煤矿顶板事故防治技术

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1、煤矿顶板事故防治技术华北科技学院副院长中国煤矿安全技术培训中心副主任段绪华教授煤矿顶板事故防治技术第一部分：煤矿顶板事故综述；第二部分：矿山压力的基本知识；第三部分：顶板事故的致因与防治；第四部分：煤矿事故隐患分析；第五部分：冲击地压的基本知识；第六部分：深井矿压知识分析。第一部分：煤矿顶板事故综述一、顶板事故在煤矿事故中的比重图1-11950~2003年煤矿各类事故原因分析第一部分：煤矿顶板事故综述一、顶板事故在煤矿事故中的比重23.59.933.552.316.139.3725.620.3961.574.12.25.2529.5

2、1.772.8812.720.161.020.82.4811.288.810102030405060123456789101112事故次数占百分比死亡人数占百分比%横坐标：事故次数及伤亡人数纵坐标：事故次数及伤亡人数百分比事故性质1－水灾事故;2－瓦斯煤尘爆炸;3－顶板事故;4－火灾事故;5－瓦斯窒息中毒事故;6－煤尘爆炸事故;7－提升运输事故;8－其他;99－自救伤亡;10－机电;11－煤与瓦斯突出;12－爆破图1-21950~2003年煤矿各类事故发生起数及死亡人员统计分析第一部分：煤矿顶板事故综述二、回采工作面与巷道顶板事故发

3、展趋势分析1954~1985年期间，顶板事故的死亡人数占总事故死亡人数的45%，其中，采煤工作面顶板事故占75%，巷道顶板事故占25%。1986~1992年期间顶板事故死亡人数占总死亡人数的40%，其中，采煤工作面顶板事故占顶板事故总数的66%，巷道顶板事故上升到34%。第一部分：煤矿顶板事故综述三、顶板事故的特点顶板事故具有四个属性（一）突发性（二）灾难性（三）破坏性（四）继发性四、对顶板事故的认识和加强顶板管理的重要性第一部分：煤矿顶板事故综述思考题：试分析煤矿顶板事故在煤矿事故中的所占的比重，说明了什么？试分析煤矿顶板事故各种

4、原因说明了什么？如何预防？工作面的顶板事故与巷道顶板事故有何变化趋势，为什么？顶板事故具有何特点？如何认识加强顶板管理的重要性？第二部分：矿山压力基本知识一、开采后上覆岩层的移动特征四、采煤工作面顶板的控制二、采煤工作面矿压显现的基本规律三、采掘工作面周围的矿压显现特点分析一、开采后上覆岩层的移动特征1.岩层移动和破坏的影响因素2.上覆岩层移动的破坏特征（一）三带的形成冒落带裂隙带弯曲下沉带一、开采后上覆岩层的移动特征（一）三带的形成图2-1顶板岩层移动和破坏现象一、开采后上覆岩层的移动特征（一）三带的形成3.上覆岩层运动规律的研究

5、内容（1）冒落带的高度；（2）裂隙带的高度；（3）直接顶的发展变化规律；（4）基本顶各岩梁的发展变化规律；（5）支承压力发生、发展变化规律；（6）内外应力场的形成条件及其发展变化规律。一、开采后上覆岩层的移动特征（一）三带的形成4.上覆岩层运动规律对顶板事故的影响事故原因：采动诱发顶板运动和破坏；事故形成条件支护不及时支护决策失误：支护方式不合理（没有针对顶板运动破坏等特点），没有满足“合理位态”控制的要求，表现为支护阻力不足或可缩量不够。一、开采后上覆岩层的移动特征（二）上覆岩层的移动特点分析图2-2上覆岩层移动的实测曲线一、开采

6、后上覆岩层的移动特征（二）上覆岩层的移动特点分析图2-3回采工作面上覆岩层沿工作面推进方向的分区二、采煤工作面矿压显现的基本规律（一）直接顶的初次垮落初次放顶步距一般为6~20米。步距的大小是根据直接顶的岩石强度、厚度、节理裂隙发育程度等因素确定。初次垮落应注意：在掌握步距或冒落规律的同时，放顶时应采取必要的加固措施，以保证生产安全。二、采煤工作面矿压显现的基本规律（二）老顶的初次来压初次来压步距大小与老顶厚度、岩性、地质构造有关，一般为20~35米，有时可达50~70米，甚至更大。初次来压的特点：顶板急剧下沉，支架载荷明显增加，顶

7、板出现沿煤壁的裂隙，甚至发生台阶下沉现象，煤壁严重片帮、采空区顶板大面积垮落，形成巨大的声响和风流等。二、采煤工作面矿压显现的基本规律（三）周期来压周期来压步距，一般比初次来压步距要小，通常为初次来压步距的1/2~1/4倍，一般为5~12米，有时可达20~30米。三、采掘工作面周围的矿压显现特点分析（一）回采工作面周围的矿压规律及特点1.层面内图2-4采空区周围应力重新分布的概貌1–工作面前方超前支承压力；2、3、4–沿倾斜、仰斜及工作面后方残余支承压力三、采掘工作面周围的矿压显现特点分析（一）回采工作面周围的矿压规律及特点1.层面

8、内图2-5回采工作面周围支承压力在煤层平面内分布示意图三、采掘工作面周围的矿压显现特点分析（一）回采工作面周围的矿压规律及特点2.顶底板方向图2-6支承压力在被开采煤层顶底板中分布示意图1–采动影响带边界；2–支承压力区；3–卸载区边