力。
• (6)用拉钩器配合钢丝绳将工作面支架上下连成一体。
• (7)灵活地应用戗柱，使它们迎着顶板岩层可能推移的方 向支设。
3、大块游离顶板旋转推垮型冒顶
• （一）冒顶原因 • 当煤层顶板存在由断层、裂隙、层理或薄弱岩层 切割成大块游离顶板时，这个游离顶板可能旋转 而下，把工作面支柱向煤壁推倒，造成推垮型冒 顶事故。 • （二）防治措施 • 1、加强地质及观察工作，准确分析顶板破碎、节 理裂隙发育程度及地质变化情况，判断游离顶板 的范围。 • 2、在游离顶板范围内加强支护，不要进行回柱作 业，特别要注意放炮震动的影响。 • 3、如果工作面使用的是金属支柱，要用木支架代 替金属支架。 • 4、待游离顶板全部都处在放顶线以外的采空区时， 再用铰车回柱。
四、斜巷地压
在平巷里，顶压的方向是重力线方向，是垂 直于巷道的顶板的。 在倾斜巷道顶压分解为两个方向的压力，一 个是垂直于顶板的垂地压力(N)，另一个是 平行于顶板的倾斜压力，即下推力(H)
斜巷底板岩石重力分布： Q-重力； H-下滑力； N-对底板压力
倾斜巷道架设支架要求
• 倾斜巷道的支架既要承受垂直压力，又要承受 下推力。因此，倾斜巷道的支架就不能按垂直 于巷道顶、底板方向去架设，而必须向上迎一 个角度，支架迎山角是为了克服下推力，防止 支架向下倾倒的措施之一。 • 支架的迎山角(β)是按照巷道倾角(α)来计算的， 一般迎山角等于巷道倾角的1／6～1／8，即 β=(1／6～1／8)口，例如巷道倾角为30°，则 迎山角为5°～4°。迎山角过大、过小都会降 低支架的支撑能力，迎山角过大叫过山，迎山 角给反了叫退山，都是不允许的。
煤矿顶板灾害防治培训教案
一、教案简介本教案旨在提高煤矿员工对顶板灾害的认识，掌握顶板灾害的防治方法，提高矿井安全生产水平。
通过学习，使学员了解顶板灾害的类型、成因、危害及防治措施，具备一定的顶板灾害预防和应对能力。
二、教学目标1. 了解煤矿顶板灾害的类型及危害。
2. 掌握顶板灾害的成因及预防措施。
3. 学会应对顶板灾害的方法和技巧。
4. 提高煤矿员工的安全意识和技术水平。
三、教学内容1. 煤矿顶板灾害的类型及危害1.1 顶板事故的类型1.2 顶板事故的危害2. 煤矿顶板灾害的成因2.1 地质条件2.2 采矿方法2.3 支护措施3. 煤矿顶板灾害的预防措施3.1 地质勘探与地质预报3.2 合理设计开采参数3.3 加强支护与管理4.1 事故应急预案4.2 事故救援与处理4.3 事故教训与总结5. 煤矿顶板灾害案例分析5.1 案例一：某煤矿顶板事故案例5.2 案例二：某煤矿顶板事故案例四、教学方法1. 讲授法：讲解顶板灾害的类型、成因、预防措施及应对方法。
2. 案例分析法：分析典型煤矿顶板事故案例，提高学员的实战经验。
3. 互动教学法：组织学员进行讨论，分享心得体会，提高学员的参与度。
五、教学安排1. 课时：5课时2. 教学场所：教室3. 教学设备：投影仪、电脑、教学课件4. 教学流程：4.1 授课（2课时）4.2 案例分析（1课时）4.3 讨论与分享（1课时）4.4 总结与点评（1课时）六、教学手段1. 课件展示：通过课件展示顶板灾害的相关图片、视频和数据，帮助学员更直观地了解顶板灾害。
2. 实地考察：组织学员到煤矿现场实地考察，了解顶板灾害防治工作的实际情况。
3. 模拟演练：开展顶板灾害应急演练，提高学员的实战应对能力。
七、教学评价1. 课堂问答：通过提问、解答问题的方式，检验学员对顶板灾害防治知识的掌握。
3. 考试：设置考试环节，对学员的学习成果进行全面评估。
八、教学注意事项1. 确保教学内容与煤矿实际生产相结合，提高教学的实用性。
煤矿顶板灾害及防讲座
顶板
伪顶
直接顶
老顶
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定板分类9
第二节 顶板事故的分类
顶板事故按力源分为漏 垮型、压垮型、推垮型。
• 漏垮型冒顶：（图 1）
