煤矿顶板灾害防治培训教案.docx
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煤矿顶板灾害防治培训教案
煤矿顶板灾害防治
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时间：
2012年8月20日下午2:
00—5:
00
地点：
二楼西会议室
参加人：
采一队、采二队、准二队、各4名管理干部
第一章煤矿顶板事故概况
一、煤层的顶底板
位于煤层上面或下面的岩层分别称为煤层的顶底板。
1、伪顶—直接覆盖在煤层之上，随采随落的极不稳定岩层。
一般由炭质页岩、炭质泥岩等强度较低的岩层组成，对维护顶板和煤炭质量有一定的影响。
2、直接顶—位于煤层或伪顶之上有一定稳定性，在支架前移或回柱后能自行冒落的岩层；是采煤工作面顶板管理的直接对象。
3、基本顶（原叫老顶）—是指位于直接顶或煤层之上，通常为厚度及岩石强度较大、难于垮落的岩层。
常有砂岩、砾岩、石灰岩组成。
二、顶板事故的概念
煤矿常见的重大灾害事故
a、瓦斯、煤尘爆炸
b、矿井明火火灾
c、煤与瓦斯突出
d、矿井出水
e、冲击地压或大面积冒顶
煤矿顶板事故是指由于顶板冒落造成人员伤亡、设备财产损失，是煤矿较为严重事故之一。
据统计：
1949—1995年全国顶板事故占矿井死亡人数比为37.11%
2001—2003年全国顶板事故占矿井死亡人数比为35.67%
数据证明煤矿顶板事故对安全生产影响很大，所以加强顶板管理，消除顶板事故隐患，避免人员伤亡和财产损失，是顶板安全管理工作的根本。
三、顶板事故的分类
近年来随着采面支护装备水平的提高，采面顶板事故比例下降；随着开采深度增加，井型、断面增大，巷道顶板事故比例有所上升。
（一）采面顶板事故分类
按力源分
（二）按冒顶事故范围分
1、局部冒顶是指采掘工作空间局部范围内顶板岩石坠落造成的顶板事故。
（1）局部冒顶的特点：
范围小，死亡人数1～2人；
（2）局部冒顶的实质：
控顶区内已破碎的直接顶失去有效支护而造成的；
（3）局部冒顶的分类：
从工序与发生的地点看，可分为
2、大面积冒顶通常指冒顶范围较大，伤亡人数3人及以上的冒顶。
这种冒顶有的属于一种类型或几种冒顶类型的组合，其特点是冒顶范围大造成风路堵塞。
第二章采掘工作面冒顶事故的原因及防治措施
第一节采煤工作面顶板事故
一、靠近煤壁的局部冒顶
1、冒顶原因
（1）在采煤过程中，裸露的破碎顶板得不到及时支护，或支护不当、支护不好造成冒顶；
（2）在爆破落煤时，炮眼布置不恰当或装药量过多，会在爆破时蹦到支架，导致煤壁侧局部冒顶；
（3）在老顶（基本顶）来压时，由于煤层强度较低，可能因煤壁片帮冒顶；（4）对于三软煤层，煤层松软破碎，若没有采取注水措施或片帮处无超前
护顶，易引起煤壁冒顶。
2、防治措施
（1）采用正确支护方法，对于暴露顶板要及时采用护顶和超前护顶支护方法。
支柱要有足够初撑力，支得稳，护得住；
（2）采用整体支架前缩梁及时支护，解决端面距过大问题；
（3）爆破时，炮眼布置及装药量要适度、合理，避免蹦到支架；
（4）对易片帮煤层，尽量使工作面与煤层主要节理方向垂直或斜交，一旦片帮可以及时掏梁窝超前支护；
（5）对于三软煤层，要及时注水以便透结煤层。
二、上下安全出口处局部冒顶
1、冒顶原因
（1）上下出口位于采面与巷道的交叉处，控顶范围较大，且易出现应力叠加，如支护不好，容易发生冒顶；
（2）该处经常进行工作面运输机机头、机尾的拆卸，不可避免的要移动、替换原支架，如支架支护不好，易造成破碎直接冒顶；
（3）没有采取端头加强支护措施，或端头不合格，易发生冒顶；
（4）此处顶板有时出现台阶下沉，难以维护，也可造成冒顶。
