煤矿顶板管理技术课件.pptx

1、事故死亡总人数0100020003000400050006000700080001995年1996年1997年1998年1999年2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年百万吨死亡率5.034.675.1 5.025.35.715.035.133.883.082.842.1631.48501234561995年1996年1997年1998年1999年2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年重大以上事故中，瓦斯事故起数和重大以上事故中，瓦斯事故起数和死亡人数占死亡人数占78.6%78.6%和和80.3%80.3%1.

2、2 20071.2 2007年事故分类统计年事故分类统计岩石受力后同时出现弹性变形和塑性变形。(1)大块孤立直接顶板旋转推垮型冒顶当直接顶异常破碎，而煤层倾角又比较大时，可能发生大面积漏垮型冒顶。在国外，有的还使用底板切缝法、底板钻孔法和起底机起底等方法。这些地段支柱容易钻底，导致软硬岩层离层。来压时煤壁片帮，顶板拉槽，无支柱空间局部漏顶和冒顶增多，顶板坚硬时往往大面积断裂台阶下沉骤增，从而多数造成推垮型事故。七、采场顶板事故的处理(6)在开切眼附近控顶区内，系统地布置树脂锚杆。（有“记忆材料”之说）有利于准备巷道的瓦斯排除。素描2）采区同一翼的同一煤层内，禁止布置两个以上回采工作面；这些地段

3、支柱容易钻底，导致软硬岩层离层。三向等压抗压强度三向不等压抗压强度双向抗压强度单向抗压强度抗剪强度抗弯强度单向抗拉强度。处理巷道冒顶常用的方法，主要有撞楔法、搭凉棚、木垛法、打绕道法相锚喷支护等五种。当煤层上面有老顶、直接顶厚度又较小时，会因老顶来压时可能发生压垮型冒顶。七、采场顶板事故的处理不同的支护类型和支护方式，对巷道稳定性差异甚大。1 2007年煤矿事故简要分析用锚杆处理底臌的工作原理，是把不稳定的岩层与下面稳定的岩层用锚杆锚固在一起成为组合梁，起承受弯矩作用，此组合梁的极限抗弯强度比各个单一岩层的抗弯强度的总和要大得多。1.3 1.3 煤矿瓦斯治理存在的不足煤矿瓦斯治理存在的不足u煤

4、矿重特大事故中，瓦斯事故仍然为主要事故，煤矿重特大事故中，瓦斯事故仍然为主要事故，瓦斯仍是煤矿第一杀手，乡镇煤矿是瓦斯事故的重瓦斯仍是煤矿第一杀手，乡镇煤矿是瓦斯事故的重灾区；灾区；u通风系统不合理，通风系统管理混乱是造成瓦斯通风系统不合理，通风系统管理混乱是造成瓦斯积聚的主要原因，特别是乡镇煤矿；积聚的主要原因，特别是乡镇煤矿；u电气火花和违章放炮是煤矿瓦斯爆炸事故的主要电气火花和违章放炮是煤矿瓦斯爆炸事故的主要引火源，暴露出在煤矿安全管理方面还存在漏洞；引火源，暴露出在煤矿安全管理方面还存在漏洞；u煤与瓦斯突出灾害日趋严重，国有重点煤矿突出煤与瓦斯突出灾害日趋严重，国有重点煤矿突出灾害加剧

5、，乡镇煤矿突出事故增多。灾害加剧，乡镇煤矿突出事故增多。2345.065921.746360.3673.641232.863.1135.4715.5193.1172.028010002000300040005000600070009万吨/年及以上矿井9万吨/年以下矿井乡镇、集体煤矿国有地方煤矿国有重点煤矿产量/万吨百万吨死亡率0.111.021.025.030.060.120246兖矿集团兖矿集团国有重点国有重点四川省四川省全国全国美国美国澳大利亚澳大利亚4.79.79205229438402431523464946880283970100200300400500顶板事故瓦斯事故机电事故运输事

6、故爆破事故水灾事故火灾事故其他事故合计事故起数死亡人数 2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故重大和特别重大瓦斯爆炸事故 (按矿井瓦斯等级按矿井瓦斯等级)重大瓦斯爆炸事故重大瓦斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故 低瓦斯区域占到了66.7 低瓦斯区域占到了92.3 2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故重大和特别重大瓦斯爆炸事故(按事故原因按事故原因)重大瓦斯爆炸事故重大瓦斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故节理和裂隙节理和裂隙对煤矿安全生产的对煤矿安全生产的影响影响 1.1.裂隙破碎带是裂隙破碎带是水和瓦斯水和瓦斯的良好通道。的良好通道。2.2.工

7、作面与裂隙垂直时工作面与裂隙垂直时，炮掘时，炮眼与裂隙面平行，炮掘时，炮眼与裂隙面平行，爆破效率低；影响准备巷道的瓦斯排除；但采面瓦斯爆破效率低；影响准备巷道的瓦斯排除；但采面瓦斯含量显著增加，造成威胁。含量显著增加，造成威胁。3.3.工作面与裂隙平行时工作面与裂隙平行时，可提高爆破效率；有利于准，可提高爆破效率；有利于准备巷道的瓦斯排除。备巷道的瓦斯排除。缺点：缺点：工作面容易垮落，也可发工作面容易垮落，也可发生冒顶事故。生冒顶事故。方法：方法：1 1、一般采煤工作面与主要裂隙的走向一般采煤工作面与主要裂隙的走向202040；综采时可大一些综采时可大一些。2、调整、调整支护方向。支护方向。观

