頂板控制及頂板災害防治

龔永清

南山煤礦紅溝分礦調度室

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南山煤礦安全培訓第一部分煤礦冒頂事故的原因

第二部分煤礦冒頂事故的預防第三部分煤礦冒頂事故的應急救援南山煤礦安全培訓

冒頂事故指的是在井下建設和生產過程中,因為頂板意外地冒落、垮塌而造成的人員傷亡、設備損壞和生產中斷等事故

頂板事故煤礦五大自然災害之一：

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2008年頂板(瓦斯)災害特點

頂板事故（瓦斯事故）

發生頻率高1032起占52.8%=（182起占9.3%）

累計死亡人數多1222人占38.0%=（778人占24.2%）

重大事故少2起下降5.3%=（17起下降44.7%）

一次死亡人數少1.18人/起=(4.27人/起)

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近幾年發生的頂板事故案例

2007.4.20重慶彬木溝煤礦上下出口垮塌8人被困

2007.4.29貴州科興煤礦貫通冒頂2人死亡3人下落不明

2007.7.6四川拱泉煤礦冒頂5人下落不明

2007.8.28山西康裕煤礦冒頂死5人

2007.10.27大竹園煤礦冒頂死5人

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2008.6.22云南以勞養武煤礦維護巷道冒頂誘發瓦斯突出死6人2008.11.22貴州沙家坪煤礦冒頂死8人傷9人2009.3.18貴州羊場煤礦冒頂死5人2009.3.18湖南蔣家坪煤礦冒頂死6人傷4人2009.6.5河南義馬千秋礦巷修塌冒巷道80m,死9人,傷11人安全培訓南山煤礦安全培訓

2010.3.5新疆兵團農八師天富煤業塔西河煤礦1310水平掘進工作面發生冒頂,死亡3人,受傷1人2010.3.820:30新疆塔城鳥蘇市源利煤礦(私營煤礦,生產能力每年9萬噸,該礦春節期間停產,未經驗收)維修采面支護時發生冒頂,當時下井人數共28人,其中4人被埋2010.3.3010:00新疆塔城地區和豐魯能煤電化開發公司沙吉海煤礦(在建礦井)副井井筒施工發生垮冒,當班下井共21人,其中安全升井11人,被困10人2010.4.2721:40河北冀中能源邯鄲集團陶二煤礦1280下巷維修時發生冒頂,5人被埋2010.5.1913:00重慶市巫溪縣小灣煤礦(證照齊全)采煤工作面冒頂.該區域共5人進行生產作業,其中1人安全升井,4人下落不明安全培訓南山煤礦安全培訓2012年頂板事故統計2月12日零時，安徽省來鳳縣一煤礦發生冒頂事故，致3人死亡1人受傷。2月19日12時40分左右，蒲縣宏源集團北峪煤業有限公司的102回風順槽頂板發生冒頂事故，7人遇難。3月3日，湖北省宜都市松木坪鎮雙井寺村發生一起非法采礦點冒頂事故。事故造成2人死亡，1人失蹤。3月7日下午，貴州盤縣境內的東里煤礦發生冒頂事故，造成兩死兩傷。3月27日，貴州林東煤業發展有限責任公司黃家莊煤礦發生一起頂板冒頂事故，造成2人死亡。5月2日，甘肅白銀市平川區白銀崛盛煤業有限公司在井下二級煤巷維修作業時發生冒頂，將一名維修作業人員砸傷，經搶救無效死亡。5月20日上午11時，沈煤集團下屬的清水煤礦發生冒頂事故造成9人死亡。5月21日8時30分，云南東源瀘西煤業有限公司紅升分公司一號井發生一起頂板（頂板陷落）事故，造成1人陷落，在事故搶險救援過程中又造成6人陷落。事故最終造成7人下落不明，南山煤礦安全培訓6月8日，貴州水城一煤礦頂板垮塌事故致1人死亡。6月11日蒲城縣鄭家煤礦井下發生一起頂板事故，死亡一人。7月25日，貴州省黔西南州普安縣，安利來煤礦發生一起頂板事故，造成5人被困。事故發生后，該礦未報告，自行施救，施救過程中再次發生冒頂，又造成53名救援人員被困。7月26日14時25分接群眾舉報后，經全力搶救，截至7月29日19時27分，所有被困人員成功獲救。7月28日，遼寧省沈陽市蘇家屯林盛煤礦冒頂導致一死兩傷。8月4日，四川榮縣雙馬凼煤礦發生1起頂板事故，死亡1人8月11日，四川芙蓉集團白皎煤礦發生1起頂板事故，死亡1人8月14日，四川資中縣全新煤礦發生1起頂板事故，死亡2人。8月17日，陜西府谷，大昌汗鎮瑞豐煤礦因頂板冒頂致13人被困井下，后13人成功獲救8月27日6時40分左右，呂梁市中陽縣暖泉煤礦井下發生冒頂，7人全部獲救。8月31日，上午11點35分左右，淮北市吉山煤礦6104采煤工作面發生冒頂事故，導致3名工人被埋。我們不妨看看2012年1-9月份的事故統計（不完全）南山煤礦安全培訓

