1、煤礦頂板管理-利川富源煤業集團有限公司總工程師譚耀武201459煤礦的五大災害中，最常見的是頂板事故。我國煤礦2013年共發生安全傷亡事故 604起，死亡1067人，百萬噸死亡率0.288,第一次降低到0.3以下，其中頂板事故起數占 50%以上，死亡人數占30%以上，我市煤礦前4個月共發生安 全事故11起，其中頂板事故 9起，占比例81.8%，幾乎全部是在巷道中發生的，在回采工作面僅有一起輕微傷，要確 保集團公司煤礦生產安全，加強頂板管理是杜絕安全生產事故發生的關鍵。鑒于如此多發的頂板事故，我認為今天這個 會議對遏制頂板事故多發勢頭是非常及時的。煤礦井下生產中，頂板事故對礦井安全危害極大，嚴

2、重影響煤礦安全生產和井下職工的生命安全.頂板事故在煤炭企業中時有發生，冒落的形式很多，冒落的原因也錯綜復雜 .通過分析內因和外因導致頂板冒落的原因，采取相應措施，減少冒頂事故的發生。一、我市煤礦頂、底板性質|根據頂底板巖層相對煤層的位置和垮落性能，強度等特征的不同，從上至下頂板劃分為基本頂（老頂）、直接頂、偽頂三個部分；底板分為偽底、直接底及老底三個部分。不過，對于某個特定的煤層來說，其頂底板的這六個組成部分不 一定發育俱全?？赡苋笔骋粋€或幾個組成部分的巖層。煤層的頂板1偽頂：是緊貼煤層之上的，極易隨煤炭的采出而同時垮落的較薄巖層，厚度一般為0.10.5m，多由頁巖、炭質頁巖等組成。力學強度

3、低。2直接頂：是直接位于偽頂或煤層（如無偽頂）之上巖層，常隨著回撤支架而垮落，厚度一般在12m，多由泥巖、粉砂巖等較易垮落的巖石組成。|3基本頂：又叫老頂，是位于直接頂之上或直接位于煤層之上（此時無直接頂和偽頂）的厚而堅硬的巖層。常在采空區 上方懸露一段時間，直到達到相當面積之后才能垮落一次，通常由砂巖、礫巖、石灰巖等堅硬巖石的組成。|煤層底板|1偽底：直接位于煤層之下的薄層軟弱巖層，多為炭質頁巖或泥巖，厚度一般為0.20.3m。2直接底：直接位于煤層之下硬度較低的巖層，厚度一般由幾十厘米到1米左右，通常由泥巖、頁巖或粘土巖。若直接底為粘土巖，則遇水后易膨脹，可能造成巷道底鼓與支架插底現象，輕

4、者影響巷道運輸與工作面支護，重者可使巷道遭 受嚴重破壞。3老底：指位于直接底之下，比較堅硬的巖層，多為砂層，石灰巖等。（一）、采煤工作面頂板分類根據工作面頂板冒落的難易程度，將頂板分為五類。1、易冒落的松軟頂板。該類頂板的特點是煤層頂板是易垮落的松軟巖層，回柱后頂板能立即冒落，且能填滿采空區。這 類頂板由于冒落比較充分，使位于裂隙帶的老頂巖層，在回采過程中，很容易取得平衡，因而老頂的開裂，彎曲下沉， 對工作面幾乎沒有什么影響，工作面來壓比較緩和，無明顯的周期壓力，靠采空區一側的頂板下沉量較穩定，頂板容易 管理。2、中等冒落性的頂板。其上部為比較堅硬的老頂，雖然回柱后直接頂隨之垮落，但因厚度不大

5、，不能填滿采空區，老頂 則置于懸露狀態，當工作面推進一段距離后老頂才開始垮落，此時因采空區落差較大，致使工作面呈現周期來壓狀態， 嚴重時可使采場切頂垮面。對于這類頂板應注意老頂的活動規律。3、難冒落的堅硬頂板。這類頂板的特點是老頂直接賦于煤層之上，或有一偽頂，無直接頂，由于老頂垮時采空區的落差 太大，使工作面呈現明顯的周期來壓，工作面平時的下沉量及下沉速度較小，而當周期來壓時下沉速度急劇增加，工作 面頂板情況迅速惡化，應當注意及時采取措施。4、極難冒落的堅硬頂板。這類頂板的特點是煤層板為極其堅硬的整體性厚巖層，在采空區能懸露上萬平方米而不垮落， 當垮落時則能形成暴風，致使工作面造成垮面和嚴重破

