典型事故案例分析
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• 在此过程中，巷道本身或安设在其中的支护物会受到各种 力的作用。这种由于在地下煤岩中进行采掘活动而在井巷、 硐室及回采工作面周围煤、岩体中和其中的支护物上所引 起的力，就叫做“矿山压力”。
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• 在矿山压力的作用下，会引起各种力学现象，如顶板下沉， 底板臌起，巷道变形后断面缩小，岩体破坏散离甚至大面 积冒落，煤被压松产生片邦或突然抛出，支架严重变形或 损坏，充填物被压缩，以及大量岩层移动地表塌陷等等。 这些由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支护物 产生的种种力学现象，统称为“矿山压力显现”。
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1
主要内容
• 一、近年顶板事故概况 • 二、巷道支护 • 三、掘进顶板管理 • 四、掘进顶板事故的防治 • 五、掘进顶板事故案例
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2
第一节 近年顶板事故
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顶板事故虽然不像瓦斯、水害、火灾事故那样给煤矿造 成灭顶之灾，但其发生频率高，在煤矿各类事故所占比例大。
• 1、煤矿顶板事故零星多发 • 集团公司自2003年至2012年为止，共发生顶板安全事故
提高支架的支撑能力或支护密度，用加 抵抗矿压（抗压） 强支护的手段去抑制或减少围岩移动，
增强巷道抗变形能力以对付矿压的作用
1.增大型钢重量，提高支架 承载能力
2.增加支护密度 3.充填支架背后空间
巷道布置地点及掘进时间可 不受限制，但为此要消耗大 量支护材料，支护劳动量大， 使开采费用大幅度提高
忍让矿压 （让压）
• (1)原岩应力状态
• 原岩应力是引起围岩变形、破坏的基本作用力。原岩应力随开采深度的增加 而增长。所以，随采深的增加，巷道围岩压力会明显增长。原岩体中主应力 的大小和方向不同，对巷道的影响作用不同，也直接影响到围岩压力。
• (2)围岩力学性质
• 围岩力学性质是指它的强度(包括抗压、抗拉、抗剪等各种强度和粘聚力c、
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• 第二节 巷道支护
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一、 巷道围岩压力的概念
（一）巷道围岩压力
• 地下岩体在开挖以前，由于自重和构造所引起的应力是处 于平衡状态。
• 当开掘巷道或进行回采工作时，破坏了原来的应力平衡状 态，就会引起岩体内部应力的重新分布。
• 表现为巷硐周围煤、岩体产生移动、变形甚至破坏，直到 煤、岩体内部形成一个新的应力平衡状态为止。
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• 巷道矿压控制的三类方法及途径：
– 第一类：巷道保护 – 第二类：巷道支护 – 第三类：巷道维护（维修）
• 目前所采用的各种矿压控制方法，从其对付矿压的原理来 看不外“抗压”、“让压”、“躲压”、“移压”等几 种。
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巷道矿压控制基本原理及途径
控制方法
基本原理
具体措施举例
主要优缺点
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• (3)岩体结构
• 当结构面强度远小于结构体强度时，结构对围岩压力的影响极大。通常岩体 破坏首先从弱面开始，这是围岩压力在节理和层理等弱面发育区、破坏带、 断层和褶皱区显现强烈的重要原因。由于层状岩体具有定向弱面，所以层状 岩体的走向和倾角也与围岩压力密切相关。如果岩层走向与巷道轴向平行或 夹角很小，则岩体结构容易与巷道轴线形成不稳定的松动体，因而围岩压力 大。水平岩层沿巷道侧帮的稳定性较好，因而帮压较小，而顶压较大。
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2003年以来锚杆支护顶板事故统计表
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• 3、事故原因分析
• 按事故类别分： • 发生在掘进期间6起，占37.5%；发生在使用期间6起，占37.5%；
发生在巷修期间4起，占25%。
• 按空间位置分： • 发生在断层带、淋水带、破碎带7起，占43.75%；发生在应力集
中区5起，占31.25%；发生在大断面、交岔点处3起，占18.75%。