冒頂事故分類

1、按冒頂范圍劃分

一級非傷亡事故

采煤工作面冒頂長度在10m以上；掘進工作面冒頂長度在5m以上；巷道冒頂長度在5m以上以及發生冒頂事故使全礦井停工8h或采區停工3d以上。

二級非傷亡事故采煤工作面冒頂長度超過5m，掘進工作面冒頂長度超過3m；巷道冒頂長度超過5m以及發生冒頂事故使全礦井停工超過2h或采區停工超過8h。

三級非傷亡事故

采煤工作面冒頂長度超過3m和發生掘進工作面巷道冒頂以及發生冒頂事故使全礦井停工超過30min或采區停工超過2h。

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2、按傷害程度劃分輕傷事故負傷后需要休工一個工作日及以上，但未達到重傷程度的頂板事故。

重傷事故負傷后按國務院有關規定，依據具有資質的醫療機構出具的證明材料確定為重傷的頂板事故。

死亡事故

按國務院有關規定，依據公安機關或者具有資質的醫療機構出具的證明材料確定為死亡的頂板事故。

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3、按傷亡人數或直接經濟損失劃分

一般事故3人以下死亡、10人以下重傷或1000萬元以下直接經濟損失

較大事故3～10人死亡、10～50人重傷或1000～5000萬元直接經濟損失

重大事故10～30人死亡、50～100人重傷或5000萬～1億元直接經濟損失

特別重大事故30人以上死亡、100人以上重傷或1億元直接經濟損失安全培訓南山煤礦安全培訓

4、按冒頂部位劃分采煤工作面

兩頭兩線靠近煤壁線。靠近采空區放頂線。

工作面上下兩端頭。

巷道掘進工作面迎頭

巷道交叉處地質破壞帶安全培訓南山煤礦安全培訓

冒頂事故的分類采煤工作面頂板事故的分類按造成冒頂的力源及施力方向分（1）、由老頂或直接頂引起的壓垮型冒頂由于老頂的斷裂來壓引起的冒頂厚層堅硬巖層大面積垮落引起的冒頂直接頂冒落導致的冒頂。南山煤礦安全培訓（2）、漏頂型冒頂采煤工作面上下出口的漏頂。煤壁上方的漏頂放頂線處的漏頂地質破碎帶處的漏頂南山煤礦安全培訓（3）、推跨型冒頂復合頂板條件下的推垮型冒頂分層開采時金屬網假頂下的推垮型冒頂大塊游離頂板的推垮型冒頂。采空區冒落矸石沖入工作面推垮型冒頂南山煤礦安全培訓按冒頂的范圍分（1）、局部冒頂。冒頂范圍比較小，小到幾塊矸石，達到幾礦車矸石，經當班處理以后基本不影響正常生產，有時會造成“零打碎敲”的傷亡事故。（2）、大冒頂。冒頂的范圍很大，而且來勢兇猛，由于范圍大又很快，所以人員往往很難撤離，會造成三人以上的上傷亡事故，處理起來非常困難。南山煤礦安全培訓

