冒顶防治措施.docx

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冒顶防治措施

贵州浙商矿业集团有限公司

修文县谷堡乡天治煤矿

防

治

顶

板

冒

顶

措

施

2016年4月2日

会审记录

编制人员：

会审人员：

会审意见：

技术负责人：

矿长：

贯彻记录

贯彻时间：

贯彻地点：

贯彻人：

被贯彻人员（签名）：

根据贵阳市安全生产监督管理局、贵阳市工业和信息化委员会文件《市安监局市工信委关于印发《贵阳市煤矿重大灾害防治工作实施方案》的通知》（[筑安监发（2016）9号]）的要求，为做好我矿顶板事故的防治工作，制定如下顶板事故防治措施：

顶板事故是指在井下采掘过程中，因为顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损坏、生产终止等事故。

按冒顶范围将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类。

由于顶板冒顶事故会影响职工的生命安全和健康以及对企业财产造成损失，直接影响企业的安全生产，因此必须加强顶板管理，防止事故发生。

第一部分采煤工作面冒顶事故的预防和处理

一、采煤工作面顶板压力

采煤工作面顶板压力分为周期压力和正常压力两种。

1、周期压力

初次来压：

工作面从切眼开始推进，支架支撑着顶板，随着开始回柱，直接顶首先垮落，而老顶只是在悬露面积较大时，才发生剧烈下沉和垮落。

在老顶垮落时，顶板压力显著增大，有时在老顶廓落线两三天，就会听到断裂响声，在垮落前数小时还会发生隆隆声响，同时掉下碎石块。

这种现象叫老顶的初次垮落和初次来压。

周期来压：

老顶初次垮落后，顶板压力减少了，但随着工作面继续推进，老顶悬落面积有逐渐增大，它的一端靠煤壁支撑，另一端悬露在采空区。

当悬露跨度达到一定长度时、又发生折断和垮落。

随着工作面的推进，这种垮落有规律地、周期性地发生，这种现象叫老顶的周期来压。

2、正常压力

在两次周期压力之间，顶板压力一般处在正常的状态。

这时顶板随着暴露时间的长短而有一定的下沉量，顶板下沉量反映顶板压力的大小。

在这种压力状态下，顶板暴露时间长短和控顶距离的大小，对顶板压力影响很大。

二、工作面顶板管理

工作面顶板管理主要是指在正常压力的情况下，根据本矿顶板的实际情况，对工作面控顶区采取必要的支护加强顶板管理，以达到安全生产的目的。

（一）工作面基本支护形式

根据本矿顶板实际情况和安全生产的需要，采用单体液压支柱配合铰接顶梁对工作面控顶区进行支护。

本矿采煤工作面采用走向棚正悬臂支护，一梁一柱，排拒1.2m,柱距0.8m，顶板采用金属网、背板护顶，金属网规格：

1.0×5m，方格5×5公分。

（二）工作面特种支架

采煤工作面采用密集支柱（戗柱）切顶时，两段密集（戗柱）支柱之间必须留有宽0.5m以上的出口，出口间的距离和新密集（戗柱）支柱超前的距离必须在作业规程中明确规定。

采煤工作面采用无密集支柱切顶时，必须有防止工作面冒顶和矸石窜入工作面的措施。

（三）工作面上下端头支护

工作面上下端头链板机机头机尾处各架设四梁八柱抬棚支护。

（四）工作面上下顺槽超前支护

工作面上下顺槽距煤壁20m范围的巷道必须加强支护，20m内采用走向双抬棚支护。

三、工作面顶板来压处理措施

（一）顶板来压的预兆

1、煤壁逐渐松软，有时煤壁向外鼓或向下掉煤块，采空区有响动、落矸石。

2、单体液压支架变形、歪扭、压入软底或煤底中；顶板下沉严重。

3、顶板压碎发生裂缝掉渣，甚至顶板从煤壁拉开一道裂缝造成错茬。

（二）顶板来压时支架的维护

1、打托梁棚子或补打顶柱。

当顶板来压，单体液压支柱变形、歪扭，顶板产生垂直工作面的裂缝时，应打顺托板棚子抢修，加强支架。

2、加强支护。

当工作面来压，压碎顶板，发生裂缝或掉渣时，采用增加单体支护维护办法。

在补打单体之前必须将裂缝或掉渣处的支架插严，人员撤离发现裂缝和掉渣的地方。

3、维护注意事项：

（1）工作面来压有冒顶危险时，立即停止采煤、回柱、放炮等工作。

（2）由现场班长挑选有经验的工人，在现场班长亲自指挥下进行维护抢修，而且维修工作的地点，必须确保有安全、畅通的后路和安全出口。

（3）在维护期间，现场班长要指定有经验的工人在每个工作地点观察顶板及煤帮变化情况。

（4）在维护抢修工作中，工作面所存材料不够时，一方面派人向矿值班室请求下料，另一方面可先维护靠近采煤工作面的三排工作空间，材料用完，当时无法找到，则全部人员撤离到安全地点待材料来后再进行维护工作。