主要由破碎、游离岩石漏冒造成：常发生在靠煤壁附近的局部 冒顶、工作面上下出口的局部冒顶、 地质破坏带附近的局部 冒顶、放顶线及其附近的局部冒顶
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10
压垮型冒顶：
范围比较大，加之应力迭加，掘进顺槽时由于巷道支 护初撑力一般都很小，很难控制直接顶不下沉、不松 动、不破碎。
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2
一、矿山压力
• 地下岩体在采动前，由于自重的作用在其内部引
起的应力，通常称为原岩应力。开采前的岩体处 于相对静止状态，所以原岩体处于应力平衡状态。
• 井下采掘活动破坏了原岩应力的平衡状态，引起
岩体内部的应力重新分布，在重新分布过程中促 使围岩产生运动，从而导致围岩发生变形、断裂、 位移、直至垮落。这种由于进行采掘活动而在采 掘空间周围岩体中及支护物上产生的压力叫矿山 压力，简称矿压
Ⅰ原始应力区；Ⅱ支承压力区；Ⅲ卸压区
1—自然平衡拱；2、岩壁刚露出时的支承压力；3支承压力向深部
转移；
K—应力集中系数；
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四、斜巷地压
在平巷里，顶压的方向是重力线方向，是垂 直于巷道的顶板的。
在倾斜巷道顶压分解为两个方向的压力，一 个是垂直于顶板的垂地压力(N)，另一个是 平行于顶板的倾斜压力，即下推力(H)
煤矿顶板灾害及防治
云南煤矿安全技术中心－高家礼
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第一节 概述
• 矿井开采过程的采、掘、维修工作面或者是在已掘成
的巷道、采空区等所发生的冒顶、片帮、掉矸等人身 伤亡和非生产事故，统称顶板事故。
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煤矿顶板灾害防治1．回采工作面顶板事故分为哪几类？各有什么特点？（1）局部冒顶事故特点：这类顶板事故的特点是范围（一般约2-3m）和冒顶高度较小，每次事故伤亡的人数不多（1-2个），对生产的影响不是特别严重，因而容易被忽视。
局部冒顶事故的另一重要特点是事故总是在有人工作的部位发生，加之预兆又不十分明显，因此极易造成人身伤亡。
（2）大冒顶事故特点：事故的特点是垮落面积大，来势凶猛，时间持久，常导致重大人身伤亡和设备、器材遭受大量损坏，往往造成生产中断。
2．影响回采工作面顶板事故的因素有哪些？（1）自然因素（2）开采技术3．影响巷道顶板事故的因素有哪些？（1）自然因素：①岩石性质及其构造特征；②开采深度；(3)煤层倾角；(4)地质构造因素；(5)水的影响；(6)时间因素的影响（2）开采技术因素：①巷道与开采工作的关系，(2)巷道的保护方法，(3)巷道本身采用的支架类型和支护方式。
4．回采工作面和巷道的支护原理分别是什么？（1）.回采工作面支护原理根据矿山压力的理论，整个回采工作面上覆岩层中，裂隙带老顶岩层能够形成一种“大结构”。
裂隙带岩梁“大结构”承担了其上覆绝大部分岩体重量，工作面支架在其掩护之下，因此支架受力要远小于覆盖层重量。
裂隙带岩梁“大结构”是由“煤壁-回采工作面支架-采空区已冒落的矸石”支撑体系所支撑。
工作面支架的工作阻力应保证裂隙带岩梁“大结构”的稳定。
(2).巷道支护原理在开掘巷道以后形成的“支架一围岩”力学平衡系统中，围岩通常承受着大部分的岩层压力，而支架却只承担其中一小部分。
而且，在支架和围岩分担岩层压力的过程中，巷道支架所承担的载荷是多变的，其分担岩层压力的比重视围岩本身承担了多少载荷而定。
围岩分担的比重愈多，支架分担的比重将愈少。
合理的支护方式应在保证安全的前提下充分利用围岩的自承力，使支架与围岩在相互约束的状态下共同承载，使得围岩在承受一定支架阻力的条件下有限制地（而不是自由地）向巷道空间内变形（受控变形）。