内摩擦角φ等值)和变形性质及其它力学属性。不言而喻，强度小的岩体，围
岩压力必然大，反之亦然。C、φ值大的岩体，其围岩压力小，反之亦然。其
中φ的影响要较c大。岩体的变形性质是指它的弹性、塑性和粘性。岩体的塑
性变形和粘性流动是影响围岩压力大小的重要因素，许多围岩压力较大的巷
道，常常是由它引起的。
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• (4)膨胀压力的影响因素
• 影响膨胀压力的因素主要有岩石的组成与胶结状态，物理化学性质，围岩中
水分的补给状况，水与岩石的接触条件，支护和充填层的可塑性等。
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（三）巷道矿压控制原理
• 巷道中的矿压显现是客观的自然现象，除了一些特殊情况 外，在采掘过程中企图完全消除这种现象是不可能的。然 而在掌握巷道矿压显现规律的基础上，以岩石力学理论为 指导，有可能在不同程度上减轻矿压显现对巷道的危害， 从而达到安全生产和取得较好技术经济效果的目的，这是 巷道矿压控制的基本任务。
• 围岩膨胀、崩解体积增大而施加于支护上的压力，称为膨 胀压力。膨胀压力与变形压力的基本区别在于它是由吸水
膨胀而引起的。从现象上看，属于变形压力范畴，但两者
的变形机制截然不同，前者是指与水发生物理化学反应，
后者主要是围岩应力与结构效应。
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（二）影响巷道围岩压力的地质因素
• 影响围岩压力的因素很多，通常可分为地质、开采和支护等类，影响围岩压 力的地质因素有：原岩应力状态、围岩力学性质及岩体结构等。
49起（新庄孜7起、张集、谢桥、潘北各5起、谢一、潘一、 孔李各4次），其中死亡事故45起47人，占事故总数 91.84%。
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• 2、锚杆支护巷道顶板事故时有发生
• 2003年以来，集团公司和矿追查的锚杆支护安全事故共 17起，除潘一矿“2009.2.11”锚索戳眼导致死亡事故外， 其它16起都属于顶板事故，共造成6人死亡、5人受伤。其 中影响比较大的有三起：朱集东矿“2014.1.14”顶板事故， 造成2人死亡、4人受伤、21人被堵；潘二矿2011年“7·3” 事故，10人被堵；谢桥矿2006年“10·10”事故，8人被堵。
在采用适当支护措施和保持支架本身不 遭受严重破前提下，容忍围岩产生一定 变形，以释放掉一些能量（也称应力释 放）
1.采用有一定工作阻力的大 可缩支架
2.为巷道受压收缩预留备用 断面
3.容忍巷道底鼓然后进行机 械化起底
可在一定程度上利用围岩自 承力，减轻支架受载，应用 得当可实现无维修护巷，对 生产极为有利，但会增加支 架结构的复杂性或多支出掘
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• 在矿山压力的作用下，会引起各种力学现象，如顶板下沉， 底板臌起，巷道变形后断面缩小，岩体破坏散离甚至大面 积冒落，煤被压松产生片邦或突然抛出，支架严重变形或 损坏，充填物被压缩，以及大量岩层移动地表塌陷等等。 这些由于矿山压力作用，使围岩、煤体和各种人工支护物 产生的种种力学现象，统称为“矿山压力显现”。
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主要内容
• 一、近年顶板事故概况 • 二、巷道支护 • 三、掘进顶板管理 • 四、掘进顶板事故的防治 • 五、掘进顶板事故案例
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第一节 近年顶板事故
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顶板事故虽然不像瓦斯、水害、火灾事故那样给煤矿造 成灭顶之灾，但其发生频率高，在煤矿各类事故所占比例大。
• 1、煤矿顶板事故零星多发 • 集团公司自2003年至2012年为止，共发生顶板安全事故
提高支架的支撑能力或支护密度，用加 抵抗矿压（抗压） 强支护的手段去抑制或减少围岩移动，
增强巷道抗变形能力以对付矿压的作用
1.增大型钢重量，提高支架 承载能力
2.增加支护密度 3.充填支架背后空间
巷道布置地点及掘进时间可 不受限制，但为此要消耗大 量支护材料，支护劳动量大， 使开采费用大幅度提高
忍让矿压 （让压）
• (1)原岩应力状态
• 原岩应力是引起围岩变形、破坏的基本作用力。原岩应力随开采深度的增加 而增长。所以，随采深的增加，巷道围岩压力会明显增长。原岩体中主应力 的大小和方向不同，对巷道的影响作用不同，也直接影响到围岩压力。
• (2)围岩力学性质
• 围岩力学性质是指它的强度(包括抗压、抗拉、抗剪等各种强度和粘聚力c、
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• 第二节 巷道支护
