煤礦頂板管理技術(shù).ppt

1、,全國煤產(chǎn)量,1、我國煤礦目前的整體現(xiàn)狀及存在的問題,19952007年全國煤礦事故死亡人數(shù)和百萬噸死亡率圖,19952007年全國煤礦事故百萬噸死亡率,2007年全國煤礦事故共死亡3786人,重大以上事故中，瓦斯事故起數(shù)和 死亡人數(shù)占78.6%和80.3%,1 2007年煤礦事故簡要分析,2007年煤礦死亡人數(shù)分類統(tǒng)計,1 2007年煤礦事故簡要分析,2007年煤礦重大瓦斯事故分類統(tǒng)計,1 2007年煤礦事故簡要分析,2007年煤礦重大瓦斯事故原因統(tǒng)計,1 2007年煤礦事故簡要分析,1.2 2007年事故分類統(tǒng)計,2007年重大瓦斯爆炸事故瓦斯積聚原因分析,1 2007年煤礦事故簡要分析,

2、2007年重大瓦斯爆炸事故火源原因分析,1 2007年煤礦事故簡要分析,1.3 煤礦瓦斯治理存在的不足,煤礦重特大事故中，瓦斯事故仍然為主要事故，瓦斯仍是煤礦第一殺手，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦是瓦斯事故的重災(zāi)區(qū)； 通風(fēng)系統(tǒng)不合理，通風(fēng)系統(tǒng)管理混亂是造成瓦斯積聚的主要原因，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦； 電氣火花和違章放炮是煤礦瓦斯爆炸事故的主要引火源，暴露出在煤礦安全管理方面還存在漏洞； 煤與瓦斯突出災(zāi)害日趨嚴(yán)重，國有重點煤礦突出災(zāi)害加劇，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦突出事故增多。,1 2007年煤礦事故簡要分析,2007年四川煤礦產(chǎn)量、百萬噸死亡率,2007年中國、四川與美國、澳大利亞煤礦百萬噸死亡率,20012005年我國煤礦事故類型分布

3、統(tǒng)計圖,2007年四川煤礦事故類型分布統(tǒng)計圖,2000-2007重大和特別重大瓦斯爆炸事故 (按礦井瓦斯等級),重大瓦斯爆炸事故,特別重大瓦斯爆炸事故,低瓦斯區(qū)域占到了66.7 低瓦斯區(qū)域占到了92.3,2000-2007重大和特別重大瓦斯爆炸事故 (按事故原因),重大瓦斯爆炸事故 特別重大瓦斯爆炸事故,節(jié)理和裂隙對煤礦安全生產(chǎn)的影響,1.裂隙破碎帶是水和瓦斯的良好通道。 2.工作面與裂隙垂直時，炮掘時，炮眼與裂隙面平行，爆破效率低；影響準(zhǔn)備巷道的瓦斯排除；但采面瓦斯含量顯著增加，造成威脅。 3.工作面與裂隙平行時，可提高爆破效率；有利于準(zhǔn)備巷道的瓦斯排除。缺點：工作面容易垮落，也可發(fā)生冒頂事

4、故。 方法：1、一般采煤工作面與主要裂隙的走向2040；綜采時可大一些。2、調(diào)整支護(hù)方向。,真斷距（滑距）,斷距（地層斷距）,落差,（右下） X、Y-上下盤同一巖層界線與斷層線的交點,2）斷層分類及表述,斷層類別辨認(rèn),Lie,4) 斷層對煤礦安全生產(chǎn)的影響 1.影響井田劃分和開拓方式 2.影響采區(qū)和工作面布置 3.影響安全生產(chǎn)（破碎帶、瓦斯聚集、地下水通道） 4.增加煤炭損失量（斷層煤柱） 5.增加巷道掘進(jìn)量 6.影響煤礦綜合經(jīng)濟(jì)效益,一般情況下，壓性斷層為封閉性構(gòu)造，瓦斯含量較高、壓力大、突出危險性也大；張性斷層屬開放性構(gòu)造，突出危險性小或者不突出。 在封閉的邊界條件下,小斷層密集發(fā)育的地帶

