煤礦頂板管理及事故的預兆、預防和處理安全技術措施
劉士平
簡要描述頂板事故的分類，產生的原因、預兆、預防及處理方法。
礦井在開采過程中采掘工作面或已掘的巷道內所發生的冒頂、片幫、掉矸等造成的人身傷亡和生產事故統稱為頂板事故。
頂板事故是煤礦五大災害之一，掌握冒頂事故的預兆及其預防措施是煤礦安全生產的重要保證。頂板事故對礦井安全生產危害性極大，據統計冒頂事故所占的比例占其他事故的60%以上，傷亡人數40%左右。因此我們必須掌握煤礦安全冒頂事故的原因、預兆，研究有效預防措施，以降低煤礦頂板事故的發生，保證煤礦的安全生產。
第一節 頂板事故分類
一、頂板的分類
1、偽頂：直接位于煤層之上較薄的軟巖層。通常是泥質頁巖、泥巖，富含植物化石，在采煤時隨落煤面垮落，不易支護，容易影響煤質。
2、直接頂：位于偽頂或煤層(無偽頂時)之上的泥巖、頁巖、粉砂巖或細砂巖，具有一定的穩定性，它隨回柱面垮落。
3、老頂(基本頂)：位于直接頂(無直接頂時)之上較堅硬的巖層，多為砂巖、礫巖、石灰巖，它能在采空區較長時間內維持很大面積不垮落。
二、頂板事故的分類
1、按造成冒頂的力源及施力方向分
①壓垮型冒頂
因支護強度不足，頂板來壓時壓垮支架而造成的冒頂事故。
②漏垮型冒頂
由于頂板破碎，支護不嚴而引起的頂板巖石冒落的冒頂事故。
③推垮型冒頂
因復合型頂板條件下或大塊游離頂板作用使大量支架傾斜而造成的冒頂。
2、按冒頂的范圍分
①局部冒頂
指頂板冒落范圍不大，傷亡人數不多(1-2人)的冒頂。實際生產中局部冒頂的次數遠大于大型冒頂，約占采面頂板事故的70%，危害也比較大。
②大型冒頂
指冒頂范圍較大，傷亡人數多，而且來勢兇猛，處理起來難度較大的冒頂。
第二節 工作面冒頂事故的基本規律
一、事故頻率
頂板破碎或不穩定頂板事故多，約占全部工作面頂板事故的70%-80%。中等穩定和部分穩定頂板事故少，約占全部工作面頂板事故的20%-30%，堅硬頂板事故冒落面積大，往往造成重大惡性事故。
二、冒頂地點
大多發生在煤壁線、切頂線和工作面端頭附近地點。
三、支護形式和機械化程度
安全狀況：綜合機械化采煤>普通機械化采煤>高檔炮采>炮采
四、頂板來壓
冒頂事故多發生在頂板來壓期間，約占頂板事故的60%-70%，尤其在直接頂和老頂來壓期間事故更多。
五、煤層條件
煤層傾角越大，煤層厚度越厚，其事故發生頻率越高，復合煤層頂板的事故率超過簡單構造煤層事故率。
六、回采工序
回柱放頂事故率約占30%-50%，且炮采和普采采煤最后回柱的瞬間發生事故的概率較高。
七、地質構造
頂底板起伏不平或大采高很容易造成片幫和推倒支架，斷層破碎帶容易發生冒頂。
第三節 冒頂的預兆、原因、防治措施
一、冒頂的預兆
在頂板事故發生前一般都有預兆，這些預兆可分為以下幾個方面：
1、聲音方面的預兆：老頂斷裂時會發出鳴炮聲、悶雷聲，在老頂的壓力下直接頂破碎、發出破裂聲，支護設備有劈裂聲。
2、直接頂上的預兆：在壓力作用下直接頂下沉速度加快，下沉量增大，直接頂裂隙條數增多并加寬，出現掉渣、“下矸石雨”現象，頂板彎曲下沉。
3、支護設備上的預兆：在壓力作用下，采掘空間的支柱受力增大出現鉆底。活柱下縮速度加快，下縮量加大現象，有時支柱被壓裂、壓斷或有支柱整體向一側傾斜。
4、煤壁上的預兆：煤壁在壓力作用下被壓酥，出現片幫速度加快，片幫量加大現象。
5、壓力顯現預兆：地板鼓起、瓦斯增大、淋水增大。
二、冒頂的原因
1、因作用在支架上的載荷過大引起的冒頂。
①由于巖石容重過大;
②由于煤層厚度增大;
③由于采空區矸石墊形成緩慢;
④由于采空區充填不滿;
⑤由于覆蓋巖層的巖石自承能力降低;
⑥由于采空區冒落矸石碎漲系數小。
2、因臨近巖石的滑動而引起的頂板冒落
①由于巖石容重增大;
②由于頂板或地板地質構造的變化;
③由于巖石傾角的意外變化;
④由于裂隙的摩擦系數減少。
3、因支護不及時引起的頂板冒落
①在時間上(如：支架性能不合適，地板突然破壞);
②在空間上(如：傾斜工作面因矸石下滑面推到支架，煤壁附近頂板支護不好，偏心載荷作用在支架上，頂梁與頂板接觸不好)。
4、因煤壁片幫引起的頂板冒落
①由于重力(如：工作面片幫、煤壁向傾斜方向下滑);
②由于煤層開采釋放的各種力(如煤巖突出);
③由于煤層內瓦斯壓力所作用的力(如：煤和瓦斯突出)。
三、防治冒頂的措施
1、支護方式要與頂板的巖性相適應，不同巖性的頂板要采取不同的支護方式。
2、采煤以后要及時支護，特別是對于破碎松軟頂板，一定要及時支護，縮短頂板的懸露時間。普采工作面要及時掛梁，綜采工作面要跟緊采煤機后移架，掘進工作面要采用前探梁支
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