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一、 巷道围岩压力的概念
（一）巷道围岩压力
• 地下岩体在开挖以前，由于自重和构造所引起的应力是处 于平衡状态。
• 当开掘巷道或进行回采工作时，破坏了原来的应力平衡状 态，就会引起岩体内部应力的重新分布。
• 表现为巷硐周围煤、岩体产生移动、变形甚至破坏，直到 煤、岩体内部形成一个新的应力平衡状态为止。
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• 巷道矿压控制的三类方法及途径：
– 第一类：巷道保护 – 第二类：巷道支护 – 第三类：巷道维护（维修）
• 目前所采用的各种矿压控制方法，从其对付矿压的原理来 看不外“抗压”、“让压”、“躲压”、“移压”等几 种。
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巷道矿压控制基本原理及途径
控制方法
基本原理
具体措施举例
主要优缺点
11
• (3)岩体结构
• 当结构面强度远小于结构体强度时，结构对围岩压力的影响极大。通常岩体 破坏首先从弱面开始，这是围岩压力在节理和层理等弱面发育区、破坏带、 断层和褶皱区显现强烈的重要原因。由于层状岩体具有定向弱面，所以层状 岩体的走向和倾角也与围岩压力密切相关。如果岩层走向与巷道轴向平行或 夹角很小，则岩体结构容易与巷道轴线形成不稳定的松动体，因而围岩压力 大。水平岩层沿巷道侧帮的稳定性较好，因而帮压较小，而顶压较大。
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• 3、事故原因分析
• 按事故类别分： • 发生在掘进期间6起，占37.5%；发生在使用期间6起，占37.5%；
发生在巷修期间4起，占25%。
• 按空间位置分： • 发生在断层带、淋水带、破碎带7起，占43.75%；发生在应力集
中区5起，占31.25%；发生在大断面、交岔点处3起，占18.75%。
内摩擦角φ等值)和变形性质及其它力学属性。不言而喻，强度小的岩体，围
岩压力必然大，反之亦然。C、φ值大的岩体，其围岩压力小，反之亦然。其
中φ的影响要较c大。岩体的变形性质是指它的弹性、塑性和粘性。岩体的塑
性变形和粘性流动是影响围岩压力大小的重要因素，许多围岩压力较大的巷
道，常常是由它引起的。
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• (4)膨胀压力的影响因素
• 影响膨胀压力的因素主要有岩石的组成与胶结状态，物理化学性质，围岩中
水分的补给状况，水与岩石的接触条件，支护和充填层的可塑性等。
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（三）巷道矿压控制原理
• 巷道中的矿压显现是客观的自然现象，除了一些特殊情况 外，在采掘过程中企图完全消除这种现象是不可能的。然 而在掌握巷道矿压显现规律的基础上，以岩石力学理论为 指导，有可能在不同程度上减轻矿压显现对巷道的危害， 从而达到安全生产和取得较好技术经济效果的目的，这是 巷道矿压控制的基本任务。
• 围岩膨胀、崩解体积增大而施加于支护上的压力，称为膨 胀压力。膨胀压力与变形压力的基本区别在于它是由吸水
膨胀而引起的。从现象上看，属于变形压力范畴，但两者
的变形机制截然不同，前者是指与水发生物理化学反应，
后者主要是围岩应力与结构效应。
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（二）影响巷道围岩压力的地质因素
• 影响围岩压力的因素很多，通常可分为地质、开采和支护等类，影响围岩压 力的地质因素有：原岩应力状态、围岩力学性质及岩体结构等。
49起（新庄孜7起、张集、谢桥、潘北各5起、谢一、潘一、 孔李各4次），其中死亡事故45起47人，占事故总数 91.84%。
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• 2、锚杆支护巷道顶板事故时有发生
• 2003年以来，集团公司和矿追查的锚杆支护安全事故共 17起，除潘一矿“2009.2.11”锚索戳眼导致死亡事故外， 其它16起都属于顶板事故，共造成6人死亡、5人受伤。其 中影响比较大的有三起：朱集东矿“2014.1.14”顶板事故， 造成2人死亡、4人受伤、21人被堵；潘二矿2011年“7·3” 事故，10人被堵；谢桥矿2006年“10·10”事故，8人被堵。
在采用适当支护措施和保持支架本身不 遭受严重破前提下，容忍围岩产生一定 变形，以释放掉一些能量（也称应力释 放）
1.采用有一定工作阻力的大 可缩支架
2.为巷道受压收缩预留备用 断面
3.容忍巷道底鼓然后进行机 械化起底
可在一定程度上利用围岩自 承力，减轻支架受载，应用 得当可实现无维修护巷，对 生产极为有利，但会增加支 架结构的复杂性或多支出掘