煤矿顶板事故防治讲义

安安全全第第一一是是煤煤矿矿生生产产的的一一项项基基本本方方针针，搞搞好好顶顶板板管管理理工工作作是是贯贯彻彻执执行行这这一一方方针针的的重重要要环环节节。但但是是，一一些些煤煤矿矿特特别别是是煤煤矿矿仍仍然然存存在在采采掘掘机机械械化化程程度度低低、支支护护方方式式落落后后、支支护护设设计计不不合合理理、违违章章空空顶顶作作业业等等突突出出问问题题，顶顶板板事事故故多多发发。20042008年年我我市市有有证证及及无无证证煤煤矿矿共共发发生生各各类类事事故故109起起，死死亡亡人人数数331人人，顶顶板板事事故故42起起，死死亡亡71人人，顶顶板板事事故故占占事事故故总总数数的的38.5%，死死亡亡人人数数占占死死亡亡总总人人数数的的21.5%。这这充充分分说说明明了了在在我我市市煤煤矿矿中中，顶顶板板事事故故没没有有得得到到有有效效的的控控制制，要要确确保保煤煤矿矿生生产产安安全全，加加强强顶顶板板管管理理是是杜杜绝绝安安全全生生产产事故发生的。事故发生的。一、一、矿山山压力的概念力的概念煤煤矿矿在在开开采采生生产产中中必必然然要要开开挖挖一一系系列列的的井井筒筒、巷巷道道、硐硐室室及及采采掘掘工工作作面面等等地地下下空空间间，它它们们的的开开凿凿破破坏坏了了原原始始岩岩体体内内的的应应力力平平衡衡状状态态，引引起起岩岩体体内内部部应应力力重重新新分分布布，直直至至重重新新形形成成新新的的平平衡衡状状态态为为止止。矿矿山山压压力力正正是是由由于于地地下下采采掘掘活活动动的的影影响响而而引引起起的的岩岩层层作作用用在在井井巷巷、硐硐室室和和采采掘掘工工作作面面周周围围煤煤岩岩体体中中以以及及支支护护物物上上的的各各种种力力的总称，简称矿压，也称地压。的总称，简称矿压，也称地压。第一节第一节矿山压力基础知识矿山压力基础知识在在矿山山压力力作作用用下下，会会引引起起许多多外外在在的的力力学学现象象，如如顶板板下下沉沉、底底板板鼓鼓起起、巷巷道道变形形、岩岩体体破破坏坏甚甚至至大大面面积冒冒落落、煤煤壁壁片片帮帮或或突突然然抛抛出出、支支架架变形形或或损坏坏、以以及及大大量量岩岩层移移动、地地表表塌塌陷陷等等。这些些在在矿山山压力力作作用用下下，围岩岩或或各各种种人人工工支支护物物呈呈现的的各各种种力力学学现象，象，统称称为矿山山压力力显现，简称称矿压显现。二、矿山压力分布规律二、矿山压力分布规律岩岩煤煤体体没没受受到到采采动动影影响响以以前前，岩岩煤煤体体内内的的压压力力处处于于平平衡衡状状态态，岩岩煤煤体体上上所所受受的的是是上上覆覆岩岩层层的的重重量量，也也称称为为原原岩岩应应力力。当当在在岩岩煤煤体体内内形形成成采采掘掘空空间间时时，原原岩岩应应力力的的平平衡衡状状态态被被破破坏坏，引引起起了了应应力力的的重重新新分分布布，使使采采掘掘空空间间被被原原采采掘掘物物承承受受的的载载荷荷转转移移到到周周围围支支撑撑体体上上而而形形成成的的压压力力称称为为支支撑撑压压力力。它它是是工工作作面面附附近近的的岩岩煤煤体体、煤煤柱、充填物或冒落的矸石上产生柱、充填物或冒落的矸石上产生的的应力集中现象。应力集中现象。（一）掘进工作面巷道围岩应力分布（一）掘进工作面巷道围岩应力分布巷巷道道开开掘掘后后，顶顶板板岩岩石石就就暴暴露露出出来来，如如不不进进行行支支护护，巷巷道道顶顶板板岩岩层层便便失失去去支支撑撑，开开始始弯弯曲曲下下沉沉，出出现现一一些些逐逐渐渐扩扩大大、增增多多的的纵横交错的裂缝，导致原来的整体顶板岩石破坏、冒落。这样纵横交错的裂缝，导致原来的整体顶板岩石破坏、冒落。这样由由下下往往上上、由由低低到到高高，不不断断地地破破坏坏与与冒冒落落，直直到到巷巷道道形形成成类类似似拱拱的的形形状状以以后后，顶顶板板岩岩石石才才处处于于稳稳定定状状态态。这这样样形形成成的的拱拱叫叫做做自自然然平平衡衡拱拱，如如图：图：1-1自然平衡拱自然平衡拱。自自然然平平衡衡拱拱形形成成以以后后，支支架架上上只只承承受受拱拱内内岩岩石石的的重重力力，并并达达到到稳定定，其其大大小小随随拱拱的的形形状状和和大大小小而而变，称称为拱拱形形压力力。拱拱外外岩岩石石重重量量由由拱拱承承担担，拱拱内内形形成成压力力降降低低区区，这时拱拱上上部部的的压力力由由巷巷道道两两侧的的岩岩石石来来支支承承，因因而而在在巷巷道道两两侧形形成成了了压力力升升高高区区。这时把巷道两把巷道两侧所承担的所承担的压力叫支承力叫支承压力。力。经经采采动动影影响响使使应应力力重重新新分分布布后后，作作用用在在井井巷巷周周围围岩岩体体中中及及支支护护物物上上的的力力叫叫做做巷巷道道矿矿山山压压力力，简简称称巷巷道道矿矿压压。