煤矿顶板灾害及防讲座.ppt
压垮型冒顶：
老顶来压时的压垮型、难冒落的大面积直接 顶离层重力导致的压垮型冒顶（图 2）
2020/11/2
推垮型冒顶
推垮型冒顶包括： 复合顶板推垮型冒顶（图 3） 大块游离顶板离层旋转推垮型冒顶（图 4） 采空区冒矸冲入采场的推垮型冒顶（图 5）
2020/11/2
图3复合顶板冲入采场推倒支柱
2020/11/2
二) 防治措施
1、首先要求支护完整，不致出现顶板局部漏洞；若出现局部漏洞，立即加以堵塞 ，以防其进一步扩大；
2、顶板必须背严背实； 3、严禁202放0/1炮1/2、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。
二、冒顶预兆
1、顶板破裂严重时，出现顶板掉渣。掉渣越多，说明顶板压力越大。 2、煤体压酥，片帮煤增多。 3、发出响声，岩层下沉断裂。顶板压力急剧增大时，木支柱会发出劈裂声，出
2、主观原因
(1)采掘工作规格质量低劣。作业时不坚持敲帮问顶，发现隐患不及时排除；控顶 距离掌握不当；空顶作业；违章放炮；冒险回柱作业。
(2)管理不善。煤矿生产管理不同于其他行业，井下生产条件随时有所变化，生产 管理者不深入现场，不带班作业，不严格按三大规程办事，盲目开采、违 章指挥、纪律松弛等，常常会造成事故
2020/11/2
（二）、上下出口的局部冒顶
一）上下出口冒顶的原因 • 1、上下出口位于采煤工作面与顺槽的交结处，控顶
范围比较大，加之应力迭加，掘进顺槽时由于巷道支 护初撑力一般都很小，很难控制直接顶不下沉、不松 动、不破碎。 • 2、在上下出口处经常要进行工作面输送机头，机尾 的拆卸工作，这时难免要替换原来的支护，有时还要 碰到替换棚子，就在老柱拆下或碰倒而新支柱未支上 时，已破碎的直接顶可能局部冒落而造成事故。 • 3、工作面不断前移，往往要用工作面支护替换原来 巷道的支护，出口处始终处于反复支撑状态，在一拆 一支间隙中，已破碎的直接顶也可能局部冒落。 • 4、上下出口处的支护还受到老顶来压的影响，直接 顶施给支柱的不仅是垂直压力，还有侧压力，可能推 倒部分支柱而造成局部冒顶。 • 5、顺槽和工作面连接处有时会在顶板和底板出现台 阶2下020/1沉1/2 ，使得此处难以支护，造成局部冒顶事故。
煤矿顶板灾害防治培训教案
煤矿顶板灾害防治培训教案第一章：煤矿顶板灾害概述1.1 教学目标：使学员了解煤矿顶板灾害的定义、分类及危害。
让学员掌握煤矿顶板灾害发生的原因及特点。
1.2 教学内容：煤矿顶板灾害的定义及分类。
煤矿顶板灾害的危害及影响。
煤矿顶板灾害发生的原因及特点。
1.3 教学方法：采用讲解、案例分析、讨论相结合的方式进行教学。
1.4 教学评估：通过课堂提问、案例分析等方式评估学员对煤矿顶板灾害概述的理解。
第二章：煤矿顶板灾害的预测与预防2.1 教学目标：使学员掌握煤矿顶板灾害的预测方法及预防措施。
2.2 教学内容：煤矿顶板灾害的预测方法。
煤矿顶板灾害的预防措施。
2.3 教学方法：采用讲解、案例分析、实操演示相结合的方式进行教学。
2.4 教学评估：通过课堂提问、实操演示等方式评估学员对煤矿顶板灾害预测与预防的掌握。
第三章：煤矿顶板灾害的应急处理3.1 教学目标：使学员掌握煤矿顶板灾害发生时的应急处理方法。
3.2 教学内容：煤矿顶板灾害发生时的应急处理流程。
煤矿顶板灾害发生时的应急措施。
3.3 教学方法：采用讲解、案例分析、实操演练相结合的方式进行教学。
3.4 教学评估：通过课堂提问、实操演练等方式评估学员对煤矿顶板灾害应急处理的掌握。
第四章：煤矿顶板灾害的救援与抢险4.1 教学目标：使学员掌握煤矿顶板灾害救援与抢险的注意事项和方法。
4.2 教学内容：煤矿顶板灾害救援与抢险的组织与实施。
煤矿顶板灾害救援与抢险的注意事项。
4.3 教学方法：采用讲解、案例分析、实操演练相结合的方式进行教学。