（5）当工作面顶板来压，支架抢修维护不住，有冒顶的危险时，在不影响维护人员人身安全的条件下，要尽快先抢修链板机、电煤钻等机电设备附近的支架，并增打木垛维护。

（6）工作人员撤离工作面之前，必须将工作面的电源切断，开关打“零”位。

四、预防工作面大面积冒顶事故的措施

（一）预防老顶来压时压垮型冒顶的措施

压垮型冒顶是指因工作面支护强度不足和顶板来压引起支架大量压坏而造成的冒顶。

1、老顶来压时的压垮型冒顶原因

（1）垮落带老顶岩块压坏采煤工作面支架导致冒顶。

（2）垮落带老顶岩块冲击压坏采煤工作面支架导致冒顶。

2、预防措施

（1）工作面单体支架的支撑力应能平衡垮落带直接顶与老顶岩层的重量。

（2）工作面单体支架的初撑力应能保证直接与老顶之间不离层。

（二）预防大面积漏垮型冒顶的措施

由于工作面倾角较大，直接顶有异常破碎，采煤工作面支架局部失效发生局部漏顶，破碎顶板就有可能从此处沿工作面往上全部漏空，造成支架失稳，导致漏垮型工作面的冒顶。

预防措施：

（1）必须采用单体液压支柱，工作面支护有足够的支撑力。

（2）顶板必须背严实。

（3）严禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。

（三）预防复合顶板推垮型冒顶的措施

推垮型冒顶是指因水平推力作用使工作面支架大量倾斜而造成的冒顶事故。

1、造成冒顶的原因

（1）地质构造的原因，即下位软岩层中存在原生的断层、裂隙或尖灭构造。

（2）巷道布置原因，即工作面开采范围内存在沿走向或倾向的旧巷、下沉、断裂。

（3）支柱初撑力的原因，由于支柱初撑力低，导致下位软岩层煤帮断裂。

2、预防措施

（1）应采用倾斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达40°～60°。

（2）掘进上下平巷时不破坏复合顶板。

（3）工作面初采时不要反推。

（4）控制采高，使软岩层冒落后能超过采高。

（5）尽量避免上下平巷与工作面斜交。

（6）灵活地运用戗柱戗棚，使它们迎着岩体可能推移的方向支设。

（7）用拉钩式连接器把每排支柱从工作面上端至来，在工作面组成一个稳定的可以阻止岩体下推的“整体支架”。

（8）提高单体支柱的初撑力，使初撑力不仅能支撑住顶板下位软岩层，而且能把软岩层贴紧硬岩层，让其间的摩擦力足够组织软岩层下滑，从而支柱本身也能稳定。

五、预防工作面局部冒顶事故的措施

局部冒顶是指采掘工作空间或井下其它工作面主要集中在工作面的两端、靠煤壁附近、放顶线附近和地质破坏带附近。

（一）预防工作面两端局部冒顶的措施

1、造成冒顶的原因

（1）在工作面的两端包括机头、机尾附近以及工作面相连的一段巷道，由于暴露的空间大、支撑压力集中，巷道提前掘进，引发了巷道周围的变形和破坏。

（2）经常要进行机头机尾的移置工作，支架支护拆除老支架支设新支架时，碎顶可能进一步松动冒落。

（3）随着工作面的推进，要拆除原巷道支架的一个棚腿，换用抬棚支撑棚梁，在一拆一支之间，碎顶也可能冒落。