5、特別是低級別壓扭性斷裂發(fā)育地段、壓性或壓扭性結(jié)構(gòu)面間所夾的塊段、地塹式構(gòu)造的中間塊斷等，均易發(fā)生突出。,5) 煤礦生產(chǎn)中斷層揭露前的征兆 1.裂隙增加 2.產(chǎn)狀變化 3.煤厚變化 4.煤層結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，粉末鱗片狀現(xiàn)象增多 5.大斷層附近常見有小斷層伴生出現(xiàn) 6.瓦斯涌出量增大 7.出現(xiàn)滴水、淋水、涌水現(xiàn)象,6) 煤礦生產(chǎn)中的斷層觀測 1.確定斷層位置，并繪在平面圖、剖面圖上 2.觀察斷層面特征：產(chǎn)狀、擦痕、破碎帶、充填物等 3.觀察伴生構(gòu)造：牽引現(xiàn)象、羽生節(jié)理等 4.確定斷層性質(zhì) 5.測量斷層面產(chǎn)狀 6.確定斷層斷距、落差，可實測或推斷 7.素描,7)煤礦生產(chǎn)中尋找斷失煤層 1.層位對比法 （

6、注意：避免不同煤層被錯接在一起） 2.伴生派生構(gòu)造判斷法，推測斷失煤層位置 3.規(guī)律類推法（正斷層，還是逆斷層） 4.作圖分析法，利用各種礦圖進(jìn)行分析對比 5.生產(chǎn)勘探法（鉆探、巷探、物探）,8)采掘過程中預(yù)計斷層位置,1同一煤層的不同標(biāo)高掘巷，當(dāng)一巷已遇斷層，預(yù)計另一巷遇斷層的位置。 分兩種情況： （1）已知等高線圖和斷層的位置（圖示）,（2）已知等高線圖和20m平巷在A點遇斷層，A點斷層面產(chǎn)狀已知，但斷煤交線未知。,9）煤層平巷過正斷層的方法,設(shè)計過-60m的沿煤層平巷過斷層，從下盤方向接近斷層。 確定-60m平巷位置AB、CD,煤層平巷過逆斷層時的設(shè)計,某掘進(jìn)巖石巷道頂板為灰?guī)r，不易垮落

7、，采用梯形棚子支護(hù)，棚距一米，巷道掘至地質(zhì)破壞帶附近，未及時改變支護(hù)，爆破后崩倒支架五部，工人忙于裝巖交班，放炮后立即進(jìn)入工作面裝巖，在裝巖的過程中，發(fā)生頂板冒落，一名推車工正坐在崩倒支架處打盹，因撤離不及時，被冒落巖石擊中身亡。試分析事故原因以及主要防治措施？,原因：(1)早班因遇到地質(zhì)破壞帶，巷道圍巖較為破碎； (2)爆破后崩倒支架后，未及時支護(hù)； (3)忙于交班，空頂作業(yè)，未采取加強(qiáng)支護(hù)措施； (4)一名推車工在空頂區(qū)打盹，因撤離不及時，被冒落巖石擊中身亡。此外未執(zhí)行“一炮三檢”制，放炮后立即進(jìn)入工作面裝巖。,一、礦山壓力與頂板管理基本理論,1、 巖石的物理性質(zhì) 巖石的空隙性、碎脹性、軟

8、化性。,2、巖石的力學(xué)性質(zhì),a、巖石的變形性質(zhì) 巖石受力后同時出現(xiàn)彈性變形和塑性變形。 （有“記憶材料”之說）,脆性巖石、塑性巖石。,b.巖石的強(qiáng)度,試驗研究結(jié)果表明： 三向等壓抗壓強(qiáng)度三向不等壓抗壓強(qiáng)度雙向抗壓強(qiáng)度單向抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度單向抗拉強(qiáng)度。,RC=5- 38倍Rt ； RC=2-15倍,所以，巖石的抗破壞能力與受力狀態(tài)有關(guān)。,3.巖體的概念,地下工程空間周圍地層圍巖的總體稱為巖體。,巖體的強(qiáng)度取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)面（或弱面）的分布和強(qiáng)度。巖體的強(qiáng)度總體上低于巖石 (巖塊)的強(qiáng)度。,工程上將巖體視為由結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)面組成。,二、 開采后引起的采場礦山壓力,1、原巖應(yīng)力,a.自重應(yīng)力,

