矿井灾害防治课件第六章顶板事故

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1、第六章煤矿顶板灾害防治目录第一节基本理论概述第二节回采工作面顶板的日常管理第三节回采工作面顶板灾害防治技术第四节巷道顶板灾害的防治第五节顶板事故处理复习题问题思考第一节基本理论概述主要内容一、顶板事故的形式和特点二、影响顶板事故的主要因素三、支护原理一、顶板事故的形式和特点井下回采工作面和巷道由于其支护要求、方式和支护空间的差异，其冒顶的表现形式通常不同。1.回采工作面顶板事故1）局部冒顶事故工作面局部冒顶事故多发生在单体支护工作面，尤其是在木棚及金属摩擦式铰接顶梁支护工作面。2）大冒顶事故回采工作面的大冒顶事故也叫采场大面积切顶、落大顶、垮面。（1）由

2、直接顶运动所造成的垮面事故就其作用力的始动方向可分为以下两大类：①推垮型事故，包括走向推进工作面常发生的倾向推垮型事故（如图6-1-1a、b所示）及倾斜推进工作面容易发生的向采空区方向推垮型事故（如图6-1-1c、d所示）。图6-1-1直接顶运动引起的推垮型事故a-顶板沿倾斜方向推垮前；b-顶板顶板沿倾斜方向推垮后；c-顶板向采空区方向推垮前；d-顶板向采空区方向推垮后②压垮型事故，包括向煤壁方向压垮（如图6-1-2a、b所示），及向采空区方向压垮型事故（如图6-1-2c、d所示）。图6-1-2直接顶运动引起的压垮型事故a-顶板向煤壁方向压垮前；b-顶板向

3、煤壁方向压垮后；c-顶板向采空区方向压垮前；d-顶板向采空区方向压垮后（2）由老顶运动所造成的垮面事故就其作用力的性质、始动力的性质及始动方向不同也可分为以下两种类型：①冲击推垮型（即砸垮型）事故（图6-1-3所示）图6-1-3老顶运动引起的冲击推垮（砸垮）型事故a-煤壁片塌和顶板下切；b-老顶把直接顶推垮②压垮型事故（如图6-1-4所示）图6-1-4老顶运动引起的压垮型事故a-靠近采空区支柱先压断；b-支柱全部压断而垮面应该指出的是，整体液压支架一般由于其初撑力及其工作阻力比较高，可缩量大，发生大冒顶的机率较小。归纳上述各类顶板事故，大致情况如图6-1-

4、5所示。图6-1-5采场顶板事故分类3）大冒顶事故发生的时间、地点这是由于老顶岩梁在初次来压前其两端由煤壁等支撑，顶板下沉很小，如图6-1-6所示。图6-1-6老顶初次来压前状况2.巷道顶板事故巷道的变形和破坏形式是多种多样的，巷道中常见的顶板事故按照围岩破坏部位可分为：巷道顶部冒顶掉矸、巷道壁片帮以及巷道顶、帮三面大冒落三种类型。按照围岩结构及冒落特征又可分为：镶嵌型围岩坠矸事故、离层型围岩片帮冒顶事故、松散破碎围岩塌漏抽冒事故以及软岩膨胀变形毁巷事故等几种形式。另外，巷道中的冒顶还会由于斜巷跑车冲倒支架、车辆掉道和车上的物料突出车外引起支护受损以及支护

5、方式选择不当或质量不合格而不能承受矿山压力等因素引起。二、影响顶板事故的主要因素1.影响回采工作面顶板事故的因素1）自然因素（1）煤层倾角：煤层倾角对回采工作面矿山压力显现的影响是很大的。对于缓倾斜煤层来讲，老顶来压步距较短，来压较易控制。急倾斜煤层特别是急倾斜特厚煤层水平分层开采，在顶板为坚硬岩层时，来压时顶板大面积冒落往往形成强烈的冲击地压现象。（2）围岩组成：回采工作面的围岩，一般是指直接顶、老顶以及直接底的岩层。老顶的失稳、来压强度以及老顶和直接顶的相对位置关系不仅对直接顶的稳定性有直接影响，而且对确定支护强度、支架具备的可缩量以及选择采空区处理方

6、法都起着决定性作用。（3）地质构造；（4）开采深度；（5）煤层厚度：中厚及厚煤层要比薄煤层发生顶板事故的机率大。其主要原因：一是厚煤层分层开采的下分层在假顶条件下，工作面刚开始推进时顶板胶结不好，容易首先发生局部冒顶，二是采出空间大，不利于老顶形成自稳结构。2)开采技术开采技术对回采工作面顶板管理的影响是多方面的，不仅与支护方式有关，还受到回采工艺及其参数（采高、控顶距、循环进度等）、采空区处理方式、是否分层开采等开采技术因素的影响。另外，不同的回采工序对顶板下沉量的影响也是不同的。在一定地质条件下，采高与控顶距是影响上覆岩层破坏状况的最重要因素之一。由于

7、支承压力的作用，采高与控顶距越大，工作面煤壁也越不稳定，越易于片帮。2.影响巷道顶板事故的因素1）自然因素（1）岩石性质及其构造特征（2）开采深度采深大时，由于上覆岩层重量大，形成的支承压力较大；（3）煤层倾角煤层倾角不同往往使巷道破坏形式有差别；（4）地质构造因素（5）矿井水（6）时间因素2）开采技术因素影响巷道顶板事故的开采技术因素主要包括：（l）巷道与开采工作的关系，如巷道是处于一侧采动还是两侧采动的条件下，是受初次采动还是受多次采动影响；（2）巷道的保护方法，如巷道是依靠留煤柱保护还是在巷旁用专门的刚性充填带保护；（3）巷道本身采用的支架类型和支护

8、方式。三、支护原理1.回采工作面支护原理根据矿山压力的理论，整个回