煤矿顶板管理

丰阳煤矿

教案

课程名称：煤矿顶板管理授课教师：卢国岗

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煤矿顶板管理

登封市含煤地层为叠系下统童子岩第三段第二带，矿区地表陡峭，底层切割强烈，褶皱十分发育。主采煤层为c9、c17煤层，其中c17煤层厚度2米左右，煤层顶板均为泥岩，直接顶在受断层切割、褶皱挤压区域非常破碎。自2001—2012年共发生了6起安全事故，有5起属于顶板事故。其中：空顶作业引起事故2起；未执行敲帮问顶引发事故2起；因支护质量差引发事故一起。在总结事故原因与教训中发现，每一起事故都有三个共同特点：一是遇难人员都是带班班长；二是发生事故的地点都是在采煤工作面；三是事故的主要原因都是工人严重违章作业造成的自身伤害。

吸取了血的教训后，我们不能不对如何强化顶板管理工作进行深刻的反思与进一步探索。

下面就顶板安全管理给大家讲解一下：

第一节

一：顶板控制：

巷道顶板控制就是采用工艺技术支护和组织等手段加以控制围岩的稳定，不使发生冒落、片帮等事故，保持施工现场有良好的作业空间防止落石伤人及冒顶压人等人身事故。

那么如何保证人身安全防止顶板事故呢？首先，采掘工作面

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作业地点开始作业前，严格执行敲帮问顶制度。首先，班组长、安检员及1—2名有工作经验的老工人对工作地点安全进行全面检查，确认无危险后，作业人员方可进入工作面。每个作业人员对各自工作地点的安全情况再仔细检查，经检查确认无安全隐患，方可正式作业。检查内容包裹：顶板、支护煤岩壁等情况。作业期间要不断经常检查，当发现险情时，必须立即采取措施进行处理。隐患未排除至前班组长、安全员不得离开现场。

事故案例：2012年1月15日0点班综采队跟班队长王某带领职工从1时开始割煤到5时40分，割煤机安全轴断后割煤机付司机贾某和主司机赵某去泵站拿安全轴，因泵站没有工具所以没有更换；6时40分综采支架移完溜子上的煤拉空后割煤机主司机赵某在第11架处准备挂防护网，他的右腿刚迈过前大力柱时，工作面上方滚下一块直径10cm左右的渣块，砸在右小腿上造成骨折事故。追其原因；安全意识差，无及时打防矸网，是造成这次事故的主要原因。

防范措施：强化现场管理，提高职工自保意识，严格执行敲帮问顶制度，将活矸处理后方可进行作业。

二、顶板分类：伪顶、直接顶、老顶：

伪顶：位于煤层之上随采随落的极不稳定岩层，其厚度一般在0.5m。

直接顶：位于煤层或伪顶之上具有一定稳定性、移架或回柱后

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能自行垮落的岩层。

老顶：位于直接顶或伪顶之上，厚而坚硬不易冒落的岩层。三、一般顶板岩石冒落经历的几个阶段：

煤岩层出现一个采、掘出来的空间后，顶板岩石失去支撑，如不加以支护就会下沉，产生裂纹，这个阶段称为变形阶段；随后裂纹扩大张开，顶板断裂成块状，进入松动阶段；然后成块状冒落，称为冒顶阶段，如果冒落空间不太大，顶板不再冒落了，变成拱形，一般称为冒落拱，而这个阶段则被称为成拱阶段或暂时稳定阶段。

四、采煤工作面初次来压及周期来压及安全措施：

初次来压：采煤工作面从开切眼开始向前推进到一定距离后，老顶第一次大面积垮落的现象。这是因为位于直接顶上的老顶由于悬露面积增大发生下沉产生裂缝，当悬露面积加大到本身强度不能在维持时便下沉断裂。这时顶板压力急剧增大，支柱遭受损坏，如果不及时加强维护就有冒落的危险，老顶初次断裂，对采煤工作面产生的压力显现称为初次来压。

周期来压：随着采煤工作面不断推进，悬露的老顶面积逐渐增大，一端支撑在煤壁上，另一端悬在采空区，到一定长度后又发生折断和冒落，对工作面支架产生巨大压力，这种来压冒落是有周期性和一定规律的，因此叫周期来压。

初次来压的安全措施：

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1、适当缩小控顶距

2、提高支护质量、增加初撑力和支架稳定性。

3、加强来压的预测预报，掌握老顶初次来压步距。

4、对某些特别坚硬顶板，采用深孔爆破和强制放顶。

周期来压的安全措施：

1、通过矿压观测准确判断周期来压的时间和位置，做好预测预报工作。

2、做好来压前的支护工作，保证支架的规程质量，保证一定的支护密度和支架稳定性。

3、合理缩小控顶距，以利于工作面维护。

4、保证直接顶垮落质量。

5、保证工作面推进速度。

五、采煤工作面顶板控制方法：

采煤工作面顶板控制实质上就是控制采煤工作面的矿山压力，对于生产矿井来说主要是指工作空间的维护和采空区处理，其处理方法如下：

1、煤柱支撑法。在已采空区内留下煤柱支撑顶板以上岩层的方法。

2、缓慢下沉法。当采高不大时，利用顶板岩层具有

塑性弯曲能力使之在采空区直接与底板岩层相接触，从而掌握采空区并控制上覆岩层的活动，这是目前广泛使用的方法。

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3、采空区充填法。利用人工和机械的办法将充填料充入采

空区并将其充满以支撑和控制上覆岩层。充填法又分为全部充填和部分充填法两种。全部充填法：用充填料将采空区已采空间全部填满。部分充填：将采空区部分空间填满，使剩余空间用顶板冒落来充填。

4、全部垮落法。按计划有部骤地将已采空间的顶板岩石放

落利用垮落岩石的碎胀性将采空区填满支撑与控制上覆岩层活动。

采煤工作面支护的作用主要是维护采煤工作面工作空间的安全，以满足采煤、通风、运煤、行人和运料的需要，并及时地将顶板切落。

工作面支护主要是通过支架来完成的。采煤工作面支架是平衡顶板压力的一种构筑物，它必须具备两个特性。

有一定的可缩性和良好的支撑性能。所谓的支撑性能，一般是指支架的初撑力与支柱的可缩量之间的关系。支架处于煤壁与采空区之间煤壁相对来说具有较大的刚性，而采空区已冒落的矸石具有较大的可缩性，支架的性能直接影响着支架受力的大小。采煤工作面支架分为单体支架和液压自移式支架两大类。

单体主架主要由顶梁和支柱组合而成。液压自移支架是由一组液压支柱与顶梁底座组合成一个整体结构，支柱常有活柱和底