9、式中: = H,b.構(gòu)造應(yīng)力 水平力為主;力的方向變化大.,c、地下水壓力,d、氣體壓力,e、地溫引起的壓力,礦山壓力：由開采工作所引起的，在巷道和回采工作面周圍巖體內(nèi)和支架上的力。 圍巖壓力：由圍巖變形引起的作用于巷道及回采工作空間內(nèi)支護(hù)物上的力，有時稱為圍巖壓力。,2、礦山壓力,礦山壓力顯現(xiàn)：由于礦山壓力的作用，引起了一系列的支架變形損壞、頂板變形離層等自然現(xiàn)象。,三、回答問題: 如何防止回采工作面頂板事故?,結(jié)合本礦實際,如何防止回采工作面頂板事故?,結(jié)合本礦實際,簡述如何防止煤礦頂板事故?,1、本礦實際：礦井巷道和回采工作面頂板頂板情況、支護(hù)材料、支護(hù)方式、來壓情況等；,2、采面3個大

10、面積頂板事故發(fā)生時期的規(guī)律。提前采取加強(qiáng)支護(hù)的有效措施；,三、采場礦山壓力的一般規(guī)律,1、直接頂初次垮落,直接頂初次垮落時的跨距叫初次垮落步距。,2、老頂初次來壓,老頂(基本頂)巖層第一次失穩(wěn)垮落引起的采面壓力的變化-老頂初次來壓,3、 周期來壓,開采引起的由于老頂巖層周期性失穩(wěn)而引起的礦山壓力現(xiàn)象稱為工作面頂板的周期來壓。,5、 上覆巖層的運動破壞,初次來壓后，采空區(qū)上方的巖層一般都產(chǎn)生移動，形成冒落帶、裂隙帶及彎曲下沉帶。,沿工作面推進(jìn)方向分為煤璧支撐影響區(qū)、離層區(qū)及重新壓實區(qū)。,3、針對不同類型的頂板條件進(jìn)行有效的支護(hù)設(shè)計,4、科學(xué)的支護(hù)設(shè)計 支護(hù)材料、支護(hù)方式、支護(hù)強(qiáng)度,5、提高支護(hù)設(shè)

11、計的有效性 加強(qiáng)現(xiàn)場管理、嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)規(guī)程； 確保每根支柱的支設(shè)質(zhì)量，提高支柱工作的初撐力，減小頂板大量下沉，確保支護(hù)效果； 按照標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，加強(qiáng)班組在支護(hù)工序質(zhì)量的監(jiān)督管理。,6、結(jié)合不同類型的頂板事故發(fā)生的原因，有目的和有針對性的采取加強(qiáng)支護(hù)的措施。,四、采面頂板分類,4.1、直接頂分類,按穩(wěn)定性不同，將直接頂分為四類： 不穩(wěn)定頂板、中等穩(wěn)定頂板、穩(wěn)定頂板、堅硬頂板,分類指標(biāo)： (1)強(qiáng)度指標(biāo)D=10*Rc *C1* C2 。 (2)直接頂初次垮落步距,分類指標(biāo)： Km=直接頂厚度/采高 初次來壓步距L,通常情況： Km越大，則來壓越不明顯； Km越小，則來壓越明顯； 初次來壓步距越小，來

12、壓越不明顯；初次來壓步距越大，來壓越明顯。,級：來壓不明顯 級：來壓明顯 級：來壓強(qiáng)烈 級：來壓極強(qiáng)烈,4.2、老頂分級,4.3、底板巖層分類,主要根據(jù)底板巖層的軟硬和易破壞程度，將底板巖層分為五類：,類（極軟類） 類（松軟類 ） 類（較軟類） 類（中硬類） 類（堅硬類）,四川煤礦區(qū)所采煤層的底板巖層相對較軟。,上覆巖層運動的基本理論-“關(guān)鍵層理論”,冒落帶巖層以上的裂隙帶下位巖層中存在著對回采工作面支護(hù)有重大影響的關(guān)鍵層巖層，由于不同的巖層條件，還將在其上部存在次關(guān)鍵層、第二次關(guān)鍵層巖層。次關(guān)鍵層的運動則對于整個裂隙帶巖層的運動破壞以及地表沉陷程度等，在時間、空間上都有一定的控制作用。,不同

