頂板災害防治

教案

（十一）第一頁，共二十六頁。頂板災害防治

■有關概念■采面冒頂事故淺析■強化采面初次放頂，杜絕較大頂板事故■加強科學管理，控制頂板事故■實施分類指導原則■冒頂事故處理要點第二頁，共二十六頁。一、有關概念1．偽頂、直接頂、老頂(見圖一)偽頂——直接位于煤層之上，厚度不大，一般約0.2~0.4m，是極易脫落的頁巖，隨落煤而掉，極難支護。直接頂——位于偽頂或煤層之上，有一層或幾層巖石組成，較易垮落，一般在回柱后，很快就會垮落

老頂——位于直接頂或煤層上方，厚度大，巖性較堅硬，呈周期性垮落。2、復合頂（詳見教案十二）第三頁，共二十六頁。

3．離層系指采面頂板發(fā)生層間脫離，從而失去了層間“控制”和依存關系。離層是采面的重大隱患之一。4．初壓、周壓初次來壓——系指老頂?shù)谝淮螖嗔芽迓洌瑥亩鴮е虏擅鎭韷旱默F(xiàn)象，叫做老頂初次來壓。

周期來壓——隨老頂周而復始的垮落，而引起采面周期來壓的現(xiàn)象，稱之為周期壓力。第四頁，共二十六頁。5．初次放頂初次放頂在此是廣義的概念，系指從切眼裝面，到初次來壓結束，這一時段，叫采面初次放頂期間。初次放頂期間是較大頂板事故多發(fā)期。務必加強“精細化”管理。6．初撐力系指人們使用升柱工具，給支柱對頂板的主動支撐力叫初撐力，它是回采工作面頂板管理最重要的一項指標。必須達標。第五頁，共二十六頁。7．阻力監(jiān)控法系指采用科學方法，對采面支柱的初撐力、工作阻力和支護質量及頂板動態(tài)進行現(xiàn)場測定與監(jiān)控的方法叫阻力監(jiān)控法，它是單體液壓支柱工作面的“支護質量與頂板動態(tài)監(jiān)控”方法的簡稱。8．支護系統(tǒng)剛度從實踐上講，系指采面支架，從支柱扎底量，到過頂材料、頂梁、支柱、柱鞋可壓縮的程度，即，頂?shù)装宓囊平浚Q支護系統(tǒng)剛度。生產(chǎn)實踐表明，其“合理剛度”應為每米采高＜100mm／m，采煤工作面的頂板將處于良好狀態(tài)。第六頁，共二十六頁。

二、采面冒頂事故概述1．分類采面冒頂事故，按頂板冒落的特點大體可分為：漏垮型、推垮型、壓垮型、其他型四大類。2．定義、特點、規(guī)律、預兆、原因和危害（1）漏垮型——系指頂板由一點突破，從小到大，直至此處漏滿堵實為止，稱之漏垮型。它多發(fā)生在“三軟”采面煤壁線的采煤工藝過程中，死者多為采煤工，屬零打碎敲的頂板事故。此類冒頂多因空頂、空幫、片幫或支護不及時所致；伴有明顯的掉渣，片幫等預兆。第七頁，共二十六頁。(a)頂板向煤壁方向壓垮前；(b)頂板向煤壁方向壓垮后；(c)頂板向采空區(qū)方向壓垮前；(d)頂板向采空區(qū)方向壓垮后（2）壓垮型

系指采面總體支護強度不夠，在老頂初壓或周壓時，將工作面壓垮。煤炭行業(yè)中此種事故較少。第八頁，共二十六頁。

（3）

推垮型冒頂系指支柱初撐力低，穩(wěn)定性差，支架沿頂板的推力方向傾倒垮頂。推垮型冒頂多發(fā)生在復合頂、偽頂、煤頂易于離層的初次放頂工作面。

垮前沒有明顯預兆，垮時，時間短、速度快、面積大、來勢猛，因而往往伴隨著多人傷亡，要嚴加防范。

它是頂板管理的難點。詳見教案十二。第九頁，共二十六頁。（4）其他型——如片幫、“草帽頂”等零星事故。綜上所述，冒頂事故的預兆主要有：

片幫、掉渣、離層，頂板來壓、斷裂、斷響，支架變形等。第十頁，共二十六頁。

三、強化采面初次放頂，杜絕較大頂板事故

1．部分礦井初放期間發(fā)生頂板事故案例（詳見教案十二）。初次放頂如此重要，應怎樣抓好呢？

2．如何抓好采面初放？事故教訓表明，必須做好以下幾項工作：

⑴技術上——要弄清地質條件和頂板類型，合理設計支護參數(shù)，使規(guī)程措施具有科學性、針對性、指導性、可行性，而不是“開工護照”，從技術上率先把好安全關。