4.4 教学评估：通过课堂提问、实操演练等方式评估学员对煤矿顶板灾害救援与抢险的掌握。
第五章：煤矿顶板灾害防治的法律法规使学员了解我国煤矿顶板灾害防治的法律法规体系。
5.2 教学内容：我国煤矿顶板灾害防治的相关法律、法规和标准。
煤矿顶板灾害防治的执法监督与法律责任。
5.3 教学方法：采用讲解、案例分析、讨论相结合的方式进行教学。
5.4 教学评估：通过课堂提问、案例分析等方式评估学员对煤矿顶板灾害防治法律法规的理解。
煤矿顶板事故预防和处理方法
预防和处理煤矿事故的方法一、事故的定义顶板事故：指冒顶、片帮、顶板掉矸、顶板支护垮倒、冲击地压、露天煤矿边坡滑移垮塌等。
底板事故视为顶板事故。
二、顶板灾害基础知识1.煤层的顶底板煤层的顶底板是指煤系中位于煤层上下一定距离的岩层，按照沉积顺序，在正常情况下，位于煤层之下，先于煤层生成的岩层是底板；位于煤层之上，在煤层形成之后的岩层叫顶板。
由于沉积物质和沉积环境的差异，顶底板岩层性质和厚度各不相同，在开采过程中破碎，冒落的情况也就不同，了解这些岩层的岩性特征、厚度、层理及节理发育程度，强度及含水性等，对确定顶板管理和巷道支护方式均有重要意义。
（1）煤层的顶板伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3m～0.5m,多由页岩，炭质页岩等组成。
直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1m～2m,多由泥岩、页岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。
基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层这上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。
常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。
（1）煤层底板伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度一般为0.2m～0.3m。
直接底：直接位于煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般由几十厘米到1米左右，通常由泥岩、页岩或粘土岩。
若直接底为粘土岩，则遇水后易膨胀，可能造成巷道底鼓与支架插底现象，轻者影响巷道运输与工作面支护，重者可使巷道遭爱严重破坏。
老底：指位于直接底之下，比较坚硬的岩层，多为砂层，石灰岩等。
2.采煤工作面顶板的分类根据工作面顶板冒落的难易程度，将顶板分为五类。
（1）易冒落的松软顶板该类顶板的特点是煤层顶板是易垮落的松软岩层，回柱后顶板能立即冒落，且能填满采空区。
这类顶板由于冒落比较充分，使位于裂隙带的老顶岩层，在回采过程中，很容易取得平衡，因而老顶的开裂，弯曲下沉，对工作面几乎没有什么影响，工作面来压比较缓和，无明显的周期压力，靠采空区一侧的顶板下沉量较稳定，顶板容易管理。
煤矿顶板灾害的防治措施[终稿]
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煤矿顶板灾害防治1．回采工作面顶板事故分为哪几类？各有什么特点？（1）局部冒顶事故特点：这类顶板事故的特点是范围（一般约2-3m）和冒顶高度较小，每次事故伤亡的人数不多（1-2个），对生产的影响不是特别严重，因而容易被忽视。
局部冒顶事故的另一重要特点是事故总是在有人工作的部位发生，加之预兆又不十分明显，因此极易造成人身伤亡。
（2）大冒顶事故特点：事故的特点是垮落面积大，来势凶猛，时间持久，常导致重大人身伤亡和设备、器材遭受大量损坏，往往造成生产中断。