2、防治措施
（1）合理布置工作面巷道，尽可能将工作面布置在受地质影响小的地段；
（2）合理设计工作面巷道断面，保持巷道顶板完整性；
（3）适当加大上下出口支护密度和强度，增加特殊支架，如炮采工作面的“四对八根长梁”“整体过渡支架”做好护顶；
（4）支架系统必须具有一定侧向抗力，以防老顶来压推倒支架（迎山合理，防倒措施）。
三、切顶线（老塘侧）附近的局部冒顶
目前三软煤层采用放顶煤开采，增加一个放煤工序，所以先进行移梁回柱，后进行放煤，若移梁回柱时控顶不好，易造成老塘侧冒顶。
1、冒顶原因
（1）回柱操作不合理，引起破碎顶板冒落；
（2）挡矸不严，大碴块出现时，没挡好，出现伤人事故；
（3）遇断层带等，大块岩石下砸，推到支架，造成冒顶。
2、防治措施
（1）正确操作回柱，防治顶板压力局部集中，造成回柱困难；
（2）挡好挡门，防治大碴块伤人；
（3）加强地质破坏带支架管理，加强支护；
（4）积极推广采用综采支架和整体悬移支架，提高支护强度。
四、地质破坏带附近的局部冒顶
1、冒顶原因
（1）在顶板活动过程中，断层附近的破断岩块沿断面下滑，推到工作面支架导致冒顶；
（2）工作面与断层相交，因支护不当导致局部冒顶事故。
2、防治措施
（1）工作面出现断层破坏带后，要加强支护，背顶护帮；
（2）在放顶线处，断层两侧支架要架木垛或打抬棚，加强支护；
（3）迎着岩块下滑方向支设戗棚。
五、复合顶板推垮型冒顶
1、复合顶板的特征
（1）煤层顶板或由下软上硬不同岩性的岩层组成；
（2）软硬岩层间夹有煤线或薄层软弱岩层；
（3）下部软岩层的厚度通常小于0.5m，且不大于3m。
2、冒顶的原因
（1）离层：
支柱初撑力小，顶部上下软硬岩层下沉不同步，从而导致软岩层与上部硬岩层离层；
（2）断裂：
有多种原因，在下位岩层断裂成一个六面体，且与硬岩离层；
（3）去路与倾角；
（4）推力大于阻力。
3、冒顶的特点
（1）顶板压力不大，支架无变形，无折损；
（2）多数情况下，直接顶已沿煤壁断裂；
（3）冒顶后，支柱多数沿煤层向下倾斜；
（4）多数发生在回柱过程中；
（5）多发生在距切眼不远处。
4、冒顶地点
（1）开切眼附近；
（2）地质破坏带附近；
（3）老巷老空附近；
（4）掘进破坏复合顶板的地点（隐蔽工程顶空处）；
（5）大倾角地段；
（6）顶板岩层含水地段；
（7）局部冒顶区附近；
（8）构造尖灭地段。
5、防治措施
（1）掘进工作面两巷时不破坏复合顶板；
（2）采用伪倾斜布置工作面，减少倾角，增加阻力；
（3）控制采高，使顶板软煤岩冒落后超过采高；（梁头抓帮）
（4）采用整体支架支护，使支架形成整体结构。
单体柱支护要做好支柱防倒，用拉钩连接；
（5）加强支护，用木架、戗棚、戗柱等加强支护。
（软煤袋）
六、大块游离顶板旋转的推垮型冒顶
1、冒顶原因（这种情形主要是沿顶采煤或有少量煤皮时）
（1）顶板由断层、裂隙、层理或薄弱岩层切割成游离大岩块；
（2）大岩块形成旋转力矩，将支架推倒。
2、冒顶特点
（1）发生在回柱和放顶后；
（2）游离岩块的重力与支架支撑力在同一条作用线上，重力大于支撑力，且重力靠采空区侧；
（3）一般将支柱推离煤墙。
3、防治措施
（1）正确判断游离岩块范围；
（2）对游离岩块区加强支护；
（3）待游离岩块完全处于采空区时，再回吃力支柱；
（4）采用整体支架支护。
七、坚硬顶板大面积冒顶
1、冒顶原因
（1）煤层之上是厚而坚硬的砂岩，常常大面积悬而不冒，老顶来压步距50m以上；
（2）当自身强度难以承受自重和上位岩层重量（即弯曲应力超过极限强度时）出现断裂及垮落；
（3）回采过程中，遇到较发育原生裂隙或断层，也易导致冒顶。
2、防治措施