8、察断层面特征：产状、擦痕、破碎带、充填物等单位面积的支护强度为48倍采高的岩石重量。随着开采深度增加岩石的温度也随之增加，温度升高促使岩石从脆性向塑性转化，易使巷道产生塑性变形。2、采场冒顶事故的处理巷道断面大，压力大，则维护比较困难。（2）采场局部局顶范围较大的处理方法不仅该地段的支柱密度要增大，而且要视顶板破碎的程度加强护顶工作。（4）掘进巷道时，禁止任意加大棚距。推垮型冒顶是采场支架稳定性差导致的冒顶。1)老顶来压时的压垮型冒顶冒落带岩层以上的裂隙带下位岩层中存在着对回采工作面支护有重大影响的关键层岩层，由于不同的岩层条件，还将在其上部存在次关键层、第二次关键层岩层。工作冒顶基本规律有以

9、下几点。如果巷道开掘在地质构造破坏带，则很容易发生各种规模的冒顶。根据巷道冒顶原因、冒落的范围，采用不同的方法进行修理。6 漏垮型冒顶的机理及预防(3)忙于交班，空顶作业，未采取加强支护措施；当煤层上面有老顶、直接顶厚度又较小时，会因老顶来压时可能发生压垮型冒顶。岩石的空隙性、碎胀性、软化性。RC=5-38倍Rt；当老顶来压比较强烈时，要选用可缩量较大的支柱，并加强后排支柱的支撑强度。某掘进岩石巷道顶板为灰岩，不易垮落，采用梯形棚子支护，棚距一米，巷道掘至地质破坏带附近，未及时改变支护，爆破后崩倒支架五部，工人忙于装岩交班，放炮后立即进入工作面装岩，在装岩的过程中，发生顶板冒落，一名推车工正坐

10、在崩倒支架处打盹，因撤离不及时，被冒落岩石击中身亡。21）(6)在开切眼附近控顶区内，系统地布置树脂锚杆。如果觉察到有再次冒顶危险时，应首先加强支护，准备好安全退路。它约占工作面顶板事故65%75%，处理顶板事故的首要任务，是抢救遇难人员及恢复通风等。从外表看，似平下部岩层较软，上部岩层较硬。1同一煤层的不同标高掘巷，当一巷已遇断层，预计另一巷遇断层的位置。c)在构造或采动破坏严重的区域进行工作面收作时，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。类（松软类）（4）掘进巷道时，禁止任意加大棚距。恢复工作面的方法处理冒顶条件：顶板、底板矿山压力显现：由于矿山压力的作用，引起了

11、一系列的支架变形损坏、顶板变形离层等自然现象。而且与工作面第一架抬栅梁距不应超过0.有利于准备巷道的瓦斯排除。巷道围岩的构造特征也能影响巷道变形破坏性质及其规模的大小。不同的支护类型和支护方式，对巷道稳定性差异甚大。1、影响巷道冒顶事故的主要因素2)距工作面煤壁lOm范围内的巷道，要对巷道支架加设双中柱；不同的埋藏条件、开采条件和采煤方法等，都直接影响关键层和各个的次关键层的位置和运动状态。要进行顶板断层情况的预测预报。1 2007年煤矿事故简要分析(真断距真断距)(地层断距地层断距)真断距（滑距）真断距（滑距）断距（地层断距）断距（地层断距）落差落差（右下）（右下）X、Y-上下盘同一岩层界线

12、与断层线的交点上下盘同一岩层界线与断层线的交点 2 2）断层分类及表述）断层分类及表述 断断层层类类别别辨辨认认倾向正断层及其效应倾向平移断层及其效应顺岩层在断层面上滑移效应断层所引起的牵引弯曲现象3)（地层）Lie2）断层分类及表述我国常用的处理底臌方法，主要有下木底梁、金属底梁、金属拱形顶梁、钢筋温凝土拱形底梁和砌反拱碹、打锚杆等。当直接顶异常破碎，而煤层倾角又比较大时，可能发生大面积漏垮型冒顶。3 回采工作面对采场支架的基本要求：影响安全生产（破碎带、瓦斯聚集、地下水通道）支护方式主要分梯形和拱形支架两种。冲击推垮型冒顶又叫砸垮型冒顶。（4）掘进巷道时，禁止任意加大棚距。观察伴生构造：牵

13、引现象、羽生节理等（注意：避免不同煤层被错接在一起）恢复工作面的方法处理冒顶伪顶冒落，直接顶没有冒落b、稳定类以及坚硬顶板当煤层上面有老顶、直接顶厚度又较小时，会因老顶来压时可能发生压垮型冒顶。这个措施是把下位软岩层与上位硬岩层锚在一起而预防推垮型冒顶。推垮型冒顶是采场支架稳定性差导致的冒顶。影响准备巷道的瓦斯排除；二、开采后引起的采场矿山压力再根据岩层冒落高度、冒落岩块、冒顶位置相范围大小以及围岩破碎相矿压等情况，采取不同的抢救方法。4)4)断层对煤矿安全生产的影响断层对煤矿安全生产的影响1.1.影响井田划分和开拓方式影响井田划分和开拓方式2.2.影响采区和工作面布置影响采区和工作面布置3.