巷巷道道矿矿压压的的大大小小主主要要受受巷巷道道所所处处深深度度、巷巷道道断断面面大大小小、地地质质构构造造、围围岩岩性性质质等等因因素的影响：素的影响：（1 1）深深度度的的影影响响。一一般般巷巷道道围岩岩中中原原岩岩应力力的的大大小小与与上上覆覆岩岩层重重量量成成正正比比，造造成成浅浅部部巷巷道道的的压力力较小小主主要要表表现在在顶板板，深深部巷道的部巷道的压力力较大，并作用于巷道四周，大，并作用于巷道四周，容易出容易出现底底臌现象。象。（2 2）巷巷道道断断面面大大小小的的影影响响。巷巷道道越越宽，所所形形成成的的自自然然越越大大，产生生的巷道的巷道矿压也越大。也越大。（3 3）地地质构构造造的的影影响响。在在向向斜斜轴、背背斜斜轴、断断层附附近近等等构构造造应力集中力集中处，矿压也越大。也越大。（4 4）围岩岩性性质的的影影响响。围岩岩强强度度的的大大小小及及稳定定程程度度是是影影响响巷巷道道矿压的的主主要要因因素素：岩岩石石坚硬硬、稳定定，则产生生的的矿压小小；岩岩石石松松软破碎、不破碎、不稳定，定，则产生的生的矿压大。大。（二）巷道（二）巷道矿压1 1顶 压掘掘进巷巷道道后后，暴暴露露出出来来的的顶板板必必然然向向下下弯弯曲曲，并并在在巷巷道道中中间弯弯曲曲较大大，在在巷巷道道两两帮帮弯弯曲曲较小小；顶板板以以及及距距顶板板较近近的的上上部部岩岩层弯弯曲曲大大，距距顶板板较远的的上上部部岩岩层弯弯曲曲小小。在在弯弯曲曲大大的的部部分分上上下下岩岩层之之间就就会会出出现裂裂隙隙，叫叫做做离离层。此此时，如如巷巷道道无无支支架架支支撑撑，裂裂隙隙和和离离层继续发展展，最最后后顶板板就就会会冒冒落落，最最后后形形成成自自然然平平衡衡拱拱。如如果果巷巷道道开开掘掘后后立立即即支支护，支支架架就就能能阻阻止止或或减减小小岩岩石石弯弯曲曲变形形和和移移动。顶板弯曲板弯曲变形和移形和移动的的岩石岩石压在支架上的力叫在支架上的力叫顶压。顶压的的大大小小决决定定于于冒冒落落拱拱的的形形状状和和大大小小，而而拱拱的的大大小小同同顶板板岩岩石石性性质和和巷巷道道宽度度有有关关。在在松松软岩岩层中中，平平衡衡拱拱一一般般为抛抛物物线形形；在在坚硬硬有有层理理岩岩石石中中，平平衡衡拱拱一一般般近近似似三三角角形形；在在中中硬硬岩岩石石中，平衡拱介于上述二者之中，平衡拱介于上述二者之间。2 2侧 压侧压是是指指巷巷道道两两帮帮岩岩体体对支支架架的的压力力。巷巷道道侧压是是由由于于两两帮帮岩岩石石或或煤煤向向巷巷道道内内挤压而而形形成成的的，其其大大小小与与两两帮帮岩岩石石性性质及及所所承承受受的的支支承承压力力的的大大小小有有关关。巷巷道道所所处深深度度越越大大，在在巷巷道道两两帮帮所所产生生的的支支承承压力力就就越越大大，两两帮帮岩岩石石破破坏坏就就越越严重重，作作用用在在支支架架上上的的压力力也也就就越越大大。而而两两帮帮岩岩石石较软或或稳定定性性较差差时，遭遭受受破破坏坏就就较严重，作用在支架上的重，作用在支架上的压力也就越大。力也就越大。一一般般巷巷道道开开掘掘后后，在在巷巷道道的的两两帮帮形形成成支支承承压力力，两两帮帮岩岩石石承承受受的的支支承承压力力超超过本本身身强强度度时，就就会会向向巷巷道道中中间挤出出。这种种变形形使使巷巷道道两两帮帮逐逐渐移移近近，如如果果巷巷道道两两帮帮不不支支护或或支支护壁壁后后的的充充填填不不密密实，变形形得得不不到到控控制制，继续发展展下下去去就就会会造造成成片片帮帮。片片帮帮后后，新新暴暴露露出出来来的的两两帮帮会会继续向向巷巷道道中中间挤出出，即即继续片片帮帮，此此时巷巷道道压力会急速增加。力会急速增加。3 3底底 压在在侧压的的作作用用下下，巷巷道道底底板板将将会会产生生向向上上的的压力力，称称为底底压。底底压会会使使底底板板岩岩层弯弯曲曲鼓鼓起起、离离层或或破破裂裂。一一般般巷巷道道往往往往不不设支支架架底底梁梁阻阻止止底底鼓鼓，仅是是靠靠底底板板岩岩层本本身身的的强强度度和和重重量量阻阻止止底底压，所所以以有有时底底板板向向上上鼓鼓起起要要比比顶板板下下沉沉、两两帮帮移移近近容容易易得得多多，也也严重得多。重得多。巷巷道道底底鼓鼓的的破破坏坏作作用用很很大大，主主要要表表现在在减减少少巷巷道道的的实际断断面面，造造成成通通风、行行人人和和运运输困困难，以以致致影影响响安安全全。底底鼓鼓破破坏坏了了底底板板的的完完整整性性，挤碎碎了了底底板板，使使支支架架两两帮帮的的柱柱腿腿容容易易插插入入底底板板，减减少少了了支支架架支支撑撑能能力力，使使顶板板下下沉沉、破破碎碎，从从而而给巷巷道道维护带来来困困难。