2、预防措施

（1）链板机机头机尾处各架设四梁八柱抬棚支护，每对抬棚随机头机尾的推移迈步前移。

（2）工作面上下顺槽距煤壁20m范围的巷道必须加强支护，20m内采用走向双抬棚支护。

（3）在工作面与巷道相连处，采用一对抬棚，迈步前移，托住原巷道的支架。

（4）在工作面两端也可采用十字铰接顶梁支护系统以防冒顶。

（二）预防靠煤壁附近局部冒顶的措施

1、造成冒顶的原因

煤层的直接顶中，常常存在多组交裂隙，这些相交的裂隙容易将直接顶分割成游离岩可能突然冒落砸人，造成局部冒顶事故、

2、预防措施

（1）采用正悬臂支护，炮后及时挂上铰接顶梁。

同时提高单体液压支柱的初撑力。

（2）炮眼布置与装药量应合理，尽量避免崩倒支架。

（3）尽量使工作面与煤层主要节理方向垂直后斜交，避免煤层片帮。

煤层一旦片帮，应掏梁窝超前支护，防止冒顶。

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（三）预防放顶线附近局部冒顶的措施

1、造成冒顶的原因

放顶线附近的局部冒顶主要发生在使用单体支柱的工作面，放顶线上支柱受力不均匀的，当人工回拆“吃劲”的支柱时，往往支柱一倒下顶板就冒顶，如果回柱工来不及退到安全地点，就可能被砸着而出现顶板事故。

2、预防措施

（1）加强地质及观察工作，记载大岩块的位置及尺寸。

（2）在大岩块范围内用木垛等加强支护。

（3）当大岩块沿工作面推进方向的长度超过一次放顶步距时。

在大岩块的范围内要延长控顶距。

（4）回柱前，在大岩块范围内先用木支架替换单体液压支架，待大岩块全部都处在放顶线以外的采空区时，再用回柱绞车回木支架。

（四）预防地质破坏带局部冒顶的措施

1、造成冒顶的原因

地质破坏带及附近的顶板裂隙发育、破碎，断层面间多充以粉状或泥状物；断层面都比较光滑，使上下盘之间的岩石几乎没有黏结力，尤其是断层面成为导水裂隙时，更是彼此分离。

单体支柱工作面如果遇到垂直于工作面或斜交于工作面的断层时央顶板活动过程中，断层附近破断岩可能顺断层面下滑，从而推到工作面支架，造成局部冒顶。

2、预防措施

在断层两侧加设木垛来加强支护，并迎着岩块可能下滑的方向采用戗棚支护。

六、处理工作面冒顶的一般方法

（一）局部小冒顶的处理方法，冒顶的范围不大，顶板没有冒严，但矸石暂时停止下落，一般采取掏梁窝、探大板悬挂顶梁处理。

（二）局部冒顶范围较大的处理方法：

1、属于伪顶冒落，而且冒落也停止，一般采取从冒顶两端向中间进行探板处理；先检查冒顶地带附近的顶板及支架完整情况，如有折伤歪扭变形的柱子，先补齐改好，并加固冒顶区域上下方的支架，控制冒顶波及范围，防止继续扩大冒顶，准备好足够的材料。

根据情况，采取从冒顶两端向中间进行处理，探一板插一架；如果棚顶上方空隙不大，则用木料或竹笆、荆条插严背实；如果棚顶上方空隙较高，就要在棚顶上方打木垛，直贴顶板为止（打木垛之前在棚梁上先建立临时支护支撑顶板，处理好浮矸浮煤，然后再打木垛）；最后把冒落的矸石逐步清理好，打好贴帮柱，根据情况背好煤帮。