6、壞。5、 可塑性彎曲的頂板。該類頂板是具有一定厚度的堅硬巖層（如砂巖、石灰巖），但由于其中存在有平行于工作面的節 理裂隙，采煤后頂板下沉，在移動過程中斷裂成塊，但仍互相擠在一起具有傳遞水平的能力，就像“砌體梁”一樣，各巖塊互相牽制而成平衡，隨工作面推進頂板彎曲下沉接觸底。精選范本（二）、巷道圍巖壓力概念I地下巖體在開挖以前，由于自重和構造所引起的應力是處于平衡狀態的，當開掘巷道或進行回采工作時，破壞了原來的應力平衡狀態，就會引起巖體內部應力的重新分布。表現為巷硐周圍煤、巖體產生移動、變形甚至破壞，直到煤、巖體內部形成一個新的應力平衡狀態為止。在此過程中，巷道本身或安設在其中的支護物會受到各種應

7、力的作用。這種由于在地下煤巖中進行采掘活動而在井巷、硐室及回采工作面周圍煤、巖體中和其中的支護物上所引起的力，就叫做礦山壓力”。在礦山壓力的作用下，會引起各種力學現象，如頂板下沉，底板臌起，巷道變形后斷面縮小，巖體破壞散離甚至大面積冒 落，煤被壓松產生片幫或突然拋出，支架嚴重變形或損壞，充填物被壓縮，以及大量巖層移動、地表塌陷等等。這些由于礦山壓力作用，使圍巖、煤體和各種人工支護物產生的種種力學現象，統稱為礦山壓力顯現”。圍巖膨脹、崩解體積增大而施加于支護上的壓力，稱為膨脹壓力。膨脹壓力與變形壓力的基本區別在于它是由吸水膨脹而引起的。從現象上看，屬于變形壓力范疇，但兩者的變形機制截然不同，前者

8、是指與水發生物理化學反應，后者主要是圍巖應力與結構效應。影響巷道圍巖壓力的地質因素影響圍巖壓力的因素很多，通?？煞譃榈刭|、開采和支護等類，影響圍巖壓力的地質因素有：原巖應力狀態、圍巖力學性質及巖體結構等。（1）原巖應力狀態原巖應力是引起圍巖變形、破壞的基本作用力。原巖應力隨開采深度的增加而增長。所以，隨采深的增加，巷道圍巖壓力會明顯增長。原巖體中主應力的大小和方向不同，對巷道的影響作用不同，也直接影響到圍巖壓力。（2）圍巖力學性質 圍巖力學性質是指它的強度（包括抗壓、抗拉、抗剪等各種強度和粘聚力c、內摩擦角0等值）和變形性質及其它力學屬性。不言而喻，強度小的巖體，圍巖壓力必然大，反之亦然。C、

9、0值大的巖體，其圍巖壓力小仮之亦然。其中0的影響要較c大。巖體的變形性質是指它的彈性、 塑性和粘性。巖體的塑性變形和粘性流動是影響圍巖壓力大小的重要因素，許多圍巖壓力較大的巷道，常常是由它引起的。（3）巖體結構“ ji商山i丄込八丨/ i Z-，結構對圍巖壓力的影響極大。通常巖體破壞首先從弱面開始，這是圍巖壓力在節理和層理等弱面發育區、破壞帶、斷層和褶皺區顯現強烈的重要原因。由于層狀巖體具有定向弱面，所以層狀巖體的走向和傾角也與圍巖壓力密切相關。如果巖層走向與巷道軸向平行或夾角很小，則巖體結構容易與巷道軸線形成不穩定的松動體，因而圍巖壓力大。水平巖層沿巷道側幫的穩定性較好，因而幫壓較小，而頂壓