底鼓会圾坏底鼓会圾坏轨道、道、输送机、水沟等巷道送机、水沟等巷道设施，影响生施，影响生产。第二第二节 掘掘进巷道支巷道支护在在地地下下开开掘掘巷巷道道后后，破破坏坏了了周周围岩岩体体的的应力力平平衡衡，岩岩体体就就会会向向巷巷道道空空间挤压，出出现矿山山压力力，使使井井巷巷发生生变形形甚甚至至坍坍塌塌。为了了维持持巷巷道道必必要要的的断断面面规格格，防防止止围岩岩发生生危危险的的变形形和和垮落落，保保证施施工工人人员的的安安全全，必必须设置置支支撑撑结构构物物对井井下下井井筒筒、巷巷道道和和硐室室的的巷巷道道压力力进行行支支撑撑。为抵抵抗抗巷巷道道压力力而而支支撑撑巷巷道道岩岩壁壁的的结构物称构物称为支架。支架。设置置巷道巷道支架支架的施工方法和施工的施工方法和施工过程称程称为支支护。巷巷道道支支护形形式式和和支支护材材料料的的选择应综合合考考虑巷巷道道的的用用途途，巷巷道道服服务年年限限，巷巷道道断断面面形形状状及及围岩岩压力力的的大大小小等等因因素素。常常用用的的巷巷道支道支护形式有架棚支形式有架棚支护、砌、砌碹支支护和和锚喷支支护等。等。一、架棚支一、架棚支护棚棚式式支支架架俗俗称称棚棚子子，由由一一梁梁(顶梁梁)两两柱柱(柱柱腿腿)组成成。常常用用于于巷巷道道围岩岩十十分分破破碎碎不不稳定定，不不适适宜宜采采用用锚喷支支护，而而且且巷巷道道服服务年年限限不不长(8(81 1 0 0年年)，砌砌碹又又不不合合算算的的梯梯形形断断面面的的巷巷道道。棚棚式式支支架架按按构构成成材材料料可可分分为木木支支架架、金金属属支支架架和和装装配配式式钢筋筋混混凝凝土土支支架架三三种种；按按巷巷道道断断面面形形状状可可分分为梯梯形形支支架架和和拱拱形形支支架架等等；按按支支架架结构可分构可分为刚性支架和可性支架和可缩性支架。性支架。（一）梯形支架（一）梯形支架一一般般梯梯形形支支架架由由一一梁梁两两柱柱组成成，可可采采用用木木支支架架、金金属属支支架架及及装装配配式式钢筋筋混混凝凝土土支支架架。架架设梯梯形形支支架架，应用用四四个个角角楔楔把把梁梁腿腿接接口口处（肩肩窝）与与顶板板围岩岩之之间楔楔紧。该处不不仅受受力力集集中中，并并且且要要通通过它它使使支支架架构构件件相相互互传递作作用用力力。因因此此，此此处接接合合得得是是否否紧密密，肩肩窝处处理是否得当，会直接影响整个支架的理是否得当，会直接影响整个支架的稳定性。定性。1.1.木支架木支架木木支支架架按按照照顶梁梁与与柱柱腿腿的的连接接形形式式有有亲口口棚棚子子和和鸭嘴嘴棚棚子子两两种种。亲口口棚棚子子顶梁梁和和柱柱腿腿的的联接接为相相互互咬咬合合的的亲口口接接合合形形式式，这种种方方法法最最简单，可可以以在在各各种种地地压条条件件下下使使用用。鸭嘴嘴棚棚子子顶梁梁和和柱柱腿腿的的连接接是是采采用用相相互互搭搭接接的的鸭嘴嘴式式接接合合形形式式，只只能能承承受受来来自自顶板板方向的方向的压力，而且柱腿容易劈裂，很少使用。力，而且柱腿容易劈裂，很少使用。2 2金属支架金属支架金金属属支支架架具具有有坚固固、耐耐用用、防防火火、架架设方方便便，可可制制成成各各种种构构件件，可可回回收收复复用用等等优点点。金金属属梯梯形形支支架架有有梯梯形形刚性性支支架架和和梯梯形形可可缩性支架两种性支架两种类型，一般多用梯形型，一般多用梯形刚性支架。性支架。3 3装配式混凝土支架装配式混凝土支架装装配配式式混混凝凝土土支支架架简称称钢筋筋混混凝凝土土支支架架，适适应于于地地压稳定定、断断面面小小于于12m12m的的巷巷道道，但但应避避免免用用于于受受采采动影影响响的的巷巷道道。钢筋筋混混凝土支架可分凝土支架可分为普通混凝土支架普通混凝土支架和和预应力混凝土支架力混凝土支架现两两类。(二二)拱形支架拱形支架金金属属拱拱形形支支架架可可分分为两两类，即即普普通通金金属属拱拱形形支支架架和和U U型型钢拱拱形形支支架架。普普通通金金属属拱拱形形支支架架多多采采用用工工字字钢、矿用用工工字字钢或或轻型型钢轨制制造造，没没有有可可缩性性，一一般般仅作作巷巷道道临时支支护或或与与锚喷支支护巷巷道道联合合支支护用用。U U型型钢拱拱形形支支架架采采用用U U型型钢制制造造，具具有有可可缩性性，多多用用于地于地压大，受采大，受采动影响影响显著的采区巷道。著的采区巷道。二、砌二、砌碹支支护砌砌碹支支护是是以以料料石石、砌砌块为主主要要原原料料，以以水水泥泥砂砂浆胶胶结，或或以以混混凝凝土土现场浇灌灌而而成成的的连续体体支支护。