（1）采用整体支架，加强支护；
（2）强制放顶；
（3）循环浅孔式放顶（每1～2个循环，打一排钻孔）；
（4）打切顶柱，端木垛等；
（5）超前深孔松动爆破（工作面两巷向工作面前方顶板打深孔）。
第二节巷道顶板事故
一、巷道顶板事故按发生地点分为两类
二、巷道冒顶事故的原因
1、地质因素
（1）围岩松软或极易风化，如煤、页岩等；
（2）通过断层或褶曲等地质构造带，岩层破碎；
（3）巷道穿过岩层，岩性突然发生变化，在交界面产生塌冒；
（4）地下水侵入，削弱岩石稳定性。
2、设计因素
（1）巷道位置选择不当，处于压力带；
（2）缺乏地质、水文资料，缺应变措施；
（3）支护形式设计不合理。
3、施工因素
（1）巷道岩性变化，施工措施不当；
（2）围岩暴露面积大、时间长、引起塌冒；
（3）支护不合理，支架不稳定；
（4）炸药量过多，破坏岩层稳定性；
（5）没有临时支护，空顶距离长；
（6）没有敲帮问顶，引起岩石坠落事故。
4、防治措施
（1）根据岩性确定控顶距；
（2）设计合理；
（3）敲帮问顶；
（4）短掘短支；
（5）装药量合理，炮眼布置合理；
（6）采用联合支护。
第三章顶板事故的预防和处理
一、冒顶事故的预兆
1、发出响声（岩层下沉断裂，支架发出响声）；
2、掉碴；
3、片帮；
4、顶板出现离层；
5、漏顶，形成棚顶托空；（顶空）
6、顶板淋水增加。
二、顶板事故的应急处理与救援
井下发生顶板事故，事故单位应及时上报和通知有关人员（领导小组），了解查询有关情况，作出分析判断，下达或传达有关决定和命令。
1、及时汇报调度室，调度室及时通知领导小组有关人员。
2、了解查询
（1）事故时间、地点、范围；
（2）是否堵人、埋人及遇险人数；
（3）事故点通风、瓦斯、涌水情况；
（4）冒顶地点支架等现场情况；
（5）现场采取措施情况。
3、分析判断
（1）遇险人数，冒顶影响范围继续扩大；
（2）是否可能造成风路堵塞，瓦斯、水和其他有害气体聚集；
（3）分析被堵空间，判断遇险人员生存条件；
（4）是否采用直接通过冒顶区域等方法救人。
4、下达决定和命令
案例分析
1、晓明矿“2007.5.28”冒顶事故
2007年5月28日白班，早7时，由综采队机电队长刘×主持召开白班（巷修班）班前会（通常由队长主持，当时队长正在井下，便委托刘×主持班前会）。
刘×在班前会上详细安排了本班的工作任务和安全注意事项。
本班任务一是在端头前挑顶作业，另一项任务是给超前支护。
巷修班班长邱×将本班9人分成两个小组，一组由他本人带领2人负责挑顶，另一组由组长李×带领负责给超前支护。
8时许，邱×带领员工到达工作面。
随后邱×按照队长张×的安排在端头支架前顶板打眼、挑顶。
但由于顶板眼硬，邱×决定先回撤顶板上一根失效折断∮180×4000圆木，再打眼。
邱×和工人马×将圆木摘下来后，邱×喊其他工人过来将圆木趁运顺没拉变电列车前，运到超前支护外。
此时，工人刘×主动来到前端头和马×一同抬原木往外走（刘×在前，马×在后），9时36分，当二人经过转载机起桥段时，马×发现此处顶板掉渣、来压，立即喊：
“扔！
跑！
”，随后马×转身向工作面方向撤出。
此时，顶板冒落（约长5.7米、冒落高度2.8米、冒落宽度4.7米），而刘×却因躲闪不及，被货埋住。
经过施工人员的奋力抢救，在14时44分救出，随后，抢救人员抬其升井送往集团公司总医院，经抢救无效死亡。
事故原因：
（一）直接原因
1、综采队没有严格按N2409作业规程施工，超前支护的长度和支护强度不足，没有及时补打超前支护，导致冒顶事故。
2、综采队对孤岛煤柱形成的压力集中区存在冒顶事故隐患没有认真排查，在没有采取有效的加强支护情况下，思想麻痹，仍安排人员在此区域作业，导致巷道冒顶亡人事故发生。