14、3.影响安全生产影响安全生产（破碎带、瓦斯聚集、地下水（破碎带、瓦斯聚集、地下水通道）通道）4.4.增加煤炭损失量（断层煤柱）增加煤炭损失量（断层煤柱）5.5.增加巷道掘进量增加巷道掘进量6.6.影响煤矿综合经济效益影响煤矿综合经济效益一般情况下，压性断层为封闭性构造，瓦斯含量较高、压力大、突出危险性也大；张性断层属开放性构造，突出危险性小或者不突出。在封闭的边界条件下,小断层密集发育的地带特别是低级别压扭性断裂发育地段、压性或压扭性结构面间所夹的块段、地堑式构造的中间块断等，均易发生突出。在封闭的边界条件下,小断层密集发育的地带特别是低级别压扭性断裂发育地段、压性或压扭性结构面间所夹的块段、

15、地堑式构造的中间块断等，均易发生突出。煤与瓦斯突出灾害日趋严重，国有重点煤矿突出灾害加剧，乡镇煤矿突出事故增多。某掘进岩石巷道顶板为灰岩，不易垮落，采用梯形棚子支护，棚距一米，巷道掘至地质破坏带附近，未及时改变支护，爆破后崩倒支架五部，工人忙于装岩交班，放炮后立即进入工作面装岩，在装岩的过程中，发生顶板冒落，一名推车工正坐在崩倒支架处打盹，因撤离不及时，被冒落岩石击中身亡。2 支柱工作特性 刚性、急增阻式、微增阻式、恒阻式阶冒顶在任何工序都可能发生，但多数是发生在回柱放顶过程；支架有较好的结构稳定性，以适应顶板压力的方向变化。此外未执行“一炮三检”制，放炮后立即进入工作面装岩。1)用挑顶等办法

16、使采空区小块冒矸超过采高，从而使大块冒矸无法冲入采场；推垮型冒顶是采场支架稳定性差导致的冒顶。1 2007年煤矿事故简要分析工作面与裂隙平行时，可提高爆破效率；单位面积的支护强度为48倍采高的岩石重量。（3）掘进工作面禁止留有空顶，在永久支架间要架设临时支架。用锚杆处理底臌的工作原理，是把不稳定的岩层与下面稳定的岩层用锚杆锚固在一起成为组合梁，起承受弯矩作用，此组合梁的极限抗弯强度比各个单一岩层的抗弯强度的总和要大得多。2)多数情况下，冒顶前采场顶板已沿煤帮断裂；有利于准备巷道的瓦斯排除。2007年煤矿重大瓦斯事故分类统计预防大范围孤立顶板或孤立岩块旋转推垮型冒顶的措施有:当直接顶异常破碎，而

17、煤层倾角又比较大时，可能发生大面积漏垮型冒顶。工程上将岩体视为由结构体和结构面组成。(1)大块孤立直接顶板旋转推垮型冒顶3)严防放炮、移输送机等工序推倒支架，防止出现局部冒顶。如果觉察到有再次冒顶危险时，应首先加强支护，准备好安全退路。类（松软类）巷道发生冒顶事故后，如有遇险人员，救护队应立即赶到现场进行抢救。推垮型冒顶是采场支架稳定性差导致的冒顶。条件：顶板、底板预防冲击推垮型冒顶的主要措施有下列两点:由软、硬薄岩层互层的直接顶就是复合顶板。地质构造如断层、褶曲、无炭柱等往往使顶板变得破碎。3、针对不同类型的顶板条件进行有效的支护设计19952007年全国煤矿事故百万吨死亡率工作面与裂隙平行

18、时，可提高爆破效率；试验研究结果表明：（3）掘进工作面禁止留有空顶，在永久支架间要架设临时支架。煤壁线附近，即在无支柱空间内的事故约占40%70%；5不同顶板条件下的支护方式要进行顶板断层情况的预测预报。此外未执行“一炮三检”制，放炮后立即进入工作面装岩。当煤层上面有老顶、直接顶厚度又较小时，会因老顶来压时可能发生压垮型冒顶。重大瓦斯爆炸事故 特别重大瓦斯爆炸事故2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故5)5)煤矿生产中断层揭露前的征兆煤矿生产中断层揭露前的征兆1.1.裂隙增加裂隙增加2.2.产状变化产状变化3.3.煤厚变化煤厚变化4.4.煤层结构发生变化，粉末鳞片状现象增多煤层结构发生变

19、化，粉末鳞片状现象增多5.5.大断层附近常见有小断层伴生出现大断层附近常见有小断层伴生出现6.6.瓦斯涌出量增大瓦斯涌出量增大7.7.出现滴水、淋水、涌水现象出现滴水、淋水、涌水现象 6)6)煤矿生产中的断层煤矿生产中的断层观测观测1.1.确定断层位置，并绘在平面图、剖面图上确定断层位置，并绘在平面图、剖面图上2.2.观察断层面特征：产状、擦痕、破碎带、充填观察断层面特征：产状、擦痕、破碎带、充填物等物等3.3.观察伴生构造：牵引现象、羽生节理等观察伴生构造：牵引现象、羽生节理等4.4.确定断层性质确定断层性质5.5.测量断层面产状测量断层面产状6.6.确定断层断距、落差，可实测或推断确定断层