砌砌碹支支护对围岩岩能能够起起到到防防止止风化化的的作作用用，具具有有坚固固、耐耐久久、防防火火、阻阻水水、通通风阻阻力力小小、材材料料来来源源广广、便便于于就就地地取取材材等等优点点。缺缺点点是是施施工工复复杂，劳动强强度度大大，成成本本高高，进度度慢慢。一一般般使使用用在在巷巷道道服服务年年限限超超过1010年年以以上上，围岩岩十十分分破破碎碎同同时很很不不稳定定，且且有有大大面面积淋淋水水和和部部分分淋淋水水，及及水水质有化学腐有化学腐蚀的地段。的地段。三、三、锚喷支支护锚喷支支护是是锚杆杆支支护、锚杆杆与与喷浆以以及及喷射射混混凝凝土土联合合支支护的的总称称。锚喷支支护适适用用于于除除围岩岩很很破破碎碎、地地压极极不不稳定定的的地地段段之之外的所有井筒和巷道中。外的所有井筒和巷道中。（一）（一）锚杆支杆支护锚杆杆支支护就就是是在在巷巷道道掘掘进后后，先先向向围岩岩打打眼眼，在在眼眼孔孔内内锚入入锚杆杆，把把巷巷道道围岩岩予予以以加加固固，充充分分利利用用围岩岩自自身身的的强强度度，从从而而达达到支到支护巷道的目的。巷道的目的。锚杆杆不不同同于于一一般般的的支支架架，它它不不只只是是消消极极地地承承受受巷巷道道围岩岩所所产生生的的地地压和和阻阻止止破破碎碎岩岩石石的的冒冒落落，而而是是通通过锚入入围岩岩内内的的锚杆杆来来改改变围岩岩本本身身的的力力学学状状态，在在巷巷道道周周围形形成成一一个个整整体体而而稳定定的的岩岩石石带，使使锚杆与杆与围岩共同作用而达到支岩共同作用而达到支护巷道的目的。巷道的目的。（二二）喷射混凝土支射混凝土支护 喷射射混混凝凝土土是是将将水水泥泥、砂砂、石石按按一一定定比比例例混混合合搅拌拌后后，送送入入混混凝凝土土喷射射机机中中，用用压缩空空气气将将干干拌拌合合料料送送到到喷头处，在在喷头的的水水环处加加水水后后，高高速速喷射射到到巷巷道道围岩岩表表面面，从从而而起起到到支支护作作用用的的一一种种支支护形形式式和和施施工工方方法法。这是是一一种种不不用用模模板板，没没有有浇注注和和捣固固工工序序的的快快速速、高高效效的的混混凝凝土土施施工工工工艺，具具有有及及时、密密贴、早早强强、封封闭的特点。的特点。根根据据使使用用机机具具或或施施工工方方法法的的不不同同，喷射射混混凝凝土土大大致致可可分分为干干式式喷射法、半湿式射法、半湿式喷射法和湿式射法和湿式喷射法。射法。(三三)锚喷联合支合支护1 1锚杆杆喷射混凝土支射混凝土支护对比比较破破碎碎的的、节理理裂裂隙隙发育育比比较明明显的的岩岩层，巷巷道道掘掘进后后围岩岩稳定定性性较差差，容容易易出出现局局部部或或大大面面积冒冒落落，一一般般应采采用用锚杆杆喷射射混混凝凝土土支支护。这种种支支护方方式式既既能能充充分分发挥锚杆杆的的作作用用，又又能能充充分分发挥喷射射混混凝凝土土的的作作用用。两两种种作作用用相相结合合，有有效效地地改改进了了支支护的效能，因而得到广泛的效能，因而得到广泛应用。用。一一般般情情况况下下，爆爆破破后后应首首先先及及时初初喷混混凝凝土土封封闭围岩岩，紧接接着打注着打注锚杆，随后在一定距离内复杆，随后在一定距离内复喷到到设计厚度。厚度。2 2锚杆杆喷射混凝土金属网射混凝土金属网联合支合支护对于于特特别松松软破破碎碎的的断断层带，或或围岩岩稳定定性性差差，或或受受爆爆破破震震动较大大的的巷巷道道，宜宜选用用锚、喷、网网联合合支支护。设置置金金属属网网的的主主要要作作用用是是防防止止收收缩而而产生生裂裂隙隙，抵抵抗抗震震动，使使混混凝凝土土应力力均均匀匀分分布布，避避免免局局部部应力力集集中中，提提高高喷射射混混凝凝土土支支护能能力力。金金属属网网用用托托板板固固定定或或绑扎扎在在锚杆杆端端头，为便便于于施施工工和和避避免免喷射射混混凝凝土土时金金属属网网背背后后出出现空空洞洞，金金属属网网格格不不应小小于于200mm200mm200mm200mm。喷射射厚厚度度一一般般不不应小小于于100mm100mm，以以便便将将金金属属网网全全部部覆覆盖盖住住，并并使使金金属属网网至至少少有有20mm20mm厚的保厚的保护层。3 3钢架架喷射混凝土射混凝土联合支合支护在在软岩岩巷巷道道中中，掘掘进后后先先架架设钢架架，允允许围岩岩收收敛变形形，基基本本稳定定后后再再进行行喷射射混混凝凝土土支支护，把把钢架架喷在在里里面面，有有时也也打打一一些些锚杆杆，控控制制围岩岩变形形。这样，钢架架自自身身仍仍保保持持相相当当的的支支护能能力力，同同时，被被喷射射混混凝凝土土裹裹住住后后又又起起到到了了“钢筋筋加加固固”的的作作用用，而而喷射射混混凝凝土土层具具有有一一定定的的柔柔性性，对围岩岩基基本本稳定定后后的的变形形量量也也可可以以适适应。