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1、1顶板灾害防治顶板灾害防治一、专业：特殊工种二、课程名称：矿井顶板灾害防治三、课次：第 1 次课四、授课时间：2006 年五、教学目的和要求：通过本次课的学习以后，学员应了解和掌握顶板事故的类型、预兆、原因，检查方法、处理方法及其自救和避灾的基本知识。六、教学重点：冒顶事故的处理七、教学难点：冒顶事故发生后的自救和避灾八、授课形式或方法：讲述与讨论方式相互结合九、教具、仪器：在黑板上画示意图十、教学过程及内容提要：以顶板事故是矿井五大自然灾害之一说起，启发和诱导学员们认真学习、听讲，同时做好笔记。为了巩固本次课的内容，下课之前 5min 布置适量的课后作业。2顶顶 板板 灾灾 害害 防防 治治
2、1、顶板事故案例、顶板事故案例（1）岱河）岱河 05、9、22 顶板事故顶板事故事故经过：岱河矿掘一区 2005 年 9 月 21 日 23 时 50 分左右，3108掘进迎头第一次放炮，出货 2 车，22 日 0 时 30 分左右，工作面第二次放炮，炮后又出了 6 车货，2 时 38 分，风巷迎头律新军等 3 人正在打锚杆时，自迎头向后巷道顶板突然垮落长 9 米、高 5 米，此时正在装车的刘某、甄某某及在迎头打锚杆的律新军、张运杰、刘某某被埋（堵） ，事故造成 3 人死亡、一人重伤、一人轻伤。事故原因：一是该风巷与上风巷仅留 0.10.5 米的煤皮，受上工作面采动影响顶板裂隙较为发育；二是在
3、掘进迎头有一条落差 0.5 米的正断层，断层面横向切断迎头顶板；三是迎头顶板岩层受老塘水影响，顶板裂隙进一步发育；四是上工作面回采后顶板冒落没有填实采空区，致使顶板离层，而锚杆、锚索均生根在离层岩体中，造成支护失效。（2）桃园矿采煤工作面垮棚埋人事故）桃园矿采煤工作面垮棚埋人事故事故经过：2000 年 1 月 19 日早班，桃园矿采一区在 1011 工作面施工，由于该工作面为试采性放顶煤工作面，职工操作经验不足，再加上支柱棚档过大，顶板未过实，顶板上的煤层已放掉，因老塘悬顶冲击，导致工作面垮棚埋人。经过抢救所埋 5 人中有 3 人躲在完好的支架下面，周围被大块矸石和煤块围住，这 3 人安全无事
4、，而另外两人因被冲垮的棚子压住，虽经全力抢救，最后因窒息死亡事故原因：一是 1011 工作面支柱不正规，过顶不实，棚档过大，工程质量下滑是造成这起事故的直接原因。二是对放顶技术掌握不够，缺乏操作经验是导致这起事故的重要原因。三是违反了煤矿安全规程第 54 条和 57 条的有关规定。（3）临涣矿采面冒顶事故）临涣矿采面冒顶事故事故经过：1998 年 1 月 8 日 15 时 20 分，临涣矿 1018 采煤工作面，安排 20 茬采煤，3 个茬回柱，共回 157 棚，先回后采。崔某和另一名工人在一3茬回柱 42 棚，是中间茬。当上下两茬均回完，崔某的茬还余 3 个柱没回完。崔某回完第 39 棵（从
5、风巷口向下第 68 棵）柱子时，崔站在靠老塘那排棚档内，用手拾老塘内的塘柴，另一名工人在下边承载支柱。老塘大顶突然冒落倾斜 16 米，走向 56 米，厚度 1.41.6 米，将未回完的 3 棚推倒，梁头下甩，击中崔某的脖颈，经抢救无效死亡。事故原因：一是未做到敲帮问顶、时刻观察老塘顶板情况，回柱时未插水平销，违反煤矿安全规程中回柱的有关规定。二是崔某回柱时站位不对，拾塘柴未用长把工具。三是干部跟班不到位，作业规程贯彻不力。四是老塘侧悬顶面积超过规定没有采取措施，老塘顶板突然冒落，推倒支架。2、顶板、顶板位于煤层上面一定范围的岩层叫做顶板。(浅部开采,其采深与采高的比值小于20 时,地表常出现塌