第十一頁，共二十六頁。

⑵組織上——1983年原煤炭部規(guī)定，要成立“初次放頂領導小組”，加強領導；其主要職責是：

★檢查——采面工程質量、安全隱患、安全責任制落實情況。

★指導——對查出隱患，提出處理的意見和建議。

★監(jiān)督——跟蹤監(jiān)督重大隱患整改情況，不處理好不得離崗。

⑶管理上——要嚴格執(zhí)行三大規(guī)程和各項制度，按章作業(yè)，實施“精細化管理”，搞好工程質量，打好安全的基礎，第十二頁，共二十六頁。

⑷科學監(jiān)控上——“單體液壓支柱采面支護質量和頂板動態(tài)監(jiān)控”，簡稱“阻力監(jiān)控法”，是原淮北礦務局和中國礦業(yè)大學，共同完成的重大科研攻關課題，已獲安徽省科技進步二等獎，并納入了行業(yè)質量標準和“中國采煤方法”一書。它是我國采面頂板管理，從傳統(tǒng)的經(jīng)驗型向科學化轉變的重大突破。實踐表明它直觀簡便、易測易控，煤炭行業(yè)全面推廣應用后，收到了控制頂板事故“立竿見影”的明顯效果。所以采面初次放頂期間必須對支柱初撐力和工作阻力認真測控，務必達標，切不可搞形式主義。

第十三頁，共二十六頁。⑸落實各級安全責任制——采面在初放和正常生產(chǎn)期間，都要堅持區(qū)級干部跟班制度，并要明確安全責任制，各盡其責。⑹搞好業(yè)務保安，加強安全監(jiān)督——頂板主管處、科和安監(jiān)部門要各司其職，做好檢查、指導、監(jiān)督工作，與生產(chǎn)單位一道把好初放安全關。⑺請示匯報——若遇到生產(chǎn)單位或礦井解決不了的重大隱患或重大技術疑難問題，應立即逐級向上匯報請示，請求指導。第十四頁，共二十六頁。四、加強科學管理，控制頂板事故

1．堅持初撐力第一的觀念

（1）初撐力與頂板安全的關系我國采面支護改革，大體分為三個階段：五十～六十年代為木支護階段，支柱初撐力為0～8KN。七十～八十年代中為摩鉸支護，支柱初撐力為10～30KN。八十年代中至今為液壓支護，支柱初撐力更高。第十五頁，共二十六頁。隨著支護改革的進展，支柱初撐力的提高，采面頂板事故明顯減少。因此，堅持“主動支撐”觀念，確保支柱有足夠的初撐力，是控制采面頂板事故的關鍵，也是“阻力監(jiān)控法”的核心。據(jù)統(tǒng)計全國煤礦采面發(fā)生一次死亡3人及3人以上的較大頂板事故中：

木支護工作面共發(fā)生的起數(shù)和死亡人數(shù)雙居第一

摩擦支柱工作面居第二位。

液壓支護工作面，因支架初撐力高、穩(wěn)定好，頂板事故較少。第十六頁，共二十六頁。

（2）關于初撐力的規(guī)定

①《煤礦安全規(guī)程》對支柱初撐力有明確規(guī)定，凡有條件的，要按規(guī)程達標。對軟底，支柱初撐力達不到規(guī)定的，應編制安全措施，呈企業(yè)技術負責人審批。②淮北礦業(yè)集團指令性規(guī)定：

