矿井顶板事故防治

顶板事故是煤矿生产的主要灾害之一，是指在地下采煤过程中，顶板意外冒落造成人员伤亡、设备损坏、生产中止等的事故。顶板事故按冒顶范围分局部冒顶和大型冒顶；按力学原因分为压垮冒顶、漏冒型冒顶和推垮型冒顶。

采取局部冒顶的原因、预兆及防治

1、采取局部冒顶的原因采场局部冒顶常发生在上下出口、煤壁线、放顶线、地质构造处及采煤机附近。其原因主要有：

1）采空区顶板支撑不好，悬顶面积过大。

2）顶板中存在断层、裂隙、层理等地质构造，将顶板切割成不连续的岩块，回柱后岩块失稳，推倒支柱造成冒顶。

3）回柱操作顺序不合理。

4）工作面支护质量不好，支护密度不够、支撑力低、迎山角不合理等。

5）在遇见未预见的地质构造时，没及时采取措施。

6）工作面上、下出口连接风巷和运输巷，控顶面积大。两巷掘进时经受压力重新分布的影响，同时由于巷道初撑力一般较小，使直接顶下沉、松动甚至破坏；特别是在工作面超前支撑压力作用下，顶板大量下沉，又在移动设备时反复支撑顶板，结果造成顶板更加破碎。如果又有老顶来压影响，工作面上、下出口更易冒落。

7）煤壁线附近易形成“人字”“锅底”“升斗”等劈理，有游离岩块、易冒落。

2、采场局部冒顶的预兆

1）发出响声。岩层下沉断裂，顶板压力急剧增大时，木支架有劈裂声；金属支柱活柱下缩，支柱钻底严重都可能发出响声。

2）掉碴。

3）煤体压酥，片帮煤增多。

4）顶板裂隙增多，裂缝变大。

5）顶板出现离层。

6）漏顶。

7）瓦斯涌出量突然增大。

8）顶板淋水明显增加。

3、采场局部冒顶的主要预防措施

1）防止煤壁附近冒顶，应及时支护悬露顶板，加强敲帮问顶。

2）炮采时合理布置炮眼，控制药量，避免崩倒支架。

3）防止两出口冒顶时，首先支架必须有足够强度，其次系统应具有一定阻力，防止老顶来压时推倒支架。

4）防止放顶线附近局部冒顶，要加强地质及观察工作，在大块岩石范围内加强支护，必要时用木支架代替单体金属支架。

5）随时注意地质构造的变化，采取相应措施。

采场大型冒顶的预兆及防治

1、采场大型冒顶的预兆

采场大型冒顶一般包括老顶来压时的压垮型冒顶、直接顶导致的压垮型冒顶、大面积漏垮型冒顶、复合顶板推垮型冒顶和大块游离顶板旋转型冒顶等。一般大型冒顶主要预兆表现在以下几个方面：

1）顶板的预兆。顶板连续发出断裂声，这是由于直接顶和老顶离层或顶板断开而发出的响声。

2）两帮的预兆。由于压力增加，煤壁受压后，煤质变软，片帮增多。

3）支架的预兆。使用木支架时被大量折断。使用金属支柱时活柱快速下沉，连续发出“咯咯”声。

4）瓦斯涌出量增多，淋水加大。

2、采场大型冒顶的主要防治措施 

1）经常检查巷道支护情况，加强维护，发现有变形或折损的支架，应及时加固修复。

2）维修巷道时，必须保证在发生冒顶时有人员撤退的出口。独头巷道维护时，必须由外向里逐架进行。撤掉支架前，应加固工作地点支架。

巷道冒顶事故防治

1）掌握地质资料与开采条件。

通过地质钻孔、岩层柱状图等多种途径，摸清地质构造及顶板结构、岩性变化、水文地质情况；在地质图上标明地质构造、裂隙发育带的位置、产状、层厚等；弄清与采煤工作面相对空间位置与时间的关系，分析受采动影响的程度等。

2）严格顶板安全检查制度。

巷道掘进施工的全过程要严格执行《煤矿安全规程》，坚持进行敲帮问顶，发现活矸和伞檐要及时处理。

3）加强支护质量管理。

选择合理的支护技术，严格按操作规程施工，是防治冒顶事故的主要措施。

①检查支架规格尺寸。支架的架型、形状、尺寸、结构件搭接等是否符合设计要求；支架间距、支架间连接是否符合作业规程要求。

②提高支护质量和保证支护阻力。所有支架必须架设牢固，并有防倒措施。要严格防止支架支设在浮矸上，不见实底不能架设。使用摩擦式金属支柱时，必须使用液压升柱器架设，初撑力不得小于50kN。

③单体液压支柱的初撑力，柱径为100mm不得小于90kN，柱径为80mm不得小于60kN。

④搞好支架与围岩间的充填。支架与围岩间的空间必须及时填严背实，改善支架承载状态，提高其支撑能力，减少围岩变形，提高围岩的稳定性。

⑤提高支架的稳定性。在放炮前应加固迎头支架，使靠近迎头10m内支架之间的连接杆联锁稳固，防止放炮崩倒；对围岩裂隙发育较成熟或较松软的地段、受采动影响强烈的地区或掘进倾斜巷道时，应在支架间用连接杆联锁稳固，预防冒顶或片帮范围的扩大。