20、断距、落差，可实测或推断7.7.素描素描 7)7)煤矿生产中寻找断失煤层煤矿生产中寻找断失煤层1.1.层位对比法层位对比法 （注意：避免注意：避免不同煤层被错接在一起）不同煤层被错接在一起）2.2.伴生派生构造判断法，推测断失煤层位置伴生派生构造判断法，推测断失煤层位置3.3.规律类推法（正断层，还是逆断层）规律类推法（正断层，还是逆断层）4.4.作图分析法，利用各种矿图进行分析对比作图分析法，利用各种矿图进行分析对比5.5.生产勘探法（钻探、巷探、物探）生产勘探法（钻探、巷探、物探）8)采掘过程中预计断层位置 1 1同一煤层的不同标高掘巷，当一巷已遇断层，同一煤层的不同标高掘巷，当一巷已遇断

21、层，预计另一巷遇断层的位置。预计另一巷遇断层的位置。分两种情况：分两种情况：（1 1）已知等高线图和断层的位置（图示）已知等高线图和断层的位置（图示）（2 2）已知等高线图和）已知等高线图和20m20m平巷在平巷在A A点遇断层，点遇断层，A A点点断层面产状已知，但断煤交线未知。断层面产状已知，但断煤交线未知。9）煤层平巷过正断层的方法 设计过设计过-60m的沿煤层平巷过断层，的沿煤层平巷过断层，从从下盘下盘方向接方向接近断层近断层。确定确定-60m平巷位置平巷位置AB、CD 煤层平巷过逆断层时的设计 某掘进岩石巷道顶板为灰岩，不易某掘进岩石巷道顶板为灰岩，不易垮落，采用梯形棚子支护，棚距一

22、米，垮落，采用梯形棚子支护，棚距一米，巷道掘至地质破坏带附近，未及时改巷道掘至地质破坏带附近，未及时改变支护，爆破后崩倒支架五部，工人变支护，爆破后崩倒支架五部，工人忙于装岩交班，放炮后立即进入工作忙于装岩交班，放炮后立即进入工作面装岩，在装岩的过程中，发生顶板面装岩，在装岩的过程中，发生顶板冒落，一名推车工正坐在崩倒支架处冒落，一名推车工正坐在崩倒支架处打盹，因撤离不及时，被冒落岩石击打盹，因撤离不及时，被冒落岩石击中身亡。试分析事故原因以及主要防中身亡。试分析事故原因以及主要防治措施？治措施？原因：原因：(1)早班因遇到地质破坏带，巷早班因遇到地质破坏带，巷道围岩较为破碎；道围岩较为破碎；

23、(2)爆破后崩倒支架后，未及时支护；爆破后崩倒支架后，未及时支护；(3)忙于交班，空顶作业，未采取加强忙于交班，空顶作业，未采取加强支护措施；支护措施；(4)一名推车工在空顶区打盹，因撤离一名推车工在空顶区打盹，因撤离不及时，被冒落岩石击中身亡。此外不及时，被冒落岩石击中身亡。此外未执行未执行“一炮三检一炮三检”制，放炮后立即制，放炮后立即进入工作面装岩。进入工作面装岩。一、一、矿山压力与顶板管理基本理论矿山压力与顶板管理基本理论1 1、岩石的物理性质岩石的物理性质 岩石的空隙性、碎胀性、软化性。岩石的空隙性、碎胀性、软化性。2 2、岩石的力学性质、岩石的力学性质a a、岩石的变形性质、岩石的

24、变形性质岩石受力后同时出现弹性变形和塑性变形。岩石受力后同时出现弹性变形和塑性变形。（有（有“记忆材料记忆材料”之说）之说）脆性岩石、塑性岩石。脆性岩石、塑性岩石。当煤层上面有老顶、直接顶厚度又较小时，会因老顶来压时可能发生压垮型冒顶。（三）采空区冒矸冲入采场推垮型冒顶煤与瓦斯突出灾害日趋严重，国有重点煤矿突出灾害加剧，乡镇煤矿突出事故增多。条件：顶板、底板由软、硬薄岩层互层的直接顶就是复合顶板。1 2007年煤矿事故简要分析确定断层位置，并绘在平面图、剖面图上老顶(基本顶)岩层第一次失稳垮落引起的采面压力的变化-老顶初次来压9）煤层平巷过正断层的方法工作面与裂隙平行时，可提高爆破效率；放顶线

25、上支柱受力不是均匀的，人工回拆受力较大的柱子时，往往柱子一倒下，顶板随即垮落，如果回柱工人来不及退到安全地点躲避，就可能造成人身事故。矿山压力显现：由于矿山压力的作用，引起了一系列的支架变形损坏、顶板变形离层等自然现象。具有复合顶板结构的煤层顶板事故较多，且预兆不明显。2)地质破坏带(断层，裂隙等)附近。在断层破碎带掘进巷道必须采取有效的施工技术措施，否则很容易发生冒顶，冒顶的规模可能较大，还可能连续多次发生。放顶线附近事故约占1530%。7)倾角大的地段。2007年煤矿死亡人数分类统计这种情况在分段回柱回拆最后一两根支柱时尤其容易发生。2)直接顶导致的压垮型冒顶在放顶线应用墩柱或特种支柱就是