13、的埋藏條件、開采條件和采煤方法等，都直接影響關(guān)鍵層和各個的次關(guān)鍵層的位置和運動狀態(tài)。,4.4、回采工作面采空區(qū)處理方法：,五、頂板管理,5.1 支護(hù)材料 采面：木材、金屬（剛性、可縮性 ）、液壓（單體液壓柱、自移式支架）。 巷道：木棚子、砼棚子、金屬棚子（可縮、剛性）、錨桿支護(hù)、錨噴支護(hù)、“錨網(wǎng)索”支護(hù)等。,5.2 支柱工作特性 剛性、急增阻式、微增阻式、恒阻式,5.3 回采工作面對采場支架的基本要求：,要有足夠的支撐力； 支架要有一定的可縮量，以適應(yīng)頂板的下沉規(guī)律； 支架要維護(hù)直接頂?shù)耐暾€(wěn)定性 支架有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以適應(yīng)頂板壓力的方向變化。,5.4支架布置方式,單體支柱采面支柱布置,目

14、前普采面支架布置方式主要有齊梁直線柱和錯梁直線柱兩種：,工作面的特種支架形式,5.5不同頂板條件下的支護(hù)方式,a、不穩(wěn)定類的直接頂板 支護(hù)工作重點為“護(hù)頂”、及時支護(hù)、控頂距不宜大；,b、穩(wěn)定類以及堅硬頂板 支護(hù)工作重點為“支撐”、及時支護(hù)、控頂距不宜太?。?5.6 支護(hù)強(qiáng)度設(shè)計,a、估算法： 單位面積的支護(hù)強(qiáng)度為48倍采高的巖石重量。 P=（ 48）M 為巖石容重,b、實測法： 在現(xiàn)有回采工作面上進(jìn)行礦壓實測，測定出開采同一煤層時的初次來壓和周期來壓的規(guī)律以及來壓時期的支柱最大壓力、平均壓力等，作為新工作面的支護(hù)設(shè)計依據(jù)。,5.7 極薄煤層開采要求,1） 工作面采用壁式采煤方法，采面支護(hù)后空

15、間凈高不得低于0.6m； 2）采區(qū)同一翼的同一煤層內(nèi)，禁止布置兩個以上回采工作面； 3）炮采工作面長度不得大于80m；機(jī)采工作面長度不得大于100m；,六、 頂板事故防治 6.1 采場頂板事故分類 采場頂板事故按原因可分為壓垮型、漏冒型與推垮型三大類。 壓垮型冒頂是支架支撐阻力不夠?qū)е碌拿绊敚?漏垮型冒頂是護(hù)頂效果差導(dǎo)致的冒頂； 推垮型冒頂是采場支架穩(wěn)定性差導(dǎo)致的冒頂。 此外，還可能出現(xiàn)綜合類型的冒頂。,壓垮型冒頂：原因 條件：頂板、底板 主要時間：來壓、非來壓 漏垮型冒頂：原因 條件：頂板、底板 主要時間：來壓、非來壓 推垮型冒頂：原因 條件：頂板、底板 主要時間：來壓、非來壓,6.2 工作

16、面冒頂事故的基本規(guī)律,工作冒頂基本規(guī)律有以下幾點。 1）頂板類型 發(fā)生冒頂工作面的頂板類型往往是兩頭大，中間小，較軟的(破碎或不穩(wěn)定頂板)和硬的(堅硬頂板和部分穩(wěn)定頂板)頂板事故多，約占全部工作面頂板事故的70 80%。 破碎頂板事故特點是“零打碎敲”，一次事故傷亡人數(shù)雖少，但頻繁發(fā)生，較難預(yù)防。它約占工作面頂板事故65%75%， 堅硬頂板事故特點是大面積冒落，往往造成一次死亡3人以上的重大惡性事故,2）冒頂?shù)攸c 發(fā)生冒頂?shù)攸c來看，煤壁線、切頂線和工作面端頭的事故較多。,煤壁線附近，即在無支柱空間內(nèi)的事故約占40%70%；,放頂線附近事故約占1530%；,放頂線附近事故約占1530%。,3）支