一、掘一、掘进工作面工作面顶板管理的主要内容板管理的主要内容(1)(1)掌掌握握巷巷道道开开掘掘后后围岩岩体体的的范范围及及围岩岩应力力分分布布情情况况。根根据据影影响响巷巷道道围岩岩应力力的的因因素素：围岩岩的的性性质、巷巷道道所所处的的深深度度、巷巷道道周周围的的地地质构构造造、水水文文变化化、巷巷道道的的断断面面形形状状尺尺寸寸等等，了了解解围岩岩应力力分分布布情情及及在在此此应力力作作用用下下围岩岩的的变形形和和位位移移后后，才才能能选择合适的支合适的支护材料、支材料、支护形式，达到形式，达到维护巷道的目的。巷道的目的。(2)(2)从从有有利利于于巷巷道道围岩岩的的稳定定性性出出发，合合理理选择巷巷道道的的施施工工方法，减少各工序方法，减少各工序对顶板管理的影响。板管理的影响。(3)(3)按按作作业规程程规定定控控制制工工作作面面空空顶距距离离和和临时支支护的的长度度，尽可能尽可能缩短工作面空短工作面空顶时间和和临时支支护巷道的巷道的长度。度。(4)(4)施工中，做好基施工中，做好基础资料的料的积累和累和隐蔽工程的蔽工程的记录工作。工作。第第三三节节掘进工作面顶板管理掘进工作面顶板管理二、巷道掘二、巷道掘进期期间日常日常顶板管理工作板管理工作(1)(1)敲敲帮帮问顶。上上班班进入入工工作作面面，打打眼眼放放炮炮前前均均应敲敲帮帮问顶，处理理隐患，排除不安全因素后再作患，排除不安全因素后再作业。(2)(2)控控制制工工作作面面空空顶距距离离，超超过规定定的的空空顶距距应先先支支护后后掘掘进。(3)(3)单孔孔长距距离离掘掘进，要要经常常检查工工作作面面后后方方支支架架的的情情况况，发现断断梁梁折折腿腿或或变形形严重重的的支支架架，应加加固固修修复复。修修复复巷巷道道时，修修复复地地点点以以里里的的人人员应全全部部撤撤出出，预防防冒冒顶堵堵人人。工工作作面面因因放放炮崩倒的棚子炮崩倒的棚子应由外向里逐架扶棚复位。由外向里逐架扶棚复位。(4)(4)熟熟悉悉掘掘进巷巷道道出出现冒冒顶事事故故的的原原因因，加加强强日日常常检查，采采用用针对性措施，性措施，预防冒防冒顶片帮事故的片帮事故的发生。生。三、三、顶板管理的板管理的针对性措施性措施1 1新掘巷道新掘巷道应制定的开口安全措施制定的开口安全措施(1)(1)开开掘掘地地点点要要选在在顶板板稳定定，支支护完完好好的的地地段段,并并且且避避开开地地质构造区、构造区、压力集中区、力集中区、顶板冒落区。板冒落区。(2)(2)新新掘掘巷巷道道与与原原有有巷巷道道的的方方位位要要保保持持较大大的的夹角角(最最好好大大于于45)45)。(3)(3)必必须加加固固好好开开掘掘处及及其其附附近近的的巷巷道道支支架架，若若近近处有有空空顶空空帮帮情情况况，小小范范围的的可可加加密密支支架架，背背好好帮帮顶；大大范范围的的应用用木木垛接接顶处理，同理，同样用背板背好打用背板背好打紧。(4)(4)新新巷巷开开掘掘施施工工，要要浅浅打打眼眼、少少装装药、放放小小炮炮，或或用用手手镐挖掘的方法，尽量避免震挖掘的方法，尽量避免震动围岩或因放炮引起冒岩或因放炮引起冒顶。(5)(5)新新巷巷开开掘掘处要要及及时进行行支支护，尽尽量量缩短短顶板板暴暴露露时间和和减小暴露面减小暴露面积。2 2沿空掘巷沿空掘巷顶板破碎板破碎时的的顶板管理措施板管理措施(1)(1)避避开开动压影影响响，巷巷道道施施工工必必须在在上上区区段段回回采采工工作作结束束，待岩待岩层活活动完全完全稳定后再定后再进行。行。(2)(2)尽尽量量减减小小掘掘进时的的空空顶面面积。放放炮炮前前支支架架紧跟跟到到工工作作面面，放放炮炮后后及及时架架设支支架架。要要减减少少装装药量量，避避免免对顶板板的的震震动。如如果放炮果放炮难以控制和管理以控制和管理顶板，改用手板，改用手镐方法掘方法掘进。(3)(3)巷巷道道支支架架要要加加密密，同同时将将下下帮帮腿腿与与底底板板的的夹角角缩小小，将将顶帮用木板等背帮用木板等背严接接实。(4)(4)擦擦边掘掘进时，如如遇遇上上区区段段巷巷道道的的棚棚腿腿外外露露时，其其下下帮帮棚棚腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到挡矸帘的作用。矸帘的作用。3 3有淋水的工作面有淋水的工作面顶板管理措施板管理措施掘掘进工工作作面面有有淋淋水水时，要要通通过水水文文地地质工工作作，弄弄清清水水的的来来源源，掌掌握握水水量量的的变化化，再再根根据据实际条条件件分分别采采用用预注注浆封封水水、快快硬硬砂砂浆堵堵水水、截截水水槽槽或或截截水水棚棚截截水水等等方方法法将将水水引引离离工工作作面面。