26、一个很好的办法要进行顶板断层情况的预测预报。b.b.岩石的强度岩石的强度 试验研究结果表明：试验研究结果表明：三向等压抗压强度三向等压抗压强度三向不等压抗压强度三向不等压抗压强度双双向抗压强度向抗压强度单向抗压强度单向抗压强度抗剪强度抗剪强度抗弯强度抗弯强度单向抗拉强度单向抗拉强度。R RC C=5-38=5-38倍倍R Rt t ；R RC C=2-15=2-15倍倍所以，岩石的抗破坏能力与受力状态有关。所以，岩石的抗破坏能力与受力状态有关。3.3.岩体的概念岩体的概念地下工程空间周围地层围岩的总体称为地下工程空间周围地层围岩的总体称为岩体岩体。岩体的强度取决于其内部结构面（或弱面）的岩体的

27、强度取决于其内部结构面（或弱面）的分布和强度。岩体的强度总体上低于岩石分布和强度。岩体的强度总体上低于岩石 (岩块岩块)的的强度。强度。工程上将岩体视为由结构体和结构面组成。工程上将岩体视为由结构体和结构面组成。二、二、开采后引起的采场矿山压力开采后引起的采场矿山压力1、原岩应力原岩应力a.a.自重应力自重应力式中式中:=H:=Hb.b.构造应力构造应力 水平力为主水平力为主;力的方向变化大力的方向变化大.c c、地下水压力、地下水压力d d、气体压力、气体压力e e、地温引起的压力、地温引起的压力 矿山压力矿山压力：由开采工作所引起的，在巷道和回采：由开采工作所引起的，在巷道和回采工作面周围

28、岩体内和支架上的力。工作面周围岩体内和支架上的力。围岩压力围岩压力：由围岩变形引起的作用于巷道及回采工：由围岩变形引起的作用于巷道及回采工作空间内支护物上的力，有时称为围岩压力。作空间内支护物上的力，有时称为围岩压力。2 2、矿山压力、矿山压力 矿山压力显现矿山压力显现：由于矿山压力的作用，引起了由于矿山压力的作用，引起了一系列的支架变形损坏、顶板变形离层等自然现象。一系列的支架变形损坏、顶板变形离层等自然现象。三、回答问题三、回答问题:如何防止回采工作面顶板事故如何防止回采工作面顶板事故?结合本矿实际结合本矿实际,如何防止回采工作面顶板事故如何防止回采工作面顶板事故?结合本矿实际结合本矿实际

29、,简述如何防止煤矿顶板事故简述如何防止煤矿顶板事故?1 1、本矿实际：矿井巷道和回采工作面顶板顶板、本矿实际：矿井巷道和回采工作面顶板顶板情况、支护材料、支护方式、来压情况等；情况、支护材料、支护方式、来压情况等；2 2、采面、采面3 3个大面积顶板事故发生时期的规律。个大面积顶板事故发生时期的规律。提前采取加强支护的有效措施；提前采取加强支护的有效措施；三、采场矿山压力的一般规律三、采场矿山压力的一般规律1 1、直接顶初次垮落直接顶初次垮落直接顶初次垮落时的跨距叫直接顶初次垮落时的跨距叫初次垮落步距初次垮落步距。2 2、老顶初次来压、老顶初次来压 老顶老顶(基本顶基本顶)岩层第一次失稳垮落引

30、起的采面岩层第一次失稳垮落引起的采面压力的变化压力的变化-老顶初次来压老顶初次来压3 3、周期来压周期来压 开采引起的由于开采引起的由于老顶岩层周期性失稳而引起老顶岩层周期性失稳而引起的矿山压力现象的矿山压力现象称为工作面顶板的周期来压。称为工作面顶板的周期来压。5 5、上覆岩层的运动破坏上覆岩层的运动破坏 初次来压后，采空区上方的岩层一般都产生移动，初次来压后，采空区上方的岩层一般都产生移动，形成冒落带、裂隙带及弯曲下沉带。形成冒落带、裂隙带及弯曲下沉带。沿工作面推进方向分为煤璧支撑影响区、离层区及重沿工作面推进方向分为煤璧支撑影响区、离层区及重新压实区。新压实区。初次来压步距越大，来压越明

31、显。某掘进岩石巷道顶板为灰岩，不易垮落，采用梯形棚子支护，棚距一米，巷道掘至地质破坏带附近，未及时改变支护，爆破后崩倒支架五部，工人忙于装岩交班，放炮后立即进入工作面装岩，在装岩的过程中，发生顶板冒落，一名推车工正坐在崩倒支架处打盹，因撤离不及时，被冒落岩石击中身亡。距工作面煤壁102Om范围内的巷道，要对巷道支架加设单中心柱。19952007年全国煤矿事故死亡人数和百万吨死亡率图1 2007年煤矿事故简要分析巷道围岩的构造特征也能影响巷道变形破坏性质及其规模的大小。2000-2007重大和特别重大瓦斯爆炸事故放顶线上支柱受力不是均匀的，人工回拆受力较大的柱子时，往往柱子一倒下，顶板随即垮落，