6、陷坑.)3、顶板事故顶板事故矿井开采过程中的采掘工作面或在以掘的巷道内所发生的冒顶、片帮、掉矸等造成的人身伤亡和生产事故统称为顶板事故。顶板事故。支架不能支撑顶板的压力而顶板破碎垮落叫冒顶。区队长、班组长的安全职责区队长、班组长的安全职责认真组织所管理的区队、班组贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，坚持生产必须安全 、不安全不生产的原则。组织本区队、班组工人严格实施“三大规程” ，干标准活，彻底解决好采、掘、机、运、通等工程质量、设备质量等问题，遵章守纪，并及时制止“三违”现象。组织所管理的区队和班组深入开展“质量标准化、安全创水平”活动。认真落实各级安全管理规定和制度，落实上级提出的安全奋
7、斗目标。4、安全工作的特点及其目的、安全工作的特点及其目的（1）安全工作的特点4预防性。长期性。科学性。群众性。（2）安全工作的目的是要避免因发生事故而造成损失，因此要将事故消灭在孕育阶段和生长阶段。5、顶板事故的特点、顶板事故的特点突发性。灾难性。破坏性。继发性。6、采煤工作面矿山压力控制的主要内容（也同采煤工作面顶板管理的主要内、采煤工作面矿山压力控制的主要内容（也同采煤工作面顶板管理的主要内容或顶板管理方法）容或顶板管理方法）支护工作空间；采空区处理（对回柱的要求：安全、快速、支架回收干净，使顶板充分垮落，支架回收复用率高） 。单体液压支柱不允许用机械设备强行回撤。7、矿山压力假说、矿山
8、压力假说所谓矿压（所谓矿压（习惯称为顶板压力）就是由于开掘和开采破坏了周围岩体及煤体原来的应力状态，引起围岩中的应力重新分布，在围岩和支撑物上所表现的力。支承压力：支承压力：我们在煤层或岩层中掘进一条巷道后，巷道顶部的岩层就要往下落，这个顶部岩层的重量就压在巷道的两帮上。分析研究裂隙带岩层的结构形式及移动特征，是解释工作面矿压显现内在联系的一种科学概括，称为矿压假说矿压假说压力拱假说（适用于易垮落的松软顶板） 。砌体梁假说（适用于中等垮落性顶板） 。传递岩梁假说（适用于中等跨落性顶板） 。5悬臂梁假说（适用于难垮落的坚硬顶板） 。假塑性梁假说（适用于假塑性弯曲顶板） 。8、巷道矿压控制的内容、
9、巷道矿压控制的内容巷道围岩的保护；巷道的支护；巷道的维护。9、冒顶事故分类、冒顶事故分类（1）按冒顶范围可将顶板事故分为）按冒顶范围可将顶板事故分为局部冒顶（冒顶范围不大，有时仅在 35 棚范围内，伤亡人数不多，仅 12 人） 。大型冒顶（指范围较大，一般长度在 10 米以上，冒 高在 23 米以上，伤亡人数较多，每次死亡 3 人以上的冒顶） 。（2 2）按发生冒顶事故的力学原因进行分类）按发生冒顶事故的力学原因进行分类压垮型冒顶：压垮型冒顶：系指采面总体（或局部）支护强度不够，将工作面压垮（尤其在初次、周期来压时） 。漏垮型冒顶漏垮型冒顶：系指顶板从局部突破，由小到大，直至此处漏满堵实为止。
10、推垮型冒顶：推垮型冒顶：系指支柱初撑力小，稳定性差，支架沿着顶板的推力方向倾倒垮顶。砸垮型冒顶：砸垮型冒顶：系指空顶没有接受，在支架上形成了“自然平衡拱” ，在回采工艺过程中， “拱”突然失稳而垮落，把支架砸垮。其他型冒顶：其他型冒顶：系指片帮、 “草帽顶”等零星事故。10、井下发生冒顶事故的一般预兆、井下发生冒顶事故的一般预兆响声。掉渣。片帮。裂缝。脱层。漏矸。6瓦斯涌出量突然增加。顶板淋水而且逐渐增大（一般岩石含水后，其强度降低 1/51/3，软岩强度降低幅度更大） 。11、听到顶板破裂声和发现顶板掉渣时的处理、听到顶板破裂声和发现顶板掉渣时的处理 井下工作人员听到有顶板破裂声和发现有掉渣
11、的现象时，要立即引起警惕，并采取适当处理措施。在来不及采取处理措施时，人员首先撤离险区，待险区趋于稳定时，再作处理。12、采煤工作面容易发生冒顶事故的地点、采煤工作面容易发生冒顶事故的地点煤壁区：即第一排支柱到煤壁范围内。 （采煤工作面煤壁管理规定：炮采工作面端面距300mm。炮采工作面端面距连续 3 棚超过规定必须超前管理，超过 500mm 必须超前挂梁；综采工作面端面距340mm。炮采工作面端面冒高规定200mm，综采工作面规定端面冒高300mm） 。放顶区：即原切顶线到新切顶线的范围内。上下端头：即上风巷的下帮和下风巷的上帮煤壁分别向工作面 10m 范围内。地质构造破碎带：一般指遇到地质