10、較大。（4）膨脹壓力的影響因素影響膨脹壓力的因素主要有巖石的組成與膠結狀態，物理化學性質，圍巖中水分的補給狀況，水與巖石的接觸條件支護和充填層的可 塑性等。巷道礦壓控制的三類方法及途徑： 第一類：巷道保護第二類：巷道支護第三類：巷道維護（維修）目前所采用的各種礦壓控制方法，其對付礦壓的原理來看不外 ”抗壓、讓壓、”躲壓、移壓”等幾種。（抗 壓）提高支架的支 撐能力或支護密度，用加強支護的手段去抑制或減少圍巖移動，增強巷道抗變形能力以對付礦壓的作用1.增大型鋼重量提高支架承載能力2.增加支護密度 3.充填支架背后空間巷道布置地點及掘進時間可不受限制，但為此要消耗大量支護材料，支護勞動量大，使開采

11、費用大幅度提高。（讓壓）在采用適當支護措施和保持支架本身不遭受嚴重破前提下，容忍圍巖產生一定變形，以釋放掉一些能量（也稱應力釋放）1.采用有一定工作阻的大可縮支架 2.為巷道受壓收縮預留備用斷面3.容忍巷道底鼓然后起底可在一定程度上利用圍巖自承力，減輕支架受載，（躲壓）將巷道布置在應力經重新分布后巖體已處于卸載狀態的天然低應力區，從時間上和空間上躲開高壓力的作用1.在煤體邊緣或煤體下 放的低壓區內布置巷道2.錯過高壓作用的時間，等壓力充分穩定后再掘巷可在不同程度上減輕巷道受壓，有利于支護工作，但有時要多開一輔助巷道（如聯絡眼等），或要求延遲掘 時間，不利于采掘接替工作轉移礦壓。（移壓）通過人為

12、方法使巷道圍巖受到松動形成卸載槽孔或其他形式的卸載空間，迫使載荷轉移到離巷道較遠的地點，達到減輕巷道受壓的目的1.在巷道或底板中形成卸載槽孔 2.寬面掘進或在巷旁故意留出卸載空間3.用跨采工作面使巷道得到卸載 巷道布置地點及掘進時間可不受限制，但要增加與采用卸載措施有關的額外費用。二、頂板事故發生的一般原因頂板事故原因分析：1.認識不足，抓得不力一些礦的領導對加強頂板管理的重要性缺乏應有的認識。沒有針對本單位采掘工作進展情 況采取得力措施。特別是目前煤炭行情差，貸款壓力大，只注重出煤、降低成本、掙錢還賬，放松 了安全教育和安全管理，這是頂板事故頻頻發生的根本原因。2.干部違章指揮，工人違章作業

13、從我市歷年發生的頂板事故看，80%以上是由于違章指揮、違章作業造成的。突出表現是不認真執行煤礦安全規程、作業規程和操作規程。干部為什么要違章指揮 ？主要是重產量、輕安全的思想所驅使。工人為什么要違章作業？除少數是不懂三大規程之外，大多數是圖省事，僥幸心理作怪，認為違章不一定死人，質量差一點未必出事故。因此，對空頂作業、缺梁少柱、迎山 不夠等違章現象司空見慣，不以為然，以致釀成事故。3.現場管理不嚴，工程質量低劣從對頂板事故的分析看，將近一半是由于工程質量低劣造成的?？梢娮ズ霉こ藤|量，加強現場管理，是防止事故的重要基礎和關鍵。有人認為“煤礦 是粗活，采場支護是臨時的，得再好一回柱也什么都看不見了

14、，費那么大勁沒用”。因此習慣于“眼睛當線，鎬把當尺”精選范本的老一套，對待工程質量“馬乎、湊合、不在乎。有的金屬支架長期不檢修、不試驗、承載力達不到設計要求；有的支柱規格小，間距大，該“穿鞋” 的不“穿鞋，該“戴帽”的不“戴帽”，達不到應有的支撐效果；有的工作面質量檢查驗 收制度執行不嚴，致使工程質量放任自流，干部帶班下井流于形式、工作責任心不強、對安全規程、質量標準化嗤之以 鼻，缺乏現場指揮、指導和檢查，由于勞動力資源越來越少，對職工不敢大膽管理，任憑一些技術差操作水平不高又缺 乏經驗的臨時工、農協工蠻干。4.技術管理工作薄弱 不少作業規程公式化、通用化，缺乏針對性，不能根據地質條件的變化和

