煤矿顶板事故预防知识

煤矿顶板事故预防知识培训教案

工程部

2010-4-10

煤矿顶板事故预防知识培训教案

培训时间：2010-4-10——13

培训人：工程部相关科员

培训地点：综掘一队会议室

培训方式：业余培训

参加人员：综掘一队所有在册职工

2007年3月至10月，长阳县煤矿共发生各类死亡事故13起，死亡14人，其中顶板事故10起，死亡11人，分别占事故总起数和死亡总人数的71％。

长阳县煤矿的顶板事故频发率高于全国同类事故水平，一方面与长阳县煤矿经常被停产有关，但最主要的是煤矿在安全管理上缺乏一定的力度，同时在安全培训上有一定的欠缺，因而导致管理人员及工人的素质上存在不足。

下面就煤矿顶板事故及维修事故方面的防治讲一讲。

一、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，在下常情况下，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。

根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分；底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤层来说，其顶底板的这六个组成部分不一定发育俱全。可能缺失某一个或几个组成部分的岩层。

（一）煤层的顶板

1、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。

2、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、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。

3、基本顶：又叫老顶，是位于直按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。

（二）煤层底板

1、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.

2、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。

3、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。

二、顶板大面积来压和冒落的预兆

凡顶板大面积来压和冒落以前，都会出现一定的预兆。一般有以下现象：

1、工作面煤壁片帮并伴有明显的响声。煤炮增多，工作面和顺槽都出现煤炮，甚至每隔5min～6min就响一次

2、由于煤体内支承压力的作用，煤层中钻孔变形，打完眼后不能锚固，甚至连打眼后煤钻杆都拔不出来。

3、可听到顶板折断发出的闷雷声。发出声响的位置由远及近，由低到高。

4、来压时，离层值变化明显。

5、顶板有时出现裂隙与淋水，底板局部也可能底鼓，出现裂隙和出水，断层处滴水增大，有时出现钻孔中流水变为混有岩粉现象，严重时顶板可能掉矸。

6、离层型、包裹体锒嵌型、采动影响型。

三、冒顶板灾害的防治方法：

防治顶板冒落的基本原则是，采取有力措施为缩短空顶时间，加强锚固质量。

1、合理选择支护类型

针对不同断面采用不同的支护参数。

2、控制空顶时间

作业规程中要明确规定正常推进过程中空顶距离，超过规程规定的空顶距离时，必须采取措施进行处理。

3、及时前移前探梁；如果煤壁松软，煤壁一律背好。

4、前探梁和正面煤墙护网必须保证质量。

四、顶板大面积冒落的机理

1、冒顶机理

（1）离层

由于支柱的初撑力小，刚度差（底软、支柱打在浮煤上，或“鞋”、“帽”等初压缩），在顶板下位软岩自重作用下支柱下缩或下沉，而顶板上位硬岩未下沉或下沉缓慢，也就是软硬岩层下沉不同步，从而导致软硬岩层离层。

（2）断裂

在原生裂隙、构造裂和采动裂隙作用下，在顶板下位软岩中形成一个六面体。此六面体与上面硬岩层脱离，四周或是已与原岩层断开，或是以采空区为邻，下面由单体支柱支撑，如果周围没有约束，此六面体连同支撑它的单体支架梁将是个不稳定的结构。

（3）去路

当六面体周围（一般是采空区侧或沿倾斜下侧）出现一个自由空间（例如冒空），使六面体有了去路，而且六面体向去路方向又有一定的倾角进，在自重作用下，此去路变得更畅通。

（4）推力

当六面体有向下推的趋势时，岩层断裂面将产生阻止其下推的摩

擦阻力，当六面体的推力大于阻力时，才会发生推垮型冒顶。

（5）诱发

工作面诱发条件很多，例如放炮、调整支架、回柱放顶等工序以及岩层自身运动，都会或大或小地引起周围岩层产生震动，使六面体与断裂面的摩擦阻力变小，可能有导致六面体下推力大于总阻力。

五、矿井顶板安全管理制度

1、采、掘工作面作业规程中必须编制工作面顶板管理安全技术措施。编制的作业规程必须报矿有关科室和矿总工程师审批后方可执行。

2、掘进工作面必须使用前探梁。严禁空顶作业，严格执行敲帮问顶。

3、工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。掘进时，E1305专用瓦斯排放巷及瓦排回风联巷最大空顶距不大于1m。

4、加强掘进工作面的顶板管理工作。要求严格执行敲帮问顶、用好前探梁和防倒器。对掘进巷道贯通要把好七关，作好防止透水、防有害气体超限、防通风系统混乱、防贯通伤人、防止冒顶等工作。当两个掘进工作面相距20米时，必须停止一个工作面，实行单工作面掘进。

4、穿越施工时必须采用主动和被动支护保证支护质量。

5、采掘工作面必须坚持顶板动态监测和顶板离层监测，并且有组织、进行分析。

6、采用锚网、锚喷等支护时，锚杆必须做拉拔试验，必须对顶板离层进行监测，

对喷体必须做厚度和强度检查，并有检查和试验记录。

7、施工中每隔30m在顶板中部安设一个顶板离层指示仪。生产技术部门要定期进行检查、记录、总结、汇报分析顶板活动规律、制定切实可行的技术措施。

8、禁止空顶作业，施工中必须使用顶板临时支护，使用带螺母活动吊环拧在已打设好的顶锚杆上，用来固定超前支护杆，三根4.0m长∏型梁穿在吊环内随掘前移（准备一根备用），∏型梁悬臂伸出长度始终保证将待架棚支撑起来，并及时管理顶板。

9、对局部出现宽帮、高顶出现锚杆断面时必须补打单体锚杆（锚索）加强支护。