17、護(hù)形式與支護(hù)機(jī)械化程度,從木支柱和金屬支柱的支護(hù)形式看，木柱帽的事故最多。,以木支柱工作面每采百萬噸煤死亡率為100%計算，則摩擦支柱，木柱帽工作面為90%,摩擦支柱鉸接頂梁工作面為40%。,支護(hù)機(jī)械化程度，與頂板事故關(guān)系極大。,摩擦支柱工作面頂板事故比綜采工作面高69倍，比單體液壓支柱工作面高24倍。,采面頂板事故率隨支護(hù)形式的改進(jìn)和支護(hù)機(jī)械化程度的提高而降低。,4）礦壓,冒頂事故多發(fā)生在頂板來壓期間，約占頂板事故總數(shù)的60%70%，尤其是直接頂相老頂初次垮落時事故較多。 據(jù)實測資料整理，大多數(shù)工作面老頂來壓時的動載系數(shù)為1.21.8，堅硬頂板條件下高達(dá)23。 來壓時煤壁片幫，頂板拉槽，無支

18、柱空間局部漏頂和冒頂增多，頂板堅硬時往往大面積斷裂臺階下沉驟增，從而多數(shù)造成推垮型事故。,5） 煤層條件 煤層傾角超過25后，支架(柱)的穩(wěn)定性差，頂板事故多。 煤層厚度或采高大于2.5m時。容易發(fā)生片幫冒頂。 具有復(fù)合頂板結(jié)構(gòu)的煤層頂板事故較多，且預(yù)兆不明顯。 厚煤層全部陷落法的下分層開采和單一煤層的仰斜推進(jìn)開采也具有頂板事故較多的趨向。,6）回采工序 在工作面各項工序中，回柱放頂時發(fā)生的事故較多，約占30%50%。,7） 地質(zhì)構(gòu)造 地質(zhì)構(gòu)造如斷層、褶曲、無炭柱等往往使頂板變得破碎。 地質(zhì)構(gòu)造區(qū)內(nèi)頂、底板起伏變化容易使煤璧片幫或采空區(qū)冒落肝石推倒支架，有時斷層帶附近也可能整塊頂板失穩(wěn)而推倒支

19、架造成冒頂。,頂板十分堅硬難冒，但也會造成事故發(fā)生。,6.3.復(fù)合頂板的概念 由軟、硬薄巖層互層的直接頂就是復(fù)合頂板。 這里的軟巖層與硬巖層只是一個形象的說法，實際是指:采動后下部巖層或因巖石強(qiáng)度低，或因分層薄，其撓度比上部巖層大，向下彎曲得多，而上下巖層間又沒有多大的粘結(jié)力，因此下部巖層與上部巖層形成離層；從外表看，似平下部巖層較軟，上部巖層較硬。,6.4 壓垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防,1) 老頂來壓時的壓垮型冒頂,a.頂板條件： 當(dāng)煤層上面有老頂、直接頂厚度又較小時，會因老頂來壓時可能發(fā)生壓垮型冒頂。,老頂來壓分為斷裂下沉和臺階下沉兩個階段，這兩個階段都有可能發(fā)生壓垮型冒頂。,b. 預(yù)防措施 合

20、理設(shè)計采場支柱，使支柱具有足夠的支撐力和可縮量。,要進(jìn)行頂板斷層情況的預(yù)測預(yù)報。,當(dāng)老頂來壓比較強(qiáng)烈時，要選用可縮量較大的支柱，并加強(qiáng)后排支柱的支撐強(qiáng)度。,遇斷層時，要加強(qiáng)該段工作面的支護(hù)，不得正?；刂?，并擴(kuò)大該段工作面的控頂距；如果工作面用的是金屬支柱，還要用木支柱替換金屬支柱，待斷層進(jìn)入采空區(qū)后再用絞車回柱。,2)直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂 a.頂板條件 由于構(gòu)造、采動等原因，使采場工作空間上方某部分直接頂與其周圍巖體產(chǎn)生斷裂，當(dāng)這部分直接頂整體向下運動時，有可能造成壓垮型冒頂事故。,b.機(jī)理 這種類型壓垮型冒頂?shù)臋C(jī)理很簡單，就是當(dāng)與巖體脫離的直接頂垂直層面方向向下運動時，采場支架的支撐力不足