15、事故多發地點的施工特點拿出有針對性的控制事故的具體措施。有的作業規程編制完了就束之高閣，不及時向工人傳達貫徹，工人在井下盲目干活。工程技術人員應積極探索適合本礦地質條件和有利于頂板管理的工程設計方案，編制作業規程應從多方面考慮，盡 可能周全。嚴格執行作業規程審批、學習制度作業規程是煤礦指導生產、保證生產安全的綱領性文件。因此， 要求采掘作業規程編制之前都要事先進行論證，編制時依據地質資料與礦壓觀測資料，包括頂板來壓規律進行切合實際 的編寫。礦長、總工程師應嚴格把關，制定“四不批”制度，即地質構造不清不審批；頂板管理措施不具體不審批；規 程編寫不認真，措施沒有針對性不審批?！叭笠幊獭背雠_后必須

16、組織干部和職工認真學習，讓大家領會和掌握，同時通過考核合格后才能上崗作業。5.技術裝備落后目前，對工作面頂板和巷道圍巖的監測和預報幾乎為零。我市近幾年發生的頂板事故原因基本上是以下幾個方面： ,缺乏支護，支護不當或不及時（背幫接頂不實），缺少支架，支架的初撐力與頂板壓力不相適應。 ,采礦方法不合理和頂板管理不善.采掘順序，鑿巖爆破，支架放頂等作業不妥當. ，檢查不周和疏忽大意.在頂板事故中很多事故都是由于事先缺乏檢查，沒有認真執行”敲幫問頂”制度等原因造成的. ,地質條件不好.斷層，褶曲等地質構造形成破碎帶 ，或者由于節理，層理發育，破壞了頂板的穩定，容易發生頂板事故. ,操作不合規范.不遵守

17、操作規程，發現問題不及時處琿，作業循環不正規，爆破崩倒支架等.三、頂板事故的防治措施分析掘進巷道頂板管理的主要內容 ： 掌握巷道開掘后圍巖體的范圍及圍巖應力分布情況。根據影響巷道圍巖應力的因素:圍巖的性質、巷道所處的深 度、巷道周圍的地質構造、水文變化、巷道的斷面形狀尺 寸等，了解圍巖應力分布情況及在此應力作用下圍巖的變形和位移后，才能選擇合適的支護材料、支護形式，達到維護巷道的目的。（2）從有利于巷道圍巖的穩定性出發，合理選擇巷道的施工方法，減少各工序對頂板管理的影響。（3）按作業規程規定控制工作面空頂距離和臨時支護的長度，盡可能縮短工作面空頂時間和臨時支護巷道的長度。（4）施工中，做好基礎

18、資料的積累和隱蔽工程的記錄工作。施工中和竣工時，按國家煤礦安全監察局頒發的井巷工程質量標準進行檢查和驗收。巷道掘進期間日常頂板管理工作：（1）敲幫問頂。上班進入工作面，打眼放炮前均應敲幫問頂，處理隱患，排除不安全因素后再作業。（2）控制工作面空頂距離，超過規定的空頂距應先支護后掘進。（3）長距離掘進，要經常檢查工作面后方支架的情況，對斷梁折腿或變形嚴重的支架，應加固修復。修復巷道時，修復地點以里的人員應全部撤出，預防冒頂堵人。工作面因放炮，崩倒的棚子應由外向里逐架扶棚復位。（4）熟悉掘進巷道出現冒頂事故的原因，加強日常檢查，采用針對性措施,預防冒頂片幫事故的發生。頂板管理的措斲架棚巷道的頂板管

19、理的頂板管理：架棚巷道掘進工作面迎頭必須使用金屬前探梁，嚴禁空頂作業。采用工字鋼支護的炮掘工作面在爆破前迎頭加固長度不少于10m 。巷道開口時的頂板管理。（1）開掘地點要選在頂板穩定，支護完好并目避開地質構造區、壓力集中區、頂板冒落區。（2）新掘巷道與原有巷道的方位要保持較大的夾角（最好大于45 ）。（3）必須加固好開掘處及其附近的巷道支架，若近處有空頂空的情況，小范圍的可加密支架，背好幫頂；大范圍的應用木垛接頂處理 ，同樣用背板背好打緊。對將受施工影響的棚子進行加固，其方法有挑棚、打點柱、設木垛等。（4）新巷開掘施工，要打淺眼、少裝藥、放小炮 ，或用手鎬 挖掘的方法，盡量避免震動圍巖或因放炮