2、属于直接顶沿煤帮冒落，而且冒落区矸石沿煤帮继续下落，块度较小采用探板处理有困难，探板打不进去，则采取打撞楔的办法处理。

（1）打撞楔之前必须做好各项准备工作：

①检查顶板冒落处附近的支架有无折伤、歪、扭、变形，是否要加固，需要补新支架的要迅速补好，应加固的要迅速加固，防止事故扩大；

②准备好材料和工具；

③保证安全出口畅通；

④木楔要削尖，长度要一样。

（2）打撞楔的步骤：

①先在冒顶处架设撞楔棚子，棚子的方向应该与撞楔的方向垂直；

②把木楔放置在棚梁上，它的尖端指向顶板冒落处，末端垫一方木块，用大垂猛击木楔尾端，插入冒顶区，将岩石托住，使它岩石不再继续冒落；

③木楔将岩石托住后，立即清理撞楔下面冒落的矸石，并架设顶柱与悬梁。

3、若探板和撞楔两种方法都无法进行，冒顶时间过长，安全无保证，可沿煤帮新开切避开冒顶区。

另开工作面新切眼时必须注意：

（1）根据实际情况新开切眼的长短要考虑解决通风问题；

（2）新开切眼一般由冒顶区下部沿煤帮向上掘进，而不采取由上向下掘进。

（３）新开切眼掘进如果压力不大，可采用一梁二柱横板棚子边掘边架设，如果冒顶区的矸石不稳定，压力大，则采用梯形棚子；

（4）新开切眼靠冒顶区的一侧，必须用木板背严，并适当留一定煤柱，防止冒顶区的矸石窜入新开切眼内。

第二部分掘进工作面防治冒顶措施

一、掘进工作面迎头冒顶事故的原因及防治

（一）掘进工作面迎头冒顶事故的原因

1、掘进破岩后，顶部存大将与岩体失去联系的岩块，如果支护不及时，该岩块可能与岩体完全失去联系而冒落。

2、掘进迎头附近支架已支护部分的顶部存在与岩体完全失去联系的岩块，一旦支护失效，就会冒落造成事故。

（二）掘进工作面迎头冒顶事故的防治措施。

1、根据掘进迎头岩石性质，严格控制空顶距。

2、严格执行敲帮问顶制度，危石必须及时挑下，无法挑下时应采取临时支撑措施，严禁空顶作业。

3、在地质破碎带或层理裂隙发育区掘进巷道时要缩小棚距；在掘进头附近应采用撑筒等把棚架连成一体，防止棚架被推垮，必要时还要打中柱以抗突然来压。

二、支架支护巷道冒顶事故的原因及预防措施

（一）支架支护巷道冒顶的原因

1、压垮型冒顶是因巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大压垮了支架，从而导致巷道顶部已破碎的岩块冒落。

2、漏垮型冒顶是因无支护巷道或支护失效（非压坏）巷道顶部存在游离岩块，这些岩块在重力作用下冒落，造成事故的发生。

3.推垮型冒顶是因巷道这部分帮破碎岩石，在其运动过程中存在平行巷道轴线的分力，如果这部分巷性道支架的稳定不够，可能被推倒而发生冒顶。

（二）支架支护巷道冒顶事故的预防措施

1、在可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中，并尽量避免采动的影响。

2、巷道支架采用木支护以抗围岩压力。

3、巷道支架所能承受的变形量，应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应。

4、尽可能做到支架与围岩共同承载，支架选型时，尽可能采用有初撑力的支架，支架施工时要严格按工序质量要求进行，并特别注意顶与帮的背严实问题，杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象。

5、凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工。

6、巷道替换支架时，必须先支新支架，再拆老支架。

7、在易发生推垮型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性，可以在巷道的支架之间用连接件连接固定，增加架棚的稳定性，以防推倒，倾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架间拉撑件的强度、密度要适当加大。

8、掘进工作面10m以内，地质破坏带附近10m内，巷道交叉点附近10m内，已经冒顶处附近10m内，都是容易发生顶板事故的地点，巷道支护必须适当加强。

三、巷道交岔处冒顶事故的原因及防治

（一）巷道交岔处冒顶施工往往发生在巷道开岔的时候，因为开岔口需要架设抬棚替换原巷道的棚腿，如果开岔处巷道顶部存在与岩体失去联系的岩块，并且围岩正向巷道挤压，而新支设抬棚强度不够，或稳定性不够，就能造成冒顶事故。

（二）巷道交岔处冒顶事故的防治措施

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压坏时，应及时采取加强抬棚稳定性的措施