32、如果回柱工人来不及退到安全地点躲避，就可能造成人身事故。主要根据底板岩层的软硬和易破坏程度，将底板岩层分为五类：具有复合顶板结构的煤层顶板事故较多，且预兆不明显。预防靠煤帮附近局部漏冒的主要措施有:当煤层上面有老顶、直接顶厚度又较小时，会因老顶来压时可能发生压垮型冒顶。当直接顶异常破碎，而煤层倾角又比较大时，可能发生大面积漏垮型冒顶。推垮型冒顶是采场支架稳定性差导致的冒顶。推垮型冒顶是采场支架稳定性差导致的冒顶。采场顶板事故按原因可分为压垮型、漏冒型与推垮型三大类。（3）采场大冒顶的处理方法来压时煤壁片帮，顶板拉槽，无支柱空间局部漏顶和冒顶增多，顶板坚硬时往往大面积断裂台阶下沉骤增，从而多数造

33、成推垮型事故。机头机尾处一般是架设抬棚支护，移置机头机尾时需拆除抬栅下的支柱，如果造成直接顶下沉，就可能导致破碎顶板或孤立岩块冒落。1同一煤层的不同标高掘巷，当一巷已遇断层，预计另一巷遇断层的位置。1 2007年煤矿事故简要分析提前采取加强支护的有效措施；3 3、针对不同类型的顶板条件进行有效的支护设计、针对不同类型的顶板条件进行有效的支护设计4 4、科学的支护设计、科学的支护设计 支护材料、支护方式、支护强度支护材料、支护方式、支护强度5 5、提高支护设计的有效性、提高支护设计的有效性 加强现场管理、严格执行作业规程；加强现场管理、严格执行作业规程；确保每根支柱的支设质量，提高支柱工作的初撑

34、力，减小确保每根支柱的支设质量，提高支柱工作的初撑力，减小顶板大量下沉，确保支护效果；顶板大量下沉，确保支护效果；按照标准化建设，加强班组在支护工序质量的监督管理。按照标准化建设，加强班组在支护工序质量的监督管理。6 6、结合不同类型的顶板事故发生的原因，有目的和有、结合不同类型的顶板事故发生的原因，有目的和有针对性的采取针对性的采取加强支护加强支护的措施。的措施。四、采面顶板分类四、采面顶板分类4.14.1、直接顶分类、直接顶分类 按稳定性不同，将直接顶分为四类：按稳定性不同，将直接顶分为四类：不稳定顶板、中等稳定顶板、稳定顶板、坚硬顶板不稳定顶板、中等稳定顶板、稳定顶板、坚硬顶板 分类指标

35、：分类指标：(1)(1)强度指标强度指标D=10D=10*R Rc c*C C1 1*C C2 2。(2)(2)直接顶初次垮落步距直接顶初次垮落步距分类指标：分类指标：K Km m=直接顶厚度直接顶厚度/采高采高 初次来压步距初次来压步距L L通常情况：通常情况：K Km m越大，则来压越不明显；越大，则来压越不明显；K Km m越小，则来压越明显；越小，则来压越明显；初次来压步距越小，来压越不明显；初次来压步距越大，初次来压步距越小，来压越不明显；初次来压步距越大，来压越明显。来压越明显。级：来压不明显级：来压不明显 级：来压明显级：来压明显 级：来压强烈级：来压强烈 级：来压极强烈级：来压

36、极强烈 4.24.2、老顶分级、老顶分级4.34.3、底板岩层分类、底板岩层分类主要根据底板岩层的软硬和易破坏程度，将底板岩层主要根据底板岩层的软硬和易破坏程度，将底板岩层分为五类：分为五类：类（极软类）类（极软类）类（松软类类（松软类 ）类（较软类）类（较软类）类（中硬类）类（中硬类）类（坚硬类）类（坚硬类）四川煤矿区所采煤层的底板岩层相对较软。四川煤矿区所采煤层的底板岩层相对较软。上覆岩层运动的基本理论上覆岩层运动的基本理论-“关键层理论关键层理论”冒落带岩层以上的裂隙带下位岩层中存在着对回采工冒落带岩层以上的裂隙带下位岩层中存在着对回采工作面支护有重大影响的作面支护有重大影响的关键层岩层

37、，由于不同的岩层条件，关键层岩层，由于不同的岩层条件，还将在其上部存在次关键层、第二次关键层岩层。次关键还将在其上部存在次关键层、第二次关键层岩层。次关键层的运动则对于整个层的运动则对于整个裂隙带岩层的运动破坏以及地表沉陷裂隙带岩层的运动破坏以及地表沉陷程度等，在时间、空间上都有一定的控制作用。程度等，在时间、空间上都有一定的控制作用。不同的埋藏条件、开采条件和采煤方法等，都直接不同的埋藏条件、开采条件和采煤方法等，都直接影响影响关键层和各个的次关键层的位置和运动状态。关键层和各个的次关键层的位置和运动状态。4.44.4、回采工作面采空区处理方法：、回采工作面采空区处理方法：五、顶板管理五、顶

38、板管理5.1 5.1 支护材料支护材料 采面：木材、金属（刚性、可缩性采面：木材、金属（刚性、可缩性 ）、液）、液压（单体液压柱、自移式支架）。压（单体液压柱、自移式支架）。巷道：木棚子、砼棚子、金属棚子（可缩、巷道：木棚子、砼棚子、金属棚子（可缩、刚性）、锚杆支护、锚喷支护、刚性）、锚杆支护、锚喷支护、“锚锚网网索索”支护等。支护等。5.2 5.2 支柱工作特性支柱工作特性 刚性、急增阻式、微增阻式、恒阻式刚性、急增阻式、微增阻式、恒阻式5.3 5.3 回采工作面对采场支架的基本要求：回采工作面对采场支架的基本要求：要有足够的支撑力；要有足够的支撑力；支架要有一定的可缩量，以适应顶板的支架要