有有淋淋水水的的地地段段，要要加加大大支支架架密密度度，背背严帮帮顶，提提高高支支架架的的稳定定性，防止冒性，防止冒顶事故的事故的发生。生。4 4过断断层、裂隙地、裂隙地质构造构造带的的顶板管理措施板管理措施(1)(1)采用架棚支采用架棚支护时，棚距要，棚距要缩小，提高支小，提高支护应变能力。能力。(2)(2)棚棚梁梁方方向向尽尽量量正正交交节理理面面架架设，增增大大支支架架密密度度，减减少少空空顶距离，永久支架要距离，永久支架要紧跟工作面，背帮背跟工作面，背帮背顶要要严实。(3)(3)采用砌采用砌碹支支护时，每次掘砌，每次掘砌长度不大于度不大于1 m1 m。(4)(4)顶板特板特别破碎破碎时需采用超前支需采用超前支护的的办法管理法管理顶板。板。第四第四节巷道巷道顶板事故的板事故的预防与防与处理理巷巷道道顶板板事事故故形形式式多多种种多多样，发生生的的条条件件也也各各不不相相同同，但但它它们在在某某些些方方面面存存在在着着共共同同点点。根根据据这些些事事故故发生生的的原原因因与与条条件，可以制定出防范件，可以制定出防范顶板事故板事故发生的相生的相应措施。措施。一、一、巷道巷道顶板事故的板事故的发生原因及生原因及预防措施防措施根根据据巷巷道道顶板板事事故故发生生的的力力学学原原因因，可可以以把把巷巷道道顶板板事事故故分分为压垮型型冒冒顶、漏漏垮型型冒冒顶和和推推垮型型冒冒顶三三个个类型型。巷巷道道顶板板事事故故多多发生生在在掘掘进工工作作面面及及巷巷道道交交叉叉点点，巷巷道道顶板板死死亡亡事事故故8080以上是以上是发生在生在这些地点。些地点。1 1、掘掘进工作面冒工作面冒顶事故的原因及事故的原因及预防措施防措施掘掘进工工作作面面冒冒顶的的原原因因有有两两类：第第一一，掘掘进破破岩岩后后，顶部部存存在在将将与与岩岩体体失失去去联接接的的岩岩块，如如果果支支护不不及及时，该岩岩块可可能能与与岩岩体体完完全全失失却却联接接而而冒冒落落；第第二二，掘掘进工工作作面面附附近近已已支支护部部分分的的顶部部存存在在与与岩岩体体完完全全失失去去联接接的的岩岩块，一一旦旦支支护失失效效，就就会冒落造成事故。会冒落造成事故。在在断断层、褶褶曲曲等等地地质构构造造破破碎碎带掘掘进巷巷道道时顶部部浮浮石石的的冒冒落落，在在层理理裂裂隙隙发育育的的岩岩层中中掘掘进巷巷道道时顶板板冒冒落落等等，都都属属于于第第一一类型型的的冒冒顶。因因放放炮炮不不慎慎崩崩倒倒附附近近支支架架而而导致致的的冒冒顶，因因接接顶不不严实而而导致致岩岩块砸坏坏支支架架的的冒冒顶则属属于于第第二二种种类型型的的冒冒顶。此此外外，两两种种类型型的的冒冒顶可可能能同同时发生生，如如掘掘进工工作作面面无无支支护部分片帮冒部分片帮冒顶推倒附近支架推倒附近支架导致更大范致更大范围的冒的冒顶。预防掘防掘进工作面冒工作面冒顶事故的措施如下：事故的措施如下：(1)(1)掘掘进工工作作面面严禁禁空空顶作作业，严格格控控制制空空顶距距。当当掘掘进工工作作面面遇遇到到断断层、褶褶曲曲等等地地质构构造造带或或层理理裂裂隙隙发育育的的岩岩层时，棚子棚子应紧靠掘靠掘进工作面。工作面。(2)(2)严格格执行行敲敲帮帮问顶制制度度，危危石石必必须挑挑下下，无无法法挑挑下下时应采取采取临时支撑措施，支撑措施，严禁空禁空顶作作业。(3)(3)采采用用前前探探梁梁金金属属支支架架等等临时支支护措措施施，使使工工人人在在有有顶板板有防有防护的条件下作的条件下作业，防止冒，防止冒顶伤人。人。(4)(4)根根据据顶板板条条件件变化化，采采取取相相应的的支支护形形式式，并并应保保证支支护质量量。架架棚棚支支护冒冒顶区区及及破破碎碎带必必须背背严接接实，必必要要时要要挂挂网防止漏空。网防止漏空。2 2巷道交岔点巷道交岔点处冒冒顶事故的原因及事故的原因及预防措施防措施巷巷道道交交岔岔点点冒冒顶事事故故往往往往发生生在在巷巷道道开开口口的的时候候。因因为交交岔岔点点位位置置处在在原原巷巷道道应力力重重新新分分布布后后的的支支承承应力力区区，受受力力复复杂，同同时，如如果果开开口口处顶部部存存在在与与岩岩体体失失去去联接接的的岩岩块，则可可能能在在掘掘进时就就发生冒生冒顶。预防交岔点冒防交岔点冒顶的措施如下：的措施如下：(1)(1)开口开口应避开原来巷道冒避开原来巷道冒顶的范的范围。(2)(2)交交岔岔点点抬抬棚棚的的架架设应有有足足够的的强强度度，并并与与邻近近支支架架联接接成一个整体。成一个整体。(3)(3)交岔点交岔点锚喷支支护时，使用加，使用加长或全或全锚式式锚杆。杆。(4)(4)全全锚支支护的的采采区区巷巷道道交交岔岔点点应缩小小锚杆杆间距距，并并使使用用小小孔径孔径锚索索补强强。