20、引起冒頂。（5）新巷開掘處要及時進行支護，盡量縮短頂板暴露時間和減小暴露面積。若壓力增大，則應及時采用適合現場情況的特殊支護。沿空掘巷頂板破碎時的頂板管理措施：（1）避開動壓影響，巷道施工必須在上區段回采工作結束，待巖層活動完全穩定后再進行。（2）盡量減小掘進時的空頂面積。放炮前支架緊跟到工作面，放炮后及時架設支架。要減少裝藥量，避免對頂板的震動。如果放炮難以控制和管理頂板，改用手鎬方法掘進。（3）巷道支架要加密，將頂幫用木板等背嚴接實。（4）擦邊掘進時，如遇上區段巷道的棚腿外露時 ，其下幫棚腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到擋矸簾的作用。（四）過斷層、裂隙地質構造帶的頂板管理措施（1）采用

21、架棚支護時，棚距要縮小，提高支護應變能力。（2）棚梁方向盡量正交節理面架設,增大支架密度，減少空頂距離，永久支架要緊跟工作面，背幫背頂要嚴實。（3）采用砌碹支護時，每次掘砌長度不大于 1m。（4） 頂板特別破碎時需采用超前支護的辦法管理頂板。精選范本巷維修頂板管理：（1）、礦井在進行巷道維修前必須制定施工安全措施，確定臨時支護方式.在井巷維修前應進行現場I頂板鑒定，確定施工方法，采取針對性措施并向維修人員貫徹，施工中明確頂板監護人員.維修巷道要執行先外后里，先支后撤,先上后下，先近后遠，先頂板后幫”的原則.（2）、加強巷道巡回檢查，及時除掉脫皮，危石，懸矸，對嚴重失修地段必須及時維 護.（3）

22、、擴大斷面和維修井巷時，必須保證有安全出口 .獨頭巷道必須由外向里逐架進行，嚴禁維修人員進入維修地點里側；嚴禁前后兩處同時維修；嚴禁前掘后修.巷道對頭維修時，兩處都必須有安全出口 ；發生冒頂時必須木垛接頂 .更換巷道支護 時，必須先加固支護，拆除和架設支架應連續進行 ，嚴禁留尾巴工程.（4）、生產采區的巷道有失效支架或有冒頂危險時，必須立即處理，否則應停止生產.加強獨頭井巷維修和掘進工作面的維護，如出現斷梁折柱，歪斜，彎曲，片幫，撐木、拉桿脫落等情況，必須停止作業，防止發生頂板冒落傷人，堵人事故.（5）巷道冒頂處理時應由外向里逐架進行，支護要牢固，要有專人觀察頂板.傾斜巷道處理冒頂時，處理人員

23、要有護身柱或護身板 .采煤工作面的頂板管理：（1）采煤上作而必須按規定及時支護，嚴禁空頂作業.所有支護必須架設牢固，并有防倒柱措施 檢查到有損壞、失效的支柱，必須立即恢復或更換.移動輸送機機頭，機尾需要拆除附近的支架時，必須先架好臨時支架.回 采工作面兩端必須使用端頭支架或增加其它形式的支護，采煤工作面遇頂底板松軟或破碎，過斷層，過老空，過煤柱或冒頂區以及托偽頂開采時，必須制定安全措施.（2）采煤工作面必須經常存有足夠的備用支護材料.使用單體液壓支柱的工作面，必須備有坑木，其數量，規格，存放地點和管理方法必須存作業規程中規定.在地質條件復雜的采煤工作面，必須制定安全措施.（3）采煤工作面必須及

24、時回柱放頂或充填，控頂距超過作業規程時，禁止采煤.采煤作面采用密集支柱切頂時，必須有防止工作冒頂和矸石竄入工作面的措施.（4）減少工作面控頂時間，加快工作而推進速度.工作面推進速度對頂板下沉量和冒頂影響很大，尤其對松軟頂板影響更大.由干工作面進度慢，頂板下沉大，支架折損多。（5）我們礦井的安全管理人員要密切關 注回采工作面頂板動態，掌握初次與周期來壓規律?；夭晒ぷ髅娉醮蝸韷汉椭芷趤韷喝菀自斐擅绊斒鹿剩貏e是對于斷 層、裂隙發育的頂板，一旦采面某個地點的支架失效，就有可能發生局部漏冒，破碎頂板從這點開始沿工作面往上全部 漏空，造成大片支架失去平衡，導致漏垮工作面。因此，必須認真搞好初次放頂和周期