（二）重要原因
冒顶区位于孤岛煤柱形成的压力集中区，综采队没有及时有效的加强运顺及运输联络道顶板支护，受开采动压影响，造成顶板离层，是导致冒顶的重要原因。
（三）间接原因
1、综采队对员工安全思想教育不到位，个别员工安全意识淡薄，思想麻痹，忽视安全工作重要性。
2、综采队没有认真执行岗位安全确认，事故隐患没有及时排查并处理，为事故留下了隐患。
3、死者安全意识不牢，业务素质较低，自主保安能力不强。
4、矿有关管理人员和跟班人员没有认真执行走动巡查，没有及时发现超前支护长度不足，也没有安排零点班施工人员及时补打超前支护，安全生产管理不到位。
5、当班安检员虽然发现并向综采队队长现场提出超前支护长度不足，但没有立即停止作业，并阻止人员通过未加强支护区域，现场安全监督、检查不到位。
防范措施：
1、认真贯彻，严格执行“安全第一，生产第二”方针，在落实上下功夫，增强执行力。
贯彻、执行好“三大规程”及上级安全管理有关规定，加强安全隐患排查、治理工作，消灭事故隐患，确保安全生产。
2、严格执行规程、措施“五个一”制度，严格按措施施工，各级管理人员及安监人员要加强规程、措施落实情况的现场监督检查，坚决杜绝不按措施施工。
3、工作面立即停止生产，对运顺及旧巷及时采取补强措施，同时，加强工作面过旧巷期间工作面顶板管理，防止工作面再次发生掉顶事故。
工作面要备足刹顶材料，确保万无一失。
4、加强广大干部、职工安全思想教育和安全知识培训，提高全员安全意识和自主保安能力；加强全员“三大规程”学习，提高员工的预防和处理事故的能力。
5、全矿停产一个原班进行整顿，各系统开展自检、自查活动，控制生产节奏，消除事故隐患，确保安全生产。
2、大兴矿“2007.7.12”顶板事故
2007年7月12日零点班，岩掘队在N2406瓦斯道工作面掘进施工，跟班干部万××、班长李××、安检员吴××。
3时45分，放完当班第一遍炮，组长周×在班长李××的监护下找净帮顶后，二人将工作面迎面牵引滑轮吊挂锚杆打完。
4时，李××安排周×、赵××、吴××、韩××链顶板网，这时验收员吕××叫韩××随其进入空顶区给顶锚杆画点，4时05分，顶板沿新暴露的滑面突然脱落一岩块（2.5m×1.1m×0.37m）,将吕××挤砸倒在左帮下，救出后送至铁煤集团总医院确认其已经死亡。
岩块掉落时，韩××被压倒在浮货空隙之间，救出后检查为胸部及左腿擦伤。
事故原因：
直接原因：
吕××、韩××违章作业，在工作面无任何支护的情况下擅自进入空顶区。
重要原因：
1、炮眼施工违反作业规程规定，左顶板炮眼打飘，爆破破坏了顶板的完整性，滑面的出现，更加减弱了顶板的承压能力，因工作面爆破震动，使顶板岩石出现裂隙，岩块呈悬臂状态，离层脱落。
2、炮破后工作面没有采取前探支护措施。
间接原因：
1、对职工的安全思想教育不到位，吕××、韩××没有执行安全第一、生产第二，存在侥幸心理，违章作业。
2、现场跟班干部、班长、安检员不坚持原则，没有制止违章行为。
3、爆破后对顶板观察不细，没有发现地质滑面，没有严格执行敲帮问顶制度。
防范措施；
1、加强对职工的安全思想教育，继续开展安全生产大讨论活动，吸取教训，举一反三，坚决做到不违章作业。
2、从操作上精细管理，严格执行规程，提高施工质量，杜绝不按规程要求施工的现象，消除事故隐患。
3、掘进、维修工作面严格执行超前别顶措施，对照规程逐项排查，严格监督检查。
4、加强生产过程中的隐患排查，对照规程措施逐项确认，提高规程措施的落实率。
鹤煤三矿煤矿顶板灾害防治
教案
授课人：
2012年10月
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