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5、按發生冒頂事故力學原因劃分堅硬頂板壓垮型冒頂

采空區內大面積懸露的堅硬頂板在短時間內突然塌落，將工作面壓垮而造成的大型頂板事故破碎頂板漏垮型冒頂

采煤工作面某個地點由于支護失效而發生局部漏冒，破碎頂板從該處開始沿工作面傾斜向上全部漏完，造成支架失穩而發生的頂板事故復合頂板摧垮型冒頂

采煤工作面由于位于頂板下部巖層下沉，與上部巖層離層，支架處于失穩狀態，遇外力作用傾倒而發生的頂板事故南山煤礦安全培訓

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6、按發生冒頂事故面積大小劃分

局部冒頂

采掘工作面某個地點發生冒頂，一般范圍不超過3～5m

冒頂范圍小

傷亡人數少

規律性差

有人工作地點

大面積冒頂

采掘工作面某個地點發生冒頂或整個工作面全部垮塌，一般范圍超過3～5m

冒頂范圍大

基本頂劇烈運動

來勢兇猛

后果嚴重

南山煤礦安全培訓冒頂預兆（一）

（1）響聲。頂板壓力急劇增大時會發出很多種響聲，如摩擦式金屬支柱活柱下縮的摩擦聲、木支架和背板損壞的劈裂聲、金屬鉸接頂梁扁梢被壓擠出的撞擊聲、基本頂斷裂的板炮聲、直接頂受壓的碎裂聲等。（2）漏液。頂板來壓下沉，使支架載荷迅速上升，單體液壓支柱和自移式液壓支架安全閥出現自動漏液現象。（3）掉渣。頂板嚴重破裂時出現掉渣現象，掉渣越多，說明頂板壓力越大。

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安全培訓冒頂預兆（二）

（4）片幫。冒頂前煤壁因所承受的支承壓力增加，煤變松軟，片幫程度更為嚴重，甚至還出現煤的壓出和突出現象。

（5）裂隙。冒頂到來之前會出現裂隙或原有裂隙加寬、加深。有淋水的頂板，淋水量增加。

（6）淋水。有淋水的頂板，淋水量明顯增加；有的原本不淋水的頂板也出現淋水現象。南山煤礦安全培訓

安全培訓冒頂預兆（三）

（7）漏頂。破碎的偽頂或直接頂，在頂板壓力急增時，會因背頂不嚴或支架不牢出現漏頂現象。（8）離層。頂板將要冒落時，往往出現離層現象，采用敲幫問頂的方法不易發現，當基本頂垮落時，則將發生沒有預兆的大面積冒頂事故。（9）變形。由于頂板壓力的作用，支架出現歪扭變形現象，難以控制頂板會立即冒頂。（10）瓦斯。冒頂前瓦斯涌出量突然增加。南山煤礦安全培訓

現場判斷頂板冒落危險的方法

敲幫問頂法人站在安全地點，用手鎬或專用工具敲擊頂板、煤壁（兩幫），以判斷其完整性和穩定性;

木楔法在頂板的裂縫中插入一個木楔，觀察木楔是否變松動或掉下，以判斷頂板裂縫是否變寬、變大;

信號柱法在采煤工作面設置一棵木柱（直徑不大于50mm），觀察木柱是否被壓劈或折斷，以判斷頂板是否下沉;

礦井測壓觀測法安排專人觀測管理，每周至少觀測一次，發現有來壓現象每班觀察一次，以判斷頂板是否繼續下沉。安全培訓南山煤礦安全培訓

安全培訓1954年～2012年頂板事故統計：1954年～1985年期間，頂板事故死亡人數占總事故死亡人數的45%，采煤工作面頂板事故占75%，巷道頂板事故占25%。1986年～1992年期間頂板事故占總事故死亡人數的40%，采煤工作面頂板事故占頂板事故的66%，巷道頂板事故上升到34%。1992年—2012年期間頂板事故占總事故死亡人數的38%，采煤工作面頂板事故占頂板事故的52%，巷道頂板事故上升到48%。巷道頂板事故占頂板事故比例上升的原因:為了滿足大井型的生產系統需要，巷道斷面大，服務年限長；在掘進和維護過程中，對關鍵部位、地點（交叉點等），措施不力，管理不嚴；隨著開采深度的增加，巖性發生變化和礦山壓力產生影響。全國每年以12～14m的延伸開采。南山煤礦安全培訓