⑥及时支护。根据作业循环和围岩条件，尽可能及时支护，缩小空顶作业面积与延续时间。

4）进行临时支护。

巷道顶板事故大都是在空顶作业的情况下发生的，因此对掘进迎头新悬露的顶板，应采用及时或超前支护的临时支架，以保证作业安全。

采煤工作面顶板事故防治

1）老顶来压时压垮型冒顶预防措施

①合理设计采煤工作面支护，使支护具有足够的支撑力和可缩量，当老顶来压比较强烈时，要选用可缩量较大的支柱，有时要选用具有大流量安全阀的支柱，并加强后排支柱的支撑强度。

②要进行顶板断层情况的预测预报。遇到平行于工作面的断层时，当断层刚露出煤壁，就要加强该段工作面的支护，并扩大该段工作面的控顶距；如果工作面用的是金属支柱，还要用木支柱替换金属支柱。

2）厚煤层难垮顶板大面积冒顶预防措施

①采用煤柱支撑法（即刀柱采煤法）时，如果煤柱上方顶板需悬露大面积才垮落，则应在刀柱之间的采空区内用钻孔爆破法强制放顶。

②采用长壁法采煤时，或超前工作面用钻孔爆破法、高压注水法预先松动或弱化顶板，也可用在采空区用循环浅孔及步距式深孔法崩落顶板。

3）直接顶导致的压垮型冒顶预防措施

①采煤工作面支护强度要能自始自终平衡直接顶或垮落带岩层的重量，底软时必须穿鞋，力求以支柱的支撑力就能平衡直接顶或垮落带的岩重，以避免直接顶或垮落带离层。

②开采下分层时不要留煤皮，以免增加支架的载荷，如因条件限制非留煤皮不可，要相应增加执著的初撑力或支柱密度。

③在构造或采动破坏严重的区域，除应缩小控顶距及加强放顶支柱的初撑强度外，应采用绞车远距离回柱。

4）大面积漏垮型冒顶预防措施

①选用合适的支护，使工作面支护有足够的支撑力和可缩量。

②顶板必须背严接实。

③严防放炮、移输送机等工序推倒支架，防止出现局部冒顶。

5）局部漏冒型冒顶预防措施

①对每一工作面进行实地观测，根据统计规律分析影响顶板冒落稳定性指标，对支护质量与顶板进行动态监测，使顶板在形成冒顶事故前消除其隐患。

②采用能及时支护悬露顶板的支架；要使支架处于良好的工作状态，尤其应避免顶梁过分抬头或低头；提高第一排支柱的初撑力，以减小直接顶的下沉量。

③炮采时，炮眼布置及装药量应合理，尽量避免崩倒支架。

④尽量使工作面与煤层的主节理方向垂直或斜交，避免煤壁片帮，一旦片帮应超前支护。

⑤尽可能保证工作面具有较快的推进速度。

⑥机头机尾应各采用四对八梁支护；巷道与工作面出口相接的一侧要架设一对长钢梁抬棚，托住原巷道支架的梁头；距工作面煤壁20m范围内的巷道要超前进行支护。

⑦在工作面的地质破坏带要特别加强支护。

⑧放顶线要支设墩柱。

⑨分段回柱回拆最后两根支柱时，如果工作面用的是摩擦支柱，可以在这些柱子的上下各支一根木支柱作为替柱，然后回拆摩擦支柱，最后用绞车回木支柱；采用单体液压支柱的工作面，工人也可以在有支护的工作空间，用带链条的工具来卸载，并用机械远距离拉柱；如果工作面用的是木支柱，则可以直接用绞车回柱。

掘进片帮、冒顶事故的防治

为防止掘进顶板事故的发生，在认真执行《煤矿安全规程》对掘进工作面和巷道支护的有关规定得到基础上，要做好以下工作：确切掌握地质资料，认真编制施工作业规程，采取合理的施工方法和顶板管理措施；坚持一次成巷，缩小围岩暴露时间和面积；严格执行爆破规定，保持围岩的稳定性；特殊地段压力大时，采取加强支护等强化支护手段；倾斜巷道要采取防止推倒支架的措施；加强巷道围岩的观测和工作面的顶板管理，严格执行敲帮问顶制度，发现问题，及时处理；严格按质量标准进行检查验收，出现质量问题及时返工处理；出现漏顶必须彻底处理，接顶背严，不得留有空顶隐患。

冲击地压的防治

冲击地压是指在矿井开采过程中，引起煤（岩）体内所积聚的弹性变形能释放而产生的以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象。影响冲击地压的主要因素有采深、地质构造、煤（岩）体结构及开采技术。防治冲击地压主要从两方面着手：一是在大范围内避免形成高应力集中的条件；二是在局部范围内改变煤（岩）体的物理力学性能，减缓已形成的应力集中的程度。前者称防危措施，后者称解危措施。主要防危措施有：开采解放层；合理确定开采方法；无煤柱开采。主要解危措施有：高压注水；放松动炮；钻孔槽卸压；强制放顶。生产中应结合实际，加强预测工作，总结冲击地压规律。同时提高支护质量，严禁刚性支护。