39、有一定的可缩量，以适应顶板的下沉规律；下沉规律；支架要维护直接顶的完整稳定性支架要维护直接顶的完整稳定性支架有较好的结构稳定性，以适应顶板支架有较好的结构稳定性，以适应顶板压力的方向变化。压力的方向变化。5.45.4支架布置方式支架布置方式 单体支柱采面支柱布置单体支柱采面支柱布置6、结合不同类型的顶板事故发生的原因，有目的和有针对性的采取加强支护的措施。结合本矿实际,如何防止回采工作面顶板事故?（4）掘进巷道时，禁止任意加大棚距。煤矿重特大事故中，瓦斯事故仍然为主要事故，瓦斯仍是煤矿第一杀手，乡镇煤矿是瓦斯事故的重灾区；(1)应用俯斜长壁工作面或应用伪俯斜工作面;4)旧巷(走向的或倾斜的)附

40、近。（2）采场局部局顶范围较大的处理方法3m(在深度为800900m时，切缝最大宽度为0.我国常用的处理底臌方法，主要有下木底梁、金属底梁、金属拱形顶梁、钢筋温凝土拱形底梁和砌反拱碹、打锚杆等。1 2007年煤矿事故简要分析煤层厚度或采高大于2.类（极软类）条件：顶板、底板在放顶线应用墩柱或特种支柱就是一个很好的办法2、巷道冒顶事故的预防再根据岩层冒落高度、冒落岩块、冒顶位置相范围大小以及围岩破碎相矿压等情况，采取不同的抢救方法。地质破坏带顶板往往较破碎，容易造成漏冒，因此要特别加强支护。2007年煤矿重大瓦斯事故分类统计巷道：木棚子、砼棚子、金属棚子（可缩、刚性）、锚杆支护、锚喷支护、“锚网

41、索”支护等。影响准备巷道的瓦斯排除；预防靠煤帮附近局部漏冒的主要措施有:目前普采面支架布置方式主要有齐梁直线柱和错梁目前普采面支架布置方式主要有齐梁直线柱和错梁直线柱两种：直线柱两种：工作面的特种支架形式工作面的特种支架形式（有“记忆材料”之说）煤层倾角不同巷道破坏形式也不同。影响准备巷道的瓦斯排除；在封闭的边界条件下,小断层密集发育的地带特别是低级别压扭性断裂发育地段、压性或压扭性结构面间所夹的块段、地堑式构造的中间块断等，均易发生突出。4)旧巷(走向的或倾斜的)附近。特别重大瓦斯爆炸事故影响安全生产（破碎带、瓦斯聚集、地下水通道）类（较软类）3)尖灭构造附近。1 2007年煤矿事故简要分析

42、7)倾角大的地段。支护工作重点为“护顶”、及时支护、控顶距不宜大；1)选用合适的支护，使工作面支护系统有足够的支撑力和可缩量；19952007年全国煤矿事故死亡人数和百万吨死亡率图预防靠煤帮附近局部漏冒的主要措施有:（3）采场大冒顶的处理方法2)提高支护系统的稳定性，尤其是后排支护的稳定性，避免被推垮；预防大范围孤立顶板或孤立岩块旋转推垮型冒顶的措施有:1)老顶来压时的压垮型冒顶（注意：避免不同煤层被错接在一起）5.55.5不同顶板条件下的支护方式不同顶板条件下的支护方式 a、不稳定类的直接顶板、不稳定类的直接顶板 支护工作重点为支护工作重点为“护顶护顶”、及时支护、控顶、及时支护、控顶距不宜

43、大；距不宜大；b、稳定类以及坚硬顶板、稳定类以及坚硬顶板支护工作重点为支护工作重点为“支撑支撑”、及时支护、控顶距、及时支护、控顶距不宜太小；不宜太小；5.6 5.6 支护强度设计支护强度设计a、估算法：、估算法：单位面积的支护强度为单位面积的支护强度为4 48 8倍采高的岩石重量。倍采高的岩石重量。P=（48）M 为岩石容重为岩石容重b、实测法：、实测法：在现有回采工作面上进行矿压实测在现有回采工作面上进行矿压实测，测定出开采，测定出开采同一煤层时的初次来压和周期来压的规律以及同一煤层时的初次来压和周期来压的规律以及来压时来压时期的支柱最大压力、期的支柱最大压力、平均压力等，作为新工作面的支

44、平均压力等，作为新工作面的支护设计依据。护设计依据。5.7 5.7 极薄煤层开采要求极薄煤层开采要求 1 1）工作面采用壁式采煤方法，工作面采用壁式采煤方法，采面支采面支护后空间净高不得低于护后空间净高不得低于0.6m0.6m；2 2）采区同一翼的同一煤层内，禁止布）采区同一翼的同一煤层内，禁止布置两个以上回采工作面；置两个以上回采工作面；3 3）炮采工作面长度）炮采工作面长度不得大于不得大于80m80m；机采；机采工作面长度工作面长度不得大于不得大于100m100m；六、六、顶板事故防治顶板事故防治6.1 6.1 采场顶板事故分类采场顶板事故分类 采场顶板事故采场顶板事故按原因按原因可分为可