2．影响回采工作面顶板事故的因素有哪些？（1）自然因素（2）开采技术3．影响巷道顶板事故的因素有哪些？（1）自然因素：①岩石性质及其构造特征；②开采深度；(3)煤层倾角；(4)地质构造因素；(5)水的影响；(6)时间因素的影响（2）开采技术因素：①巷道与开采工作的关系，(2)巷道的保护方法，(3)巷道本身采用的支架类型和支护方式。
4．回采工作面和巷道的支护原理分别是什么？（1）.回采工作面支护原理根据矿山压力的理论，整个回采工作面上覆岩层中，裂隙带老顶岩层能够形成一种“大结构”。
裂隙带岩梁“大结构”承担了其上覆绝大部分岩体重量，工作面支架在其掩护之下，因此支架受力要远小于覆盖层重量。
裂隙带岩梁“大结构”是由“煤壁-回采工作面支架-采空区已冒落的矸石”支撑体系所支撑。
工作面支架的工作阻力应保证裂隙带岩梁“大结构”的稳定。
(2).巷道支护原理在开掘巷道以后形成的“支架一围岩”力学平衡系统中，围岩通常承受着大部分的岩层压力，而支架却只承担其中一小部分。
而且，在支架和围岩分担岩层压力的过程中，巷道支架所承担的载荷是多变的，其分担岩层压力的比重视围岩本身承担了多少载荷而定。
围岩分担的比重愈多，支架分担的比重将愈少。
合理的支护方式应在保证安全的前提下充分利用围岩的自承力，使支架与围岩在相互约束的状态下共同承载，使得围岩在承受一定支架阻力的条件下有限制地（而不是自由地）向巷道空间内变形（受控变形）。
顶板灾害防治-薄翔斌
2、巷道交叉处的冒顶事故
预防巷道开岔处冒顶的措施如下： （1）开岔口应避开原来巷道冒顶的范围； （2）必须在开口抬棚支设稳定后再拆除原 巷道棚腿，不得过早拆除，切忌先拆棚腿后 支护抬棚； （3）注意选用抬棚材料的质量与规格，保 证抬棚有足够的强度； （4）当开口处围岩尖角被挤压坏时，应及 时采取加强抬棚稳定性的措施。
四、冒顶的原因
1．靠煤壁附近的局部冒顶
（二）采煤工作面顶板事故
一是直接顶被密集裂隙切割， 形成了游离岩块； 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。
四、冒顶的原因
1、局部冒顶原因： 1）放顶线采空区侧悬顶面积大； 2）断层、裂隙、层理等地质构造影响； 3）回柱操作顺序不合理； 4）假顶下采煤有破网、漏网现象； 5）支撑力不足，迎山角不够； 6）煤壁片帮、节理发育，支护不及时； 7）工作面上下出口控顶面积大； 8）遇到地质构造变化带，没有采取有效措施。
事故案例3
空顶作业是猛虎 盲目蛮干命归西
事故简要情况：1999年7月28日，采五队包工队员王、 冯二人在-130水平南部4075下面捐炭，当捐至溜头以下 8米处时，顶板冒落，二人被长2.5米，宽2.5米，厚0.5 米的石头埋住，当场死亡。 事故原因：1、该面为新开面，柱子没有支齐，面上存 在大档和个别空顶现象是造成事故的主要原因。2、现 场工作人员思想麻痹、安全意识淡薄，没有按规定支设 临时支柱，是造成事故的直接原因。 事故教训：这起事故告诫人们，井下施工必须按章作 业，千万不可蛮干，千万不可空顶作业，存有侥幸心理。 如果王某、冯某在捐炭时，支上临时支柱，事故完全可 以避免。
六、冒顶事故的预防措施
（采掘工作面在遇到托伪顶、过断层、 过老巷及地质破碎带时，必须采用有针 （一）充分掌握顶板压力分布及来压规律。 对性地放炮、支护、背顶及回柱措施， 并严格执行防止冒顶事故。 （二）采取有效的支护措施。
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置及装药量要适度、合理，采用小范围放 炮方式，尽量避免崩倒支架；支柱的质量 牢固有劲，不准打在浮煤浮矸上。
• 3、对易片帮的煤层，支柱应尽量贴近煤
帮。
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（二）、上下出口的局部冒顶
一）上下出口冒顶的原因
• 1、上下出口位于采煤工作面与顺槽的交结处，控顶
一、对采场支架的基本要求
• 回采工作面支架应具备的基本性能应该有