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煤礦頂板事故的綜合原因客觀原因

圍巖應力發生變化采煤過程中因圍巖應力重新分布，采煤方法和巷道位置選擇不能適應這些變化

地質條件發生變化采用通常的支護方法難以避免冒頂南山煤礦安全培訓

主觀原因

技術措施不到位

采煤工作面支護設計不合理；不能對變化的條件采取有針對性措施

按章作業不到位采掘工程質量低劣；不能按三大規程作業

現場管理不到位采掘工作面多工種平行作業，造成頂板壓力迭加；交接班、簽名驗收等規章制度執行不嚴；發現冒頂預兆不及時采取果斷措施安全培訓

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煤礦頂板事故的防治對策

1.認真編制并嚴格執行采區設計和采掘工作面作業規程2.采取有效支護，改進采煤合理工藝3.嚴格執行敲幫問頂制度4.及時回柱放頂5.特殊地質條件采取特殊安全措施6.進行礦壓觀測預報7.嚴格控制采高和控頂距8.預防沖擊地壓9.認真做好巷道維修預防冒頂的主要措施10.推廣運用頂板管理新技術

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加強煤礦頂板安全管理基礎工作

1.建立健全頂板管理規章制度1)頂板安全管理責任制2)頂板安全管理會議制度3)頂板事故管理制度4)頂板現場管理制度2.依靠科技進步促進頂板安全管理1)搞好采掘工程設計2)采用物探進行工作面地質預測預報3)應用新技術防止冒頂事故3.認真貫徹煤礦三大規程4.嚴格執行采掘安全質量標準

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第二部分煤礦冒頂事故的預防

采煤工作面頂板災害防治（一）

堅硬頂板壓垮型冒頂

采空區內大面積懸露的堅硬頂板在短時間內突然塌落，將工作面壓垮而造成的大型頂板事故

堅硬頂板及其冒頂特點堅硬難冒頂板來壓規律堅硬難冒頂板冒頂的預兆堅硬難冒頂板頂板災害的防治

安全培訓南山煤礦安全培訓采煤工作面冒頂事故的防治措施靠近煤壁處的局部冒頂（1）、冒頂的原因：頂板裸露空頂不及時支護；地質構造的影響；爆破引起；老頂來壓引起。（2）、防止措施：及時支護；防止偏幫；加強爆破管理；安全培訓南山煤礦安全培訓出口處的冒頂防治（1）、上下出口冒頂的原因：控頂面積大；頂板應力疊加；頂板反復支撐、卸載，受破壞。（2）、防治措施：加強支護；采用特種支架；安全培訓南山煤礦安全培訓放頂線處的局部冒頂（1）、冒頂的原因：回收受力最大支柱過程中應力轉移。（2）、防治措施：按操作規程回柱，特別是對受力最大的最后一至兩根支柱要特別注意，一般應先打替柱，以后再回柱，最后回收替柱。安全培訓南山煤礦安全培訓

地質破碎帶處的局部冒頂（1）、冒頂的原因：地質破碎帶頂板巖石已經破碎。（2）、防治措施：加強支護密度、放震動跑。安全培訓南山煤礦安全培訓復合頂板下的推垮型冒頂（1）、原因：由于復合頂板有“下軟上硬”和軟硬巖層間就夾有煤線的特征，巖層下沉時，由軟巖層面形成離層，下面的硬巖層失去上部巖層的摩擦阻力，所以會向工作面下方推垮，形成冒頂。（2）、防治措施：采掘工作中盡量不破壞復合頂板，不形成小漏頂。增加工作面支架的整體穩定性防止推垮事故。利用戧柱戧棚木垛等特殊支架支護。在工作面開切眼處布置錨桿，使控頂距內的巖層錨固在一起，增加穩定性。安全培訓南山煤礦安全培訓金屬網假頂下的推垮型冒頂（1）、冒頂的原因：支護失效，首先形成網兜；由于支柱的初撐力小，剛度小，在碎塊巖石的壓力下支架失穩。（2）、冒頂的特點事故發生在初次放頂階段支柱上受力不大，無支柱的折損現象推垮速度很快，人力無法抵抗此類事故一般發生在煤層傾角20度以上，采用金屬摩擦支柱的工作面。（3）、防治措施提高支柱的剛度，增加支柱的穩定性。在二分層開采時用內錯式布置開切眼，避免網上碎矸石存在空間。，并增加支架的穩定性。處放頂過程中一定要把金屬網放到地板。安全培訓南山煤礦安全培訓大塊游離頂板旋轉推垮型冒頂（1）、冒頂的原因頂板由斷層、裂隙、層理或薄弱巖層切割成游離大塊；大塊巖石形成旋轉力矩，將支架推倒。（2）、冒頂的特點冒頂發生在回柱放頂時或放頂以后。、游離巖塊的重力大于支撐力，且向采空區一側推移。（3）、防治措施判斷游離巖塊的范圍，對游離巖塊加強支護。采用回柱絞車回柱。安全培訓南山煤礦安全培訓