12、构造破碎带的前后 10m。在煤层倾角较大处：一般指 35以上。 托伪顶或留煤皮开采处。13、采煤工作面容易发生冒顶事故的时间、采煤工作面容易发生冒顶事故的时间采煤工作面在基本顶初次来压和周期来压时，尤其是初次来压时，发生冒顶事故的可能性最大。另外回柱放顶对顶板的抽动性很大，也容易发生冒顶事故。 在采煤工作面中放炮落煤与放顶时，顶板下沉表现最为剧烈，平时则比较缓和。根据测定：放顶的影响范围沿工作面向上为 20 米，向下为 10 米，剧烈影响范围向上为 10 米，向下为 5 米左右。一般放炮的影响范围是在沿工作面倾斜方向上下各为 15 米，剧烈的影响范围则为沿倾斜方向上下约 5 米左右。放炮与放顶
13、工作两者错距在 1015 米为宜。1414、如何做好初次放顶工作（指基本顶）、如何做好初次放顶工作（指基本顶）7成立初次放顶领导小组。制定初放纪要和技术安全组织、措施并认真贯彻执行。领导小组成员及顶板管理员要跟班检查指导。加强工程质量，用好特殊支架。严格按照作业规程规定和初放纪要规定作业。做好顶板监控与质量班评估工作。健全各级干部查面登记制度。落实初次放顶安全管理责任制。较坚硬的顶板当跨度超过规程规定不冒时要强制放顶。开始放顶前和初放结束都要经过初放领导小组全体成员现场鉴定。1515、初次来压时单体支护工作面一般采取以下措施、初次来压时单体支护工作面一般采取以下措施加强支护，沿放顶线增设 12
14、 排密集支柱；沿放顶线每隔 58m 增设一个木垛，增设一梁三柱的戗棚或一梁三柱的抬棚；可适当加大工作面控顶距，以便增加特种支架，有利于顶板垮落；采取小进度多循环作业方式，加快工作面推进速度，以保持煤壁的完整性，使之具有良好的支撑作用；落煤后及时支架，并增大支护密度，提高支护质量；指派专人严密观察顶压变化，同时在工作面和采空区内设木信号点柱，如劈裂、折断便是报警信号。周期来压期间与初次来压所采取的措施基本相同，不同的是周期来压时要尽量缩小工作面的控顶距，以减轻基本顶对工作面的影响；另外采空区里的支柱一定要回收干净，使直接顶充分垮落，以缓冲基本顶垮落时对工作面支架的冲击。16、采煤工作面顶板破坏形
15、式大致有以下几种、采煤工作面顶板破坏形式大致有以下几种岩梁的整体着的折断或滑落。层状顶板的分层掉落。脆性裂隙顶板的台阶下沉和切落。斜交裂隙切割的危岩冒落。8松碎岩石的散落。顶板的弯曲下沉。17、掘进工作面容易发生冒顶事故的地点、掘进工作面容易发生冒顶事故的地点木棚支护的巷道。巷道交岔点、煤巷开门处和地质构造变化带。空顶处。改棚处（维修处） 。迎头等。18、掘进工作面事故多发点主要有、掘进工作面事故多发点主要有巷道贯通施工。探放水施工。大倾角上山施工（35以上） 。掘进斜巷小绞车施工管理。交岔点施工。过地质构造段和老巷施工。迎头顶板管理。19、采煤工作面上出口及其压力为何大于下出口、采煤工作面上
16、出口及其压力为何大于下出口安全出口包括两部分：一部分是两巷超前支护，即采煤工作面上、下巷道距煤壁 20 米的范围内；另一部分是工作面上、下端头，即沿工作面方向，下巷上帮、上巷下帮向工作面方向 10 米的范围内。由于这两部分的矿压和作业特点不同，其支护方式也不同。沿工作面倾斜方向，距离上出口 10 米内的顶板事故比临近下出口部位顶板事故要多得多，这主要是受上侧采空区未受到良好支承的上覆岩层作用影响，工作面顶板完整性遭到破坏造成的。20、采面工作面上下出口附近易发生冒顶事故的主要原因、采面工作面上下出口附近易发生冒顶事故的主要原因受工作面超前压力影响；超前替换棚子造成已经破碎的顶板更加破碎；位于工作面与上下顺槽的交接处控顶面积大，应力集中。21、采煤工作面发生冒顶事故的主要原因、采煤工作面发生冒顶事故的主要原因9遇到复杂地质构造，没有采取针