支、护、稳三个方面。即采场支架对顶板 应支得起、护得好、稳得住。
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二、回采工作面顶板管理
顶板管理概括工作面、端头、支护材料的选 型、支护排距、柱距、采空区的顶板管理
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工作面顶板支护控顶距
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工作面几种特殊支护
当采用爆破法采煤时，如果炮眼布置不恬当或装药 量过多，也可能在放炮时崩倒支架导致局部顶板事故。
此外，当老顶来压时，煤壁附近的直接顶可能破碎， 如果煤层本身强度较底，则容易片帮，从而扩大了无 支护空间。也会造成局部冒顶。
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二) 防治措施
• 1、采取正确的支护办法。对采煤后露出的
顶板要采用及时支护、超前支护。在加设 支架前，必须敲帮问顶，以防岩块掉落伤 人。同时支柱要有足够的初撑力，支得稳， 抗得住，力求控制裂隙的发展，岩块的移 动、滑落。
整力作用下，围岩及支护物会产生一
系列现象，如顶板下沉、冒顶、片帮、底臌、 煤与瓦斯突出、冲击地压，支架压缩、变形、 折断，地表发生移动、塌陷等。这种在矿山 压力作用下围岩和支护物上产生的一系列力 学现象叫矿山压力显现，简称矿压显现
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矿山压力
三、巷道围岩的应力分布
斜巷底板岩石重力分布： Q-重力； H-下滑力； N-对底板压力
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斜巷架设支架要求
• 斜巷的支架既要承受垂直压力，又要承受下推力。
因此，斜巷的支架就不能按垂直于巷道顶、底板 方向去架设，而必须向上迎一个角度，我们把棚 腿中心线与顶底板垂线之间的夹角，叫做迎山角。 支架迎山角是为了克服下推力，防止支架向下倾 倒的措施之一。
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3、采空区顶板
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一、局部冒顶事故的成因及防治措施
• 局部冒顶实质上是控制区内已破碎的直接
顶失去有效的支护而造成的。常发生地点：
• （一）靠近煤壁的局部冒顶； • （二）上下出口的局部冒顶； • （三）放顶线附近的局部冒顶； • （四）地质破坏带附近的局部冒顶。
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（一） 、靠近煤壁的局部冒顶
• 巷道开掘后，顶板岩石就暴露出来，如不
进行支护，巷道顶板岩层便失去支撑，产 生拉应力 。导致原来的整体顶板岩石破坏、 冒落。与此同时，上部又产生裂缝，这些 裂缝又逐渐扩大，最后冒落。
• 直到巷道形成类似拱的形状以后，顶板岩
石才处于稳定状态。这样形成的拱叫做自 然平衡拱 。
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巷道围岩的应力分布
煤矿顶板灾害及防治
云南煤矿安全技术中心－高家礼
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第一节 概述
• 矿井开采过程的采、掘、维修工作面或者是在已掘成
的巷道、采空区等所发生的冒顶、片帮、掉矸等人身 伤亡和非生产事故，统称顶板事故。
• 与矿井瓦斯、矿尘、火灾、水灾一起构成了煤矿通常