壓垮型冒頂1）、冒頂的原因

直接頂較薄，厚度小于采高的2～3倍。

直接頂出現臺階下沉。2）、防治措施：

加強礦井地質工作，摸清直接頂的結構和力學特征。進行礦壓觀測，準確掌握來壓步距，加強來壓預報。合理選擇支護方式，保證工作面的支護強度。工作面遇到斷層時要根據情況回柱放頂。安全培訓南山煤礦安全培訓大面積冒頂（1）、冒頂的原因煤層之上是厚而且堅硬的砂巖。經常大面積懸頂而不冒落，老頂來壓步距達50m~70m.當頂板的自身強度承受不了上部巖層和自身的重量時，出現斷裂垮落。回采過程中遇到斷層或裂隙。柱式采煤工作面煤柱尺寸過小。（2）、防治措施：頂板注水軟化。強制放頂。循環淺孔式爆破放頂。深孔式強制放頂。超前深孔松動爆破。安全培訓南山煤礦安全培訓南山煤礦安全培訓巷道頂板事故的分類巷道頂板事故按發生的地點分為兩類:掘進工作面冒頂事故，巷道交岔處的冒頂事故。掘進工作面的冒頂事故（1）冒頂的原因：掘進工作面破巖以后，頂部巖層失去控制，若不及時支護，隨時可能冒頂。已支護的頂部巖石，若支護失效，可能造成冒頂。（2）防治措施：根據掘進工作面的頂板巖性決定空頂距，當頂板巖性破碎、裂隙發育時應緊跟掘進支護。并及時延伸前探梁。嚴格執行敲幫問頂制度；所有危石必須撬下，無法撬下時應采取臨時支護措施，嚴禁空頂作業。在通過地質破碎帶時，要縮小棚距，并將各架棚子連鎖。通過破碎帶時要背好頂板，防止漏矸。炮掘工作面要嚴格控制炮眼裝藥量，防止放炮崩倒棚子。錨桿支護巷道要注意眼深和錨桿的密度，必要時采用錨網聯合支護。安全培訓南山煤礦安全培訓巷道交岔處頂板事故（1）冒頂的原因：交岔點處斷面大，巖層松動范圍大，巷道壓力集中是冒頂的主要原因。交岔點處支護復雜，對支架的穩定性及支護強度都要求很高，如果支護不好則可能發生冒頂。（2）防治措施：開岔口處應選擇在巖性好的位置。嚴格執行開口安全措施及操作規程。注意抬棚的架設質量與規格，保證有足夠的強度。安全培訓南山煤礦安全培訓

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堅硬頂板及其冒頂特點

一、堅硬難冒頂板性質堅硬難冒頂板具有整、厚、硬的性質。

整就是頂板完整，裂隙節理間I>1m；

厚就是巖層厚度大，巖層厚度≥2m～5m；

硬就是巖層試塊抗壓強度大，強度指標D>120，巖石單向抗壓強度σ>60MPa～80MPa,直接頂初次垮落步距>25m。

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二、堅硬難冒頂板產生壓垮型冒頂特點

（1）采空區易形成大面積懸頂使用刀柱法開采時，懸頂面積高達幾萬m2至幾十萬m2以上，長壁法開采時達到1萬m2以上。（2）頂板突然垮落超過極限面積后，頂板就會突然冒落，造成劇烈的動力現象。