■復合頂板、三軟煤層、大傾角面

≥50KN

■穩(wěn)定頂板≥70KN

經(jīng)長期生產(chǎn)實踐檢驗是可行的，供借鑒。第十七頁，共二十六頁。

2．監(jiān)控兩項指標

采用阻力監(jiān)控法，主要監(jiān)控支柱初撐力和工作阻力兩項指標，其他為輔助指標。要求初撐力達標，而工作阻力則因面、因地質條件的不同而異之。第十八頁，共二十六頁。３．單體液壓支柱工作面頂板安全評判標準理論與實踐表明，其安全評判標準有三條，也可用一句話來表述，即：一個達標，兩個正常。⑴支柱初撐力和采面工程質量達標——內在質量，是安全的基礎。⑵支柱工作阻力≥初撐力，二者關系正常——揭示工作阻力和初撐力的關系。⑶支柱增阻正常——揭示支護系統(tǒng)剛度合理性及末前排與其他排支柱阻力的關系。采面只要能同時達到上述三條標準者，頂板是安全的。第十九頁，共二十六頁。

4．把握監(jiān)控要點阻力監(jiān)控法的“實施要點”是其精華所在，可概括為四句話：

■

裝面、收作期間要棵棵監(jiān)控

■初次放頂期間要強化監(jiān)控

■正常生產(chǎn)期間可選測監(jiān)控

■異常地段要重點監(jiān)控

2008年某礦采煤工作面收作時，只剩14棚未回完，發(fā)生冒頂死亡1人。

第二十頁，共二十六頁。五、實施分類指導原則

我國早在1996年就已完成了頂板的科學分類，對指導安全生產(chǎn)起到了重要作用。但現(xiàn)場對這些分類指標的測試、評判感到較繁、較難，因此在實踐中，淮北“三軟礦區(qū)”把回采工作面頂板管理大體分為四大類型：●

“復合頂”●“三軟煤層”

●“大傾角采場”

●“穩(wěn)定頂板”對四大類型，實施分類指導，收到了良好效果。第二十一頁，共二十六頁。對回采工作面支護設計分類指導原則是：

■“復合頂板”——要“支、護”兼顧，以提高“初撐力”為主，中定位布置，確保P初≥20h。■“三軟煤層”——要“支、護”兼顧，以“護”為主，中定位布置，實施“三封閉”管理。

■“大傾角采場”——要“支、護、穩(wěn)”兼顧，以“穩(wěn)”為主，實施“四封閉”管理。

■“穩(wěn)定頂板”——要“支、切、挑”兼顧，以“支”為主，后定位布置，適當架設特殊支架，實施人工強制放頂。

第二十二頁，共二十六頁。

以上指導原則，對全國煤炭行業(yè)，同類條件的頂板，均有指導和借鑒作用。采面只要能按上述要求，依靠科技進步，落實“阻力監(jiān)控”，實施科學管理，按“精細化”要求搞好工程質量，消除安全隱患，就可有效控制頂板事故，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。第二十三頁，共二十六頁。六、冒頂事故處理要點

若對冒頂事故的處理及時、得當，就會減少傷亡，降低事故損失，盡快恢復生產(chǎn)。否則可能會導致大傷亡。其“處理要點”是：

1．應立即組織現(xiàn)場搶救，同時按程序匯報，并立即啟動事故應急救援預案。2．要沉著冷靜，統(tǒng)一指揮；采取呼叫、敲擊、地音探測等方法，弄清被埋人員的數(shù)量、位置。

3．先加強周邊支架，保持后路暢通，并安專人觀察頂板。4．若有重大人員傷亡，要成立搶救指揮部。5．處理方案和支護形式應根據(jù)現(xiàn)場具體情況確定。第二十四頁，共二十六頁。處理方案：處理方案有多種，應根據(jù)現(xiàn)場具體情況優(yōu)化選用：■大揭蓋——適用于處理復合頂板推垮型冒頂。在弄清“老頂”的前提下，可以采取不支護、或簡易支護的方式處理，而不會威脅搶救人員的安全。時間就是生命；這種方式處理的快。

■架棚——適用于處理“三軟”、煤頂、假頂、直接頂?shù)牟擅婷绊斒鹿省？刹捎醚貦C道、對準被埋人員、跟頂或不跟頂、冒茬上下同步協(xié)調方式加快處理。■做小峒——適用于處理硬頂煤底、“三軟”煤底、大傾角采面煤底的冒頂事故。可以對準被埋人員、以采面底板為頂、沿煤壁