3 3压垮型冒型冒顶的原因及的原因及预防措施防措施压垮型型冒冒顶是是因因巷巷道道顶板板或或围岩岩施施加加给支支架架的的压力力过大大，损坏了支架，坏了支架，导致巷道致巷道顶部的岩部的岩块冒落，从而形成事故。冒落，从而形成事故。根据根据压垮型冒型冒顶的原因，可以采取以下防治措施：的原因，可以采取以下防治措施：(1)(1)巷巷道道应布布置置在在稳定定的的岩岩体体中中，并并尽尽量量避避免免采采动的的不不利利影影响。响。(2)(2)巷道支架巷道支架应有足有足够的支撑的支撑强强度以抵抗度以抵抗围岩岩压力。力。(3)(3)巷巷道道支支架架所所能能承承受受的的变形形量量，应与与巷巷道道使使用用期期间围岩岩可可能的能的变形量相适形量相适应。(4)(4)尽尽可可能能做做到到支支架架与与围岩岩共共同同承承载。支支架架施施工工时，要要严格格按按工工程程质量量要要求求进行行，并并特特别注注意意顶与与帮帮的的背背严背背实问题，杜杜绝支架与支架与围岩岩间的空的空顶与空帮与空帮现象。象。4 4漏漏垮型冒型冒顶的原因及的原因及预防措施防措施漏漏垮型型冒冒顶是是因因无无支支护巷巷道道或或支支护失失效效巷巷道道顶部部存存在在游游离离岩岩块，这些岩些岩块在重力作用下冒落，形成事故。在重力作用下冒落，形成事故。预防漏防漏垮型冒型冒顶的措施如下：的措施如下：(1)(1)掘掘进工作面放炮后工作面放炮后应立即立即进行行临时支支护，严禁空禁空顶作作业。(2)(2)凡凡因因支支护失失效效而而空空顶的的地地点点，重重新新支支护时应先先护顶，再再施工。施工。(3)(3)巷道替巷道替换支架支架时，必，必须先支新支架，再拆旧支架。先支新支架，再拆旧支架。(4)(4)锚杆杆支支护巷巷道道应及及时施施工工；施施工工前前应先先清清除除危危石石，成成巷巷后要定期后要定期检查危石并及危石并及时处理。理。5 5推推垮型冒型冒顶的原因及的原因及预防措施防措施推推垮型型冒冒顶是是因因为巷巷道道顶帮帮岩岩体体破破碎碎，在在其其运运动过程程中中存存在在平平行行巷巷道道轴线的的分分力力，如如果果这部部分分巷巷道道支支架架的的稳定性不定性不够，可能被推倒冒，可能被推倒冒顶，从而形成事故。，从而形成事故。预防防推推垮型型冒冒顶的的主主要要措措施施是是提提高高支支架架的的稳定定性性，可可以以在在巷巷道道的的支支架架之之间用用撑撑木木或或拉拉杆杆连接接固固定定，增增加加支支架架的的稳定定性性，以以防防推推倒倒。在在倾斜斜巷巷道道中中架架设支支架架应有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道辅线方向的分力。方向的分力。二、二、巷道巷道顶板事故板事故原因分析及防治措施原因分析及防治措施近近年年来来，随随着着高高档档普普采采和和综采采的的逐逐步步发展展，回回采采工工作作面面顶板板事事故故率率逐逐步步下下降降，而而巷巷道道顶板板事事故故则相相对上上升升，因因此此探探讨巷巷道道顶板板事事故故的的成成因因和和相相应的的防防治治措措施施，减减少少巷巷道道顶板板事事故故已已成成为当当务之急。之急。1 1、巷道、巷道顶板事故的种板事故的种类巷巷道道顶板板事事故故按按围岩岩结构构及及冒冒落落特特征征分分为以以下下几几类：镶嵌嵌型型围岩岩坠矸矸事事故故；离离层型型围岩岩片片帮帮冒冒顶事事故故；松松散散破破碎碎围岩岩塌塌漏漏抽抽冒冒事事故故；块状状围岩岩断断裂裂冒冒顶事事故故；软岩岩膨膨胀变形形毁毁巷事故。巷事故。22、巷道、巷道顶板事故的原因分析板事故的原因分析1 1）镶嵌型嵌型围岩岩坠矸事故原因分析矸事故原因分析（1 1）开开工工前前或或放放炮炮后后，在在无无支支护空空顶区区，敲敲帮帮问顶和和找找掉掉不不及及时、不不彻底底或或违章章操操作作，对隐性性镶嵌嵌型型顶板板未未发现或或未未采采取有效措施。取有效措施。（2 2）空空顶范范围大大，空空顶距距离离超超过作作业规程程规定定。当当工工作作面面节理裂隙理裂隙发育育时，未采取有效措施。，未采取有效措施。（3 3）在在炮炮掘掘工工作作面面，尤尤其其在在大大断断面面巷巷道道或或交交叉叉点点，炮炮眼眼布布置不合理，装置不合理，装药量量过大，崩倒或崩歪迎大，崩倒或崩歪迎头支架。支架。（4 4）在在机机掘掘工工作作面面，由由于于断断面面大大，进度度快快，空空顶面面积迅迅速速增增大大，受受采采动支支撑撑压力力和和冲冲击地地压等等外外力力影影响响，大大型型镶嵌嵌型型坠矸在空矸在空顶区失区失稳坠落，甚至推落，甚至推垮不不稳定的迎定的迎头支架。支架。