（3）產生巨大的暴風對附近巷道甚至礦井造成極大破壞。安全培訓南山煤礦安全培訓

三、堅硬難冒頂板長壁工作面來壓規律

（1)初次來壓與周期來壓步距大一般大于30m，大的達50m，甚至可達100m以上。(2)工作面切頂線后方頂板懸露面積大切頂線后形成3～6m寬的懸頂。懸頂大造成垛式支架前后受力不均，后柱壓力常常為前柱壓力的1.5倍，同時工作面頂板有時沿煤壁折斷。⑶頂板來壓猛度大、造成單體支柱折斷液壓支架工作面來壓比單體支架工作面猛度還要大，支架載荷增高1～2倍。由于安全閥來不及開啟或卸載速度慢，使支架損壞，支柱活柱變形、彎曲開裂、缸體漲裂，最嚴重的使高噸位液壓支架缸體爆炸。安全培訓南山煤礦安全培訓

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四、堅硬難冒頂刀柱法工作面來壓規律（1）突然一次性的由煤層頂板直達地表。垮落下來的巖塊與未垮落巖體之間的裂隙形如刀切。（2）垮落巖體呈反漏斗形狀，即上小下大，四周斷裂面積與水平面的夾角為65～85度；（3）單次垮落的面積大，可達2～4萬平方米，最大達到12.5萬平方米；（4）垮落范圍小于開采范圍，中心區下陷深度為0.5～2米，最大可達3～4米，地表下沉均勻，周邊裂隙寬度達0.5米，深不見底。

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頂板大面積來壓和冒落的預兆（1）工作面煤壁片幫或刀柱煤柱炸裂，并伴有明顯的響聲。（2）炮眼變形，裝不進藥。打眼后鉆桿拔不出來。（3）頂板折斷發出悶雷聲。（4）頂板下沉急劇增加。（5）頂板有時出現裂隙與淋水，局部底板底鼓。（6）支架壓力突增，動載系數可達3.0以上。（7）微震儀觀測發現有許多巖體破裂與滑移的波形出現。

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堅硬難冒頂板大面積垮落的防治方法

1.提前強制爆落頂板

（1）地面深孔爆破放頂該方法主要是用在人員無法進入的老采空區懸頂區。在懸頂區上方相應的地面打鉆至采空區頂板，然后進行擴孔和大藥量爆破崩落頂板。

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（2）井下爆破強制放頂

井下爆破強制放頂主要是在工作面前方未采動煤層頂板打平行工作面的長鉆孔，進行爆破,使頂板破碎.在放頂煤工作面嚴禁爆破崩落采空區懸露頂板.南山煤礦安全培訓

安全培訓2.灌注壓力水處理頂板1.水對頂板的作用（1）軟化巖石遇水抗壓強度降低（2）壓裂壓力水破壞巖體結構2.注水方式（1）單側布孔（2）雙側布孔3.注水方法（1）超前工作面（2）分層（3）采空區（4）應力集中區

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3.其它安全技術措施

（1）合理選擇支架類型（2）控制懸頂面積（3）聯合開采（4）隔離煤柱（5）留設專門漏風通道（6）預測預報南山煤礦安全培訓

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采煤工作面頂板災害防治（二）

破碎頂板漏垮型冒頂

采煤工作面某個地點由于支護失效而發生局部漏冒，破碎頂板從該處開始沿工作面傾斜向上全部漏完，造成支架失穩而發生的頂板事故

破碎頂板及其冒頂機理破碎頂板冒頂規律破碎頂板的主要類型破碎頂板頂板災害的防治南山煤礦安全培訓

安全培訓破碎頂板及其冒頂機理破碎頂板指的是巖層強度低，節理裂隙十分發育，整體性差，自穩能力弱，并在工作面控頂范圍內維護困難的頂板破碎頂板的冒頂機理（1）允許暴露時間、面積小（2）容易與上復巖層離層（3）背頂材料折斷漏頂（4）與支架摩擦阻力小（5）支柱初撐力低