21、，因而導(dǎo)致壓垮型冒頂。,c.預(yù)防措施 a)采場支護(hù)強(qiáng)度要能自始至終平衡直接頂或垮落帶巖層的重量，底軟時必須穿鞋，力求以支柱的初撐力就能平衡直接頂或垮落帶的巖重，以避免直接頂或垮落帶離層；,b)開采下分層時不要留煤皮，以免增加支架的載荷，如因條件限制非留煤皮不可，要相應(yīng)增加支柱的初撐力或支柱密度；,c)在構(gòu)造或采動破壞嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行工作面收作時，除應(yīng)縮小控頂距及加強(qiáng)放頂支柱的初撐強(qiáng)度外，應(yīng)采用絞車遠(yuǎn)距離回柱。,6.6 漏垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防,1）大面積漏垮型冒頂,a.頂板條件 當(dāng)直接頂異常破碎，而煤層傾角又比較大時，可能發(fā)生大面積漏垮型冒頂。,c.預(yù)防措施,1)選用合適的支護(hù)，使工作面支護(hù)系統(tǒng)有

22、足夠的支撐力和可縮量； 2)頂板必須背嚴(yán)接實； 3)嚴(yán)防放炮、移輸送機(jī)等工序推倒支架，防止出現(xiàn)局部冒頂。,2）局部漏冒型冒頂 局部漏冒型冒頂主要有以下幾種。 a.靠煤幫附近的漏冒,預(yù)防靠煤幫附近局部漏冒的主要措施有: 1)提高第一排支柱的初撐力，以減小機(jī)道上方直接頂板的下沉量；,2)采用能及時支護(hù)懸露頂板并能減小端面距的支架，例如采用錯梁直線柱支架、沿工作面鉸接頂梁與盯型長鋼梁交替配合支架、n型長鋼梁對柵邁步支架，以及鉸接頂梁在機(jī)道上方配合短頂梁支架； 3)炮采時，炮眼布置及裝藥量應(yīng)合理，盡量避免崩倒支架； 4)盡量使工作面與煤層的主節(jié)理方向垂直或斜交，避免煤壁片幫，一旦片幫應(yīng)超前支護(hù)，防止冒

23、頂。,b.工作面兩端的漏冒 工作面兩端的漏冒，包括輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾處局部漏冒，也包括與工作面相接的一段巷道中的局部漏冒。,工作面兩端，經(jīng)常要進(jìn)行機(jī)頭機(jī)尾的移置工作。機(jī)頭機(jī)尾處一般是架設(shè)抬棚支護(hù)，移置機(jī)頭機(jī)尾時需拆除抬柵下的支柱，如果造成直接頂下沉，就可能導(dǎo)致破碎頂板或孤立巖塊冒落。,為預(yù)防與工作面相接的這一段巷道發(fā)生漏冒事故: 1)巷道與工作面出口相接的一側(cè)要架設(shè)一對長梁抬棚，托住原巷道支架的梁頭，這一對抬棚也是邁步前移；而且與工作面第一架抬柵梁距不應(yīng)超過0.7m； 2)距工作面煤壁lOm范圍內(nèi)的巷道，要對巷道支架加設(shè)雙中柱；距工作面煤壁102Om范圍內(nèi)的巷道，要對巷道支架加設(shè)單中心柱。這類措施

24、，當(dāng)然也包含用于預(yù)防壓垮型冒頂。,c.放頂線附近的漏冒 放頂線上支柱受力不是均勻的，人工回拆受力較大的柱子時，往往柱子一倒下，頂板隨即垮落，如果回柱工人來不及退到安全地點躲避，就可能造成人身事故。這種情況在分段回柱回拆最后一兩根支柱時尤其容易發(fā)生。 預(yù)防放頂線附近的漏冒，不在于護(hù)住頂板不讓垮落，而在于保證回柱工人不因放頂工作而造成人身事故。如果工作面用的是摩擦支柱，可以在這些柱子的上下各支一根木支柱作為替柱，然后回拆摩擦支柱，最后用絞車回木替柱。,d.地質(zhì)破壞帶附近的漏冒 地質(zhì)破壞帶頂板往往較破碎，容易造成漏冒，因此要特別加強(qiáng)支護(hù)。不僅該地段的支柱密度要增大，而且要視頂板破碎的程度加強(qiáng)護(hù)頂工作