2 2）离离层型型围岩片帮冒岩片帮冒顶事故原因分析事故原因分析（1 1）工工作作面面出出现“伞檐檐”离离层断断裂裂向向下下方方自自由由空空间滑滑移移导致劈帮。致劈帮。（2 2）锚喷巷巷道道封封闭锚喷不不及及时或或质量量不不符符合合要要求求，巷巷道道受淋水、放炮震受淋水、放炮震动等外在因素影响，等外在因素影响，围岩岩风化剥落。化剥落。（3 3）空空顶面面积大大，无无超超前前支支护，迎迎头支支架架不不及及时或或架架设质量量差差；拱拱型型金金属属支支架架卡卡缆螺螺母母扭扭矩矩小小，支支撑撑力力不不足足，整整体体性性差差。33）松散破碎松散破碎围岩塌漏抽冒事故原因分析岩塌漏抽冒事故原因分析（1 1）在在空空顶区区，由由于于空空顶范范围大大，破破碎碎围岩岩悬露露时间长，支支护未跟到迎未跟到迎头，造成迎，造成迎头塌漏抽冒。塌漏抽冒。（2 2）在在迎迎头支支护区区，由由于于放放炮炮崩崩倒倒迎迎头支支架架而而塌塌冒冒，或或支支架未插架未插严背背实，造成空，造成空顶虚帮。虚帮。（3 3）在在地地质作作用用破破碎碎带、采采掘掘影影响响破破碎碎区区，巷巷道道穿穿过老老巷巷或或松松软厚厚煤煤层、巷巷道道维修修及及收收尾尾回回撤撤支支架架区区，未未采采取取有有效效的的安安全措施，造成塌漏抽冒事故。全措施，造成塌漏抽冒事故。（4 4）在在巷巷道道交交叉叉点点及及贯通通点点，因因巷巷道道支支撑撑压力力集集中中叠叠加加，抬抬棚棚上上方方直直接接顶冒冒落落范范围及及高高度度扩大大；抬抬棚棚架架设质量量及及材材质不不合格或合格或长期失修。期失修。33、巷道巷道顶板事故的防治措施板事故的防治措施由由于于巷巷道道顶板板事事故故的的原原因因不不同同，为了了有有效效防防止止事事故故的的发生，必生，必须根据不同根据不同类型事故有型事故有针对性地采取措施。性地采取措施。11）镶嵌型嵌型围岩岩坠矸事故的防治措施矸事故的防治措施根据此根据此类顶板事故的特点，板事故的特点，应采取如下防治措施：采取如下防治措施：（1 1）开开工工前前、班班中中及及放放炮炮后后，坚持持按按操操作作规程程敲敲帮帮问顶，发现危岩随危岩随时找掉。找掉。（2 2）改改进人人工工敲敲帮帮问顶和和找找掉掉方方法法，研研制制测定定“危危岩岩”稳定性的声振定性的声振谱发射射仪和安全找掉工具。和安全找掉工具。（3 3）根根据据围岩岩性性质、掘掘进工工艺和和支支护形形式式，确确定定合合理理的的空空顶距离。距离。（4 4）炮炮掘掘工工作作面面应严格格按按钻眼眼爆爆破破图表表施施工工。放放炮炮前前加加固固迎迎头支架，放炮后及支架，放炮后及时支架。支架。2 2）离离层型型围岩片帮冒岩片帮冒顶事故的防治措施事故的防治措施此此类事事故故多多发生生在在围岩岩层理理极极其其发育育、围岩岩风化化及及空空顶面面积过大条件下，主要大条件下，主要应采取以下措施；采取以下措施；（1 1）易易风化化剥剥落落的的巷巷道道，应在在一一昼昼夜夜内内封封闭锚喷到到迎迎头，封封闭喷浆厚度至少厚度至少20mm20mm。（2 2）合合理理确确定定空空顶距距离离及及超超前前支支护形形式式。在在炮炮掘掘工工作作面面，应根根据据围岩岩条条件件和和永永久久支支护形形式式，采采用用穿穿梁梁超超前前支支护、固固定定前前探探梁梁或或铰接接前前探探梁梁支支护、托托钩架架梁梁无无腿腿棚棚支支护或或锚杆杆超超前前支支护等形式。在机掘工作面，等形式。在机掘工作面，应发展配套的液展配套的液压迈步前移超前支架。步前移超前支架。（3 3）合合理理选择巷巷道道位位置置及及掘掘进时间，根根据据离离层型型围岩岩特特征征，采用适采用适应的的锚杆支杆支护或金属拱型可或金属拱型可缩性支架。性支架。3 3）松散破碎松散破碎围岩塌漏抽冒事故的防治措施岩塌漏抽冒事故的防治措施（1 1）炮炮掘掘工工作作面面采采用用对围岩岩震震动较小小的的掏掏槽槽方方法法，控控制制装装药量及放炮量及放炮顺序。序。（2 2）根根据据不不同同情情况况，采采用用超超前前支支护、留留中中心心垛掘掘进法法、短短段段掘掘砌砌法法、超超前前导峒峒法法等等少少暴暴露露破破碎碎围岩岩的的掘掘进和和支支护工工艺，缩短短围岩暴露岩暴露时间，尽快将永久支，尽快将永久支护紧跟到迎跟到迎头。（3 3）根根据据围岩岩性性质、巷巷道道服服务年年限限及及用用途途，合合理理选择不不同同的永久性支的永久性支护形式。形式。（4 4）采用）采用围岩固岩固结及冒落空及冒落空间充填新技充填新技术通通过的破碎的破碎带。（5 5）维修修老老巷巷时，必必须从从有有安安全全出出口口及及支支架架完完好好的的地地方方开开始始。在在斜斜巷巷及及立立眼眼维修修时，必必须架架设安安全全操操作作平平台台，加加固固眼眼内内支架，保支架，保证行人及煤矸溜放行人及煤矸溜放畅通。通。