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破碎頂板冒頂規律南山煤礦安全培訓

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破碎頂板的主要類型

1.構造破碎型2.復合松軟型3.離層型4.包裹體鋃嵌型5.采動影響型南山煤礦安全培訓

破碎頂板冒頂的防治方法

減小頂板暴露面積縮短頂板暴露時間選擇合理的開采方法推廣化學加固技術采取破碎度觀測特殊條件下支護技術安全培訓南山煤礦安全培訓

采煤工作面頂板災害防治（三）

復合頂板摧垮型冒頂

采煤工作面由于位于頂板下部巖層下沉，與上部巖層離層，支架處于失穩狀態，遇外力作用傾倒而發生的頂板事故復合頂板概念復合頂板冒頂機理復合頂板冒頂特點

復合頂板頂板災害的防治安全培訓南山煤礦安全培訓

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1.復合頂板的特征（1）煤層頂板，由下“軟”上“硬”不同巖性的巖層組成；（2）“軟”、“硬”巖層間夾有煤線或薄層軟弱巖層；（3）下部“軟”巖層的厚度通常情況下為0.5～2.0米。

2.復合頂板的冒頂特點（1）冒頂前分沒有明顯的征兆和有征兆；（2）冒頂在時間上是隨機的；（3）冒頂壓力小；（4）冒頂發生時支柱破推倒；（5）冒頂前工作面直接頂沿煤壁已切斷；（6）冒頂后上部硬巖層大面積懸露不冒；（7）冒頂多友生在切眼附近。

南山煤礦安全培訓復合頂板摧垮型冒頂

（3）復合頂板冒頂機理1.離層；2.斷裂；3.去路4.推力5.誘發南山煤礦安全培訓

復合頂板頂板災害的防治

嚴禁仰斜開采掘進巷道不破壞頂板避免回風、運輸平巷與工作面呈銳角相交初采不反推提高支架穩定性提高單體柱的初撐力和剛度金屬網下防止冒頂方法安全培訓南山煤礦安全培訓

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金屬(塑料)網下推垮型冒頂（1）冒頂原因

應用傾斜分層下行垮落金屬網假頂走向長壁采煤法時，可能發生金屬網推垮型冒頂事故。①金屬網上的碎矸與上部斷裂的硬巖之間存在空隙；②金屬網上的碎矸與上部斷裂的硬巖之間雖不存在空隙，但難以膠結如圖。（2）預防措施①下分層內錯式布置開切眼，避免金屬網上存在空隙；②提高支架初撐力及剛度增加穩定性；③用“整體支架”增加支架的穩定性；④用偽傾斜工作面增加抵抗下推的阻力；⑤初次放頂盡量把金屬網下放到底板。南山煤礦安全培訓

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巷道頂板災害防治

巷道掘進和支護的安全巷道交叉處的安全巷道維修、更換支架的安全

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安全培訓

掘進工作面冒頂的原因及防治（1）冒頂原因

①掘進后，頂部存在與巖體失去聯系的巖塊，因支護不及時而冒落，如在斷層、褶曲層理裂隙發育等地質構造破壞帶掘進時頂部浮石的冒落。②掘進工作面附近已支護的頂板存在與巖體完全失去聯系的巖塊，因支護失效發生冒落。南山煤礦安全培訓

安全培訓（2）預防措施

①控制空頂距，及時支護；

②敲邦向頂，將危石挑下；

③在地質破壞帶掘進時縮小棚距，并采用拉條把棚子連成一體，防止棚子被推垮；

④頂上背嚴，必要時掛金屬網防止漏;⑤防止放炮蹦倒棚子。①南山煤礦安全培訓

安全培訓巷道交岔處冒頂的原因及防治

冒頂原因

1.開岔口需要架設抬棚替換原來巷道棚子，巷道頂部存在浮石，圍巖正向巷道擠壓；2.新架設的抬棚穩定性不夠，強度不夠。3.控頂面積大，頂板壓力大。南山煤礦安全培訓

安全培訓

南山煤礦安全培訓1.開岔口避開原來巷道冒頂的范圍

2.抬棚架設穩定后再拆原巷舊棚

3.選取強度大的材料做抬棚

4.開口處圍巖尖角被壓壞時，采取加強抬穩定性的措施安全培訓

防治措施南山煤礦安全培訓

第三部分煤礦冒頂事故的應急救援煤礦重大冒頂事故影響范圍大，傷亡人員多，中斷生產時間長，損毀井巷工程和生產設備嚴重，若引發次生災害，危害就更加慘重。煤礦冒頂事故的特征：