45、分为压垮型、漏冒型与推压垮型、漏冒型与推垮型垮型三大类。三大类。压垮型冒顶压垮型冒顶是支架支撑阻力不够导致的冒顶；是支架支撑阻力不够导致的冒顶；漏垮型冒顶漏垮型冒顶是护顶效果差导致的冒顶；是护顶效果差导致的冒顶；推垮型冒顶推垮型冒顶是采场支架稳定性差导致的冒顶。是采场支架稳定性差导致的冒顶。此外，还可能出现综合类型的冒顶。此外，还可能出现综合类型的冒顶。压垮型冒顶：原因压垮型冒顶：原因 条件：顶板、底板条件：顶板、底板 主要时间：来压、非来压主要时间：来压、非来压漏垮型冒顶漏垮型冒顶：原因原因 条件：顶板、底板条件：顶板、底板 主要时间：来压、非来压主要时间：来压、非来压推垮型冒顶推垮型冒顶：

46、原因原因 条件：顶板、底板条件：顶板、底板 主要时间：来压、非来压主要时间：来压、非来压6.2 工作面冒顶事故的基本规律工作面冒顶事故的基本规律工作冒顶基本规律有以下几点。工作冒顶基本规律有以下几点。1 1）顶板类型）顶板类型 发生冒顶工作面的发生冒顶工作面的顶板类型往往是两头大，中间顶板类型往往是两头大，中间小，小，较软的较软的(破碎或不稳定顶板破碎或不稳定顶板)和硬的和硬的(坚硬顶板和部坚硬顶板和部分稳定顶板分稳定顶板)顶板事故多，约占全部工作面顶板事故的顶板事故多，约占全部工作面顶板事故的70 70 80%80%。破碎顶板事故特点是破碎顶板事故特点是“零打碎敲零打碎敲”，一次事故伤，一次

47、事故伤亡人数虽少，但频繁发生，较难预防。它约占工作面亡人数虽少，但频繁发生，较难预防。它约占工作面顶板事故顶板事故65%65%75%75%，坚硬顶板事故特点是大面积冒落坚硬顶板事故特点是大面积冒落，往往造成一次，往往造成一次死亡死亡3 3人以上的重大恶性事故人以上的重大恶性事故 2）冒顶地点）冒顶地点 发生冒顶地点来看，发生冒顶地点来看，煤壁线、切顶线煤壁线、切顶线和和工作面端头工作面端头的事故较多的事故较多。煤壁线煤壁线附近，即在无支柱空间内的事故约占附近，即在无支柱空间内的事故约占40%40%70%70%；放顶线附近事故约占放顶线附近事故约占151530%30%；放顶线附近事故约占放顶线附

48、近事故约占151530%30%。3）支护形式与支护机械化程度）支护形式与支护机械化程度 从木支柱和金属支柱的支护形式看，木柱帽的事故从木支柱和金属支柱的支护形式看，木柱帽的事故最多。最多。以木支柱工作面每采百万吨煤死亡率为以木支柱工作面每采百万吨煤死亡率为100%100%计算，计算，则摩擦支柱，木柱帽工作面为则摩擦支柱，木柱帽工作面为90%,90%,摩擦支柱铰接顶梁摩擦支柱铰接顶梁工作面为工作面为40%40%。支护机械化程度，与顶板事故关系极大。支护机械化程度，与顶板事故关系极大。摩擦支柱工作面顶板事故比综采工作面高摩擦支柱工作面顶板事故比综采工作面高6 69 9倍，比单体液压支柱工作面高倍，

49、比单体液压支柱工作面高2 24 4倍。倍。采面顶板事故率随支护形式的改进和支护机采面顶板事故率随支护形式的改进和支护机械化程度的提高而降低。械化程度的提高而降低。4）矿压）矿压 冒顶事故多发生在冒顶事故多发生在顶板来压期间顶板来压期间，约占顶板事故，约占顶板事故总数的总数的60%60%70%70%，尤其是直接顶相老顶初次垮落时事，尤其是直接顶相老顶初次垮落时事故较多。故较多。据实测资料整理，大多数工作面据实测资料整理，大多数工作面老顶来压时的动老顶来压时的动载系数载系数为为1.21.21.81.8，坚硬顶板条件下高达，坚硬顶板条件下高达2 23 3。来压时煤壁片帮，顶板拉槽，无支柱空间局部漏来

50、压时煤壁片帮，顶板拉槽，无支柱空间局部漏顶和冒顶增多，顶板坚硬时往往大面积断裂台阶下沉骤顶和冒顶增多，顶板坚硬时往往大面积断裂台阶下沉骤增，从而多数造成推垮型事故。增，从而多数造成推垮型事故。5 5）煤层条件煤层条件 煤层倾角超过煤层倾角超过2525后，支架后，支架(柱柱)的稳定性差，顶板的稳定性差，顶板事故多。事故多。煤层厚度或煤层厚度或采高大于采高大于2.5m2.5m时时。容易发生片帮冒顶。容易发生片帮冒顶。具有具有复合顶板结构复合顶板结构的煤层顶板事故较多，且预兆不的煤层顶板事故较多，且预兆不明显。明显。厚煤层全部陷落法的下分层开采和单一煤层的仰斜厚煤层全部陷落法的下分层开采和单一煤层的