煤矿顶板管理技术.ppt

目录

一、近年顶板事故情况
1、1995－2001年（7年）
全省煤矿死亡事故中，顶板事故起数和死亡人数分别占事故总量的44％和28％。
对比：瓦斯事故占30％和51％。
2、2002－2005年（4年）
全省煤矿死亡事故中：顶板事故起数和死亡人数分别占事故总量的55％和39.9％。
CK：瓦斯事故分别占20％和36.2％。
3、2006－2008年（3年）
全省煤矿死亡事故中：顶板事故起数和死亡人数分别占总量的56％和43％。
CK：瓦斯事故分别占17.3％和36％。

二、顶板事故案例综合分析1、随心所欲，不按规程规范作业（1）技术素质低，作业不规范①采掘后不及时支护、空顶作业，超高、超前采掘，乱采乱挖放“浮煤”；②进入工作面作业前或放炮后不敲帮问顶”；③处在不安全地点冒险作业或休息；④维修巷道不按操作规程要求作业；⑤支柱支在浮煤上，软底不“穿鞋”。

2、管理上的缺陷
①忽视必须的设计和有针对性的采、掘工作面作业规程；
②巷道或回采工作面布置不合理，过于集中导致应力集中，巷道上下重叠措施不当造成掉底；
③地质、测量工作薄弱，巷道测量和填图不及时，构造变化和巷道位置不清；
④有关顶板管理制度形同虚设，现场无章可循，工程质量差，三违现象严重；
⑤缺少顶板管理方面的安全教育和技术培训；
⑥轻视巷道维修，巷道失修严重。3、环境条件制约
①煤层赋存不稳定，地质构造复杂；
②开采造成围岩应力集中；
③急倾斜煤层开采、残采、复采，环境条件差；
④煤矿严重缺少采矿、地质工程技术人员；
⑤采掘工人过度流动，缺少熟练技术工人。

1、顶板和底板
煤层以上的岩层叫做顶板，煤层下面的岩层叫做底板（直接在煤层下面的岩层叫直接底）。
（1）伪顶：在煤层和直接顶之间，有时存在一层厚度小于0.5米、随采随冒的软弱松散岩层。
常见的伪顶有炭质页岩，泥质页岩等。
（2）直接顶：
直接在煤层或伪顶上面，有一定强度，并会随回柱放顶而冒落的岩层（在老塘已冒落、采场内支架暂时支撑的顶板）。
常见的直接顶岩层有页岩、砂页岩等。

采煤工作面的直接维护对象是直接顶，直接顶的稳定性对支架的选型、支护方式以及对引起工作面冒顶常常起主导作用。
直接顶的稳定程度取决于三个因素：
①岩层本身的力学性质；
②直接顶岩层内由于各种原因造成的层理和节理裂隙的发育程度；
③直接顶的稳定性（完整性）还受到上覆老顶来压的影响。
综合考虑前两个因素，我国将直接顶按稳定性分为三种类型：
①不稳定顶板
多数为分层厚度较小（＜250mm）、强度低，原生裂隙发育，初次垮落步距小于8m，采空区内形不成悬顶。
如页岩、炭质页岩、粉沙岩、再生顶板等。
对这种顶板如不及时支护，很容易造成局部冒顶。

②中等稳定顶板
此类直接顶多为分层厚度在250～600mm的砂质页岩、厚层页岩、粉砂岩、泥质石灰岩等，岩层力学强度较大，有些岩层虽受到一系列裂隙所切割，但局部较完整，仍属中等稳定型。初次垮落步距一般为9－15（～18）m。
这类顶板，采前勿需提前支护，但采后必须及时支护；沿工作面分段放炮落煤。
③稳定（完整）顶板
分层厚度大（＞600mm），裂隙不发育，比较完整。这种顶板一般悬露面积大（初次垮落步距大于15－18米），稳定性好，不易发生局部冒顶，如砂岩、坚硬的砂页岩等。
这类顶板采前勿需专门处理，采后也可不及时支护，可沿工作面全段放炮落煤。（3）老顶（基本顶）：直接在直接顶上面、强度比较大，厚度在1.5米以上，大面积暴露后才断裂冒落的岩层。老顶又指运动时采场矿压显现有明显影响的传递岩梁的总合。它由明显影响采场矿压显现的一组或几组“传递岩梁”组成（该岩梁在工作面推进中能始终保持向煤壁前方和老塘矸石上传递作用力）。常见的老顶岩层有砂岩、石灰岩、砂砾岩等。
老顶的失稳和来压不仅对直接顶的稳定性有直接影响，而且对支护强度、支架具备的可缩量以及选择采空区处理方法等，都起着决定性作用。
2、上覆岩层运动形成的三种力
（1）矿山压力
煤（岩）体采出以后，形成采动空间，围岩就要向采动空间运动（变形和位移）。这种采动后存在于围岩之中（围岩内部应力）又促使围岩运动（作用于围岩边界上的外力）的力叫做矿山压力。
矿山压力的形成是由于采动引起的，采动引起矿山压力的存在是绝对的。
在矿山压力作用下，围岩发生运动（包括两帮、顶板和底板位移、变形和破坏），以及由此产生的支架受力或变形等明显的压力现象叫矿山压力显现。例如：顶板下沉、垮落，底板隆起，片帮；支架变形和折损等。
矿山压力显现是矿山压力作用的结果和外部表现，是相对的、有条件的。存在矿山压力不一定有明显显现。如围岩因承受压力大小、自身强度、受力状态不同而运动发展程度不同；支架受力与变形
程度也与支架的力学性质、支架对围岩运动的抵抗程度以及围岩来压时间和支架所处地点有关。
衡量