25、來壓期間的頂板管理，預防大型 惡性頂板事故發生。日常工作中要摸索和掌握來壓步距，在來壓之前采取加強支護的措施，如加木垛、從柱等，確保安 全無事故。（6）、強化事故多發地點的頂板管理，局部冒頂實質是控頂區內已破碎的偽頂、直接頂失去有效支護而造成的，采掘工作面較容易發生冒頂事故的位置：一是地質構造破壞附近；二是采面靠近煤壁處或順槽掘進迎頭；三是巷道、順 槽交叉口及回采工作面上下出口處；四是采面放頂線附近。這四個位置是頂板事故多發區域，因此也是頂板管理的重點 部位。根據以上采掘工作面頂板管理分析，結合集團公司煤礦實際情況，我們提出以下防范措施： 、嚴格控制控頂距，工作面隨采隨支，遇頂板破碎時嚴格執行

26、超前支護。 、嚴格執行敲幫問頂制度，危石必須挑下，無法挑下時應采取臨時支護措施，嚴禁空頂作業。 、架設支架要有足夠的初撐力，順槽上的支架要有3-5度的迎山角，支架的頂部與兩側應用木板背緊背牢，嚴防片幫。 、布置炮眼時，應使最小抵抗線處在相鄰兩柱之間，裝藥量要適度、合理，盡量采用小范圍放炮方式。 、巷道、順槽交叉口架設抬棚支護，特別是幾個急傾斜煤礦的煤層巷道交叉口，其支柱不但要承受頂底板壓力，還要 承受上面煤層的壓力，工作面上下出口的支護必須加密，必要時增設特殊支架。 、每班檢查一次支柱壓力，壓力不足的及時加壓，目前還沒有壓力檢測設備的必須每天加一次乳化液，但對壞柱沒有 作用，所以沒有壓力檢測設

27、備的礦井要及時購買。發現有歪斜、斷梁折柱等情況應及時更換。 、強化班組建設，定期培訓教育，班組是企業管理和職工從事生產勞動的最基本單位；是有效控制事故發生的基本環 節；也是企業實現生產安全的基礎。要實現安全生產，關鍵問題就是要把安全管理的各項工作，包括規章制度、作業規 程、安全措施和監督檢查等都要在采掘班（組）當中落實，只有這樣，才能讓國家安全生產的方針和企業的安全工作部 署變成每個職工的自覺行動，把安全生產的標準、制度和措施等安全管理工作真正落實到生產工藝流程第一線的物和人 的不安全因素上，達到有效避免各種災害事故。為此，要切實加強班組建設，特別是加強對班組長的培訓和安全教育， 提高他們的素

28、質，使他們在頂板管理中發揮積極作用。 、加大安全監察執法力度，充分發揮監督部門的作用。礦井安全管理人員、集團公司工程技術人員、行業主管部門、安全監督管理部門都是安全管理的重要力量。監管部門應嚴格執行煤礦安全管理條例，對“三違”人員一經查出，都要進行嚴肅處理，任何人不準講情，不得護短。對于預防重大頂板事故的有功人員給予重獎。井下一旦發生頂板事故， 必須以“三鐵”手段按照“四不放過”原則，認真分析原因，嚴格追究事故責任人，同時以血的教訓教育群眾，并制定 防范措施，杜絕同類事故重復發生。以前因為行情低迷、工人難招、個人情感因素（對煤礦業主普遍抱有同情心、集團 精選范本公司工程技術人員因為特殊的身份，拿著煤礦的工資，如果提出問題多，部分業主也很反感等）基本上沒有什么安全處 罰，而處罰是安全事故的預防疫苗，也是最有效的管理手段，如果我們的同情心給煤礦帶來安全事故，那反而是害了煤 礦，現在一起死亡一人的安全事故一般是200萬元的損失，而按現在的市場行情和生產成本需要挖4萬噸煤炭才能彌補，而生產4萬噸煤炭要大半年，有的礦甚至一年還生產不了?，F在的