25、。,三、復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防 1.復(fù)合頂板的概念 由軟、硬薄巖層互層的直接頂就是復(fù)合頂板。 這里的軟巖層與硬巖層只是一個形象的說法，實際是指:采動后下部巖層或因巖石強(qiáng)度低，或因分層薄，其撓度比上部巖層大，向下彎曲得多，而上下巖層間又沒有多大的粘結(jié)力，因此下部巖層與上部巖層形成離層；從外表看，似平下部巖層較軟，上部巖層較硬。,3.復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)奶攸c 1)冒頂前采場頂板壓力不大，支架沒有壓縮變形及損壞； 2)多數(shù)情況下，冒頂前采場頂板已沿煤幫斷裂； 3)冒頂后支柱只是傾倒，多數(shù)是沿煤層傾斜方向向下傾倒，也有向采空區(qū)傾倒的；,4)冒頂后上部硬巖層大面積懸露不垮，個別情況是垮落幾個大塊

26、； 階冒頂在任何工序都可能發(fā)生，但多數(shù)是發(fā)生在回柱放頂過程； 6)冒頂多發(fā)生在開切眼附近； 7)多數(shù)情況是冒頂前沒有明顯征兆，推垮發(fā)生時速度快來勢猛，有時推垮前有征兆，能發(fā)現(xiàn)靠采空區(qū)支柱向下傾斜，沿煤幫及采空區(qū)邊頂板掉碴，因而來得及撤人。,4.采場中容易發(fā)生復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)牡攸c 1)開切眼附近。在這個區(qū)域，頂板上部硬巖層兩側(cè)都有煤體支撐，不容易下沉，這就給下部軟巖層的下沉離層創(chuàng)造了有利條件。 2)地質(zhì)破壞帶 (斷層，裂隙等)附近。在這些地點，頂板下部軟巖層容易形成六面體。 3)尖滅構(gòu)造附近。采場頂板存在尖滅構(gòu)造，既容易形成六面體，又可能給六面體以去路。 4)舊巷 (走向的或傾斜的)附近。由

27、于舊巷頂板已破壞，增加了在頂板巖層中形成六面體的可能性。,5)掘進(jìn)工作面上下平巷時破壞了復(fù)合頂板的地點。 6)局部漏冒區(qū)附近。這些地點也存在增加形成六面體的可能性與提供去路等問題。 7)傾角大的地段。在這些地段，由重力作用而令六面體沿傾斜下推的力增大。 8)頂板淋水地段。這些地段因有水導(dǎo)致巖塊間摩擦系數(shù)減小，總阻力將大為減小。 9)煤底或軟底地段。這些地段支柱容易鉆底，導(dǎo)致軟硬巖層離層。,5.預(yù)防復(fù)合頂板推垮型冒頂?shù)拇胧?1)提高單體支柱的初撐力,2)選用穩(wěn)定性能好的支架或加強(qiáng)支架的穩(wěn)定性 (1)有條件時，用掩護(hù)式或支撐掩護(hù)式支架代替單體支架。 (2)采用“整體支架”,3)消除形成復(fù)合頂板推垮

28、的條件,(1)應(yīng)用俯斜長壁工作面或應(yīng)用偽俯斜工作面 ; (2)掘進(jìn)上下平巷及開切眼時盡可能不破壞復(fù)合頂板; (3)工作面初采時不要反推。在反推范圍初次放頂時，極容易在原開切眼處誘發(fā)推垮型冒頂。,(4)控制采高，使軟巖層垮落后能超過采高。 (5)靈活地應(yīng)用戧柱戧棚，使它們迎著六面體可能推移的方向。 (6)在開切眼附近控頂區(qū)內(nèi)，系統(tǒng)地布置樹脂錨桿。這個措施是把下位軟巖層與上位硬巖層錨在一起而預(yù)防推垮型冒頂。,4、其他類型推垮型冒頂?shù)臋C(jī)理及預(yù)防 (1)大塊孤立直接頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂,預(yù)防大范圍孤立頂板或孤立巖塊旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂?shù)拇胧┯? 1)提高工作面支架的初撐力和穩(wěn)定性，尤其是后排支架的初撐力和穩(wěn)定