所说的“五大自然灾害”；顶板事故是煤矿中最容易 发生的事故，根据资料统计显示，我国煤矿顶板事故 起数和死亡人数，分别占煤矿事故总起数和死亡人数 的50%、40%，80%的顶板事故发生在回采工作面。 因此，认真分析、研究顶板事故的原因及防治措施具 有重要意义。
• 支架的迎山角(β)是按照巷道倾角(α)来计算的，一
般迎 山角等于倾角的1／6～1／8，即β=(1／ 6～1／8)口，例如巷道倾角为30°，则迎山角为 5°～4°。迎山角过大、过小都会降低支架的支 撑能力，迎山角过大叫过山，迎山角给反了叫退 山，都是不允许的。
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顶板分类
煤层的顶板按其与煤层的相对位置不同 以及垮落的难易程度不同，分为伪顶、 直接顶、老顶，
这类事故的发生是由于采煤过程中，裸露的破碎顶 板得不到及时支护，或支护不当，支护质量不好造成 的。
一）直接顶破碎的原因
由于原生构造及采动等原因，在一些煤层的直接顶 中，存在着许多原生裂隙，在采煤或爆破落煤后，如 果得不到及时支护或支柱打得不紧。这类游离岩块受 采动影响后，就会逐渐脱离岩体，无约束的自由下移、 冒落，以致造成局部冒顶事故。
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推垮型冒顶
推垮型冒顶包括： 复合顶板推垮型冒顶（图 3） 大块游离顶板离层旋转推垮型冒顶（图 4） 采空区冒矸冲入采场的推垮型冒顶（图 5）
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图3复合顶板冲入采场推倒支柱
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图4 冲击推垮型冒顶之一
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图5 冲击推垮型冒顶之二
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第三节回采工作面顶板灾害防治
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一、矿山压力
• 地下岩体在采动前，由于自重的作用在其内部引
起的应力，通常称为原岩应力。开采前的岩体处 于相对静止状态，所以原岩体处于应力平衡状态。
• 井下采掘活动破坏了原岩应力的平衡状态，引起
岩体内部的应力重新分布，在重新分布过程中促 使围岩产生运动，从而导致围岩发生变形、断裂、 位移、直至垮落。这种由于进行采掘活动而在采 掘空间周围岩体中及支护物上产生的压力叫矿山 压力，简称矿压
范围比较大，加之应力迭加，掘进顺槽时由于巷道支 护初撑力一般都很小，很难控制直接顶不下沉、不松 动、不破碎。
顶板
伪顶
直接顶
老顶
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定板分类
第二节 顶板事故的分类 顶板事故按力源分为漏 垮型、压垮型、推垮型。
• 漏垮型冒顶：（图 1）
主要由破碎、游离岩石漏冒造成：常发生在靠煤壁附近的局部 冒顶、工作面上下出口的局部冒顶、 地质破坏带附近的局部 冒顶、放顶线及其附近的局部冒顶
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压垮型冒顶：
老顶来压时的压垮型、难冒落的大面积直接 顶离层重力导致的压垮型冒顶（图 2）
Ⅰ原始应力区；Ⅱ支承压力区；Ⅲ卸压区
1—自然平衡拱；2、岩壁刚露出时的支承压力；3支承压力向深部
转移；
K—应力集中系数；
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四、斜巷地压
在平巷里，顶压的方向是重力线方向，是垂 直于巷道的顶板的。
在倾斜巷道顶压分解为两个方向的压力，一 个是垂直于顶板的垂地压力(N)，另一个是 平行于顶板的倾斜压力，即下推力(H)