29、性； 2)加強(qiáng)地質(zhì)及采場觀測工作，判斷孤立頂板或孤立巖塊的范圍；,3)在切頂線應(yīng)用墩柱或特種支柱切頂。,（2）沖擊推垮型冒頂 沖擊推垮型冒頂又叫砸垮型冒頂。當(dāng)煤層頂板的下位巖層容易離層時，可能發(fā)生沖擊推垮型冒頂,預(yù)防沖擊推垮型冒頂?shù)闹饕胧┯邢铝袃牲c: 1)提高支柱的初撐力及支護(hù)系統(tǒng)剛度，避免下位巖層離層； 2)提高支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，尤其是后排支護(hù)的穩(wěn)定性，避免被推垮；在放頂線應(yīng)用墩柱或特種支柱就是一個很好的辦法,（三）采空區(qū)冒矸沖入采場推垮型冒頂 如果煤層之上直接就是石灰?guī)r等較堅硬巖層，當(dāng)其呈大塊在采空區(qū)垮落時，可能順著己垮落的矸石堆，沖入采場，推倒采場支架(從根部推倒支柱而不是從頂部)，從

30、而導(dǎo)致推垮型冒頂。,預(yù)防這種類型冒頂事故的主要措施有如下: 1)用挑頂?shù)绒k法使采空區(qū)小塊冒矸超過采高，從而使大塊冒矸無法沖入采場； 2)提高墩柱或特種支柱的初撐力及穩(wěn)定性； 3)用墩柱或特種支柱切斷頂板，一方面減小冒矸面積，一方面阻擋冒矸使其不得沖入采場。,急斜煤層工作面應(yīng)用走向密集支柱時，如果支柱初撐力不足、穩(wěn)定性不好，采空區(qū)冒矸也可能沖倒密集支柱及采場支架，沖入采場，造成頂板事故 。,七、采場頂板事故的處理 1、頂板事故處理的一般原則,處理頂板事故的首要任務(wù)，是搶救遇難人員及恢復(fù)通風(fēng)等。,其次，在搶救中，必須時刻注意救護(hù)人員的安全。如果覺察到有再次冒頂危險時，應(yīng)首先加強(qiáng)支護(hù)，準(zhǔn)備好安全退路

31、。,在冒落區(qū)工作時，要派專人觀察周圍頂板變化，注意檢查瓦斯及其它有害氣體情況。,再根據(jù)巖層冒落高度、冒落巖塊、冒頂位置相范圍大小以及圍巖破碎相礦壓等情況，采取不同的搶救方法。,2、采場冒頂事故的處理,采煤工作面冒頂?shù)奶幚矸椒☉?yīng)根據(jù)冒頂區(qū)巖層冒落的高度、冒落巖石的塊度、冒頂?shù)奈恢煤兔绊斢绊懛秶拇笮頉Q定。同時，還要根據(jù)煤層厚度、采煤方法等，采取相應(yīng)的處理措施。,（1）采場局部小冒頂?shù)奶幚矸椒?（2）采場局部局頂范圍較大的處理方法,1.偽頂冒落，直接頂沒有冒落,2.直接頂冒落,（3）采場大冒頂?shù)奶幚矸椒?1.恢復(fù)工作面的方法處理冒頂,2.開補(bǔ)巷繞過冒頂區(qū),3.分層假頂下冒頂處理方法,八、巷道冒頂

32、事故的預(yù)防及處理 1、影響巷道冒頂事故的主要因素 影響巷道冒頂?shù)囊蛩睾芏啵桓爬ㄆ饋砜煞譃閮深?自然因素和開采技術(shù)因素。,（一）自然因素 1）.巷道圍巖性質(zhì)及其構(gòu)造,一般說來；軟弱巖石的強(qiáng)度低，巷道掘進(jìn)時容易產(chǎn)生變形和破壞，如果支護(hù)形式和維護(hù)方法選用不當(dāng)，就容易發(fā)生冒頂，但一般規(guī)模較小。,巷道圍巖的構(gòu)造特征也能影響巷道變形破壞性質(zhì)及其規(guī)模的大小。,2）.開采深度,隨著開采深度的增大，港道上覆巖層重量也增大。,隨著開采深度增加巖石的溫度也隨之增加，溫度升高促使巖石從脆性向塑性轉(zhuǎn)化，易使巷道產(chǎn)生塑性變形。,3）.煤層傾角 煤層傾角不同巷道破壞形式也不同。,4）.地質(zhì)構(gòu)造 如果巷道開掘在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶，則很容易發(fā)生各種規(guī)模的冒頂。,在斷層破碎帶掘進(jìn)巷道必須采取有效的施工技術(shù)措施，否則很容