突發性災難性繼發性

安全培訓南山煤礦安全培訓

安全培訓1.冒頂時現場事故報告1.形式2.對象3.內容4.方法2.冒頂時現場事故處置1.積極消除災害保持統一指揮確保自身安全堅持救人為主防止災情惡化2.現場急救方法安全轉送快速檢查及時清塞創傷搶救南山煤礦安全培訓

3.遇險后立即發出呼救信號當被頂板冒落矸石埋壓時，要立即向外部發出求救信號，特別被矸石埋壓看不見人時，只要能呼叫和行動，就應發出有規律、不間斷的信號，但要注意千萬不要敲擊對自己安全有威脅的物料、矸石。

4.遇險人員要積極配合外部的營救工作被埋壓人員要注意配合外部人員的營救工作。不允許采用猛烈掙扎的方法企圖脫險，要注意保護頭部，保持鼻、口的暢通。

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5.破碎頂板冒頂現場作業人員應急自救互救要點保持支架完整,頂板插嚴背實,不留空隙;嚴禁在放炮、移溜、移絞車或回柱放頂等工序時崩到或撞碰倒支架防止出現局部冒頂一旦出現局部漏洞，必須加以堵塞，千萬不能任其自流，否則越流支架上頂越空，將使支架撲倒冒頂當開始發生漏垮型冒頂時，現場作業人員不要往傾斜上方逃跑，而應往下逃跑

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冒頂被圍堵人員應急自救互救

1.維護被圍堵地點的安全當作業人員被冒頂矸石堵住，無法逃出時，應維護加固附近的支架，特別是冒頂邊緣的支架，以防冒頂范圍繼續擴大，威脅被堵人員生命安全。千萬注意不能冒險越過冒頂區企圖逃生。安全培訓南山煤礦安全培訓

2.打開壓風管和自救系統閥門被堵范圍氧含量下降、有毒有害氣體增加時，應及時佩戴好自救器。若被堵巷道鋪設有壓風管，應打開閥門給被堵巷道空間輸送新鮮空氣，并稀釋瓦斯和其他有毒有害氣體，但要注意保暖。

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3.及時匯報被圍堵情況

應及時用電話向礦調度室匯報冒頂位置、冒頂范圍、被困人數和計劃采取的應急自救互救措施。在未征得上級領導同意時，千萬不要魯莽行事。

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4.發出求救信號采用敲擊鋼軌、鐵軌、鐵棚、預底板和巖石等，向外發出有規律的求救信號，要仔細聽外面是否有說話或腳步聲，若聽到應立即與外進行聯系。

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5.做好長時期避災準備

迅速組織起來；減少體力消耗；有計劃地食用物品；節省使用礦燈；互相鼓勵，互相關心，做好長時間避災待救的思想和物資準備。

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6.創造條件脫險逃生

有條件時，應利用現場材料采取積極自救的方法，組織人員疏通脫險通道，實現自行安全脫險，或者配合外部的營救工作，為提前脫險創造條件。

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營救被埋壓、圍堵遇險人員1.保證營救人員自身安全2.合理選擇搶救通道快速搶扒3.妥善營救被埋壓遇險人員4.冒頂埋壓傷工的現場急救安全培訓南山煤礦安全培訓

一、保證營救人員自身安全。1.根據采掘工作面施工方法、冒頂區巖層冒落高度、塊度、冒頂位置和影響范圍合理采取處理冒頂搶救人員方案。2.如果覺察到有再次冒頂危險時，首先應加強支護，有準備地做好安全退路。3.在冒落區工作時，要派專人觀察周圍頂板變化，注意檢查瓦斯變化情況。

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二、合理選擇搶救通道快速搶扒1.合理選擇搶救通道位置

繞道法（1）冒頂發生在工作面機尾，沿工作面煤幫，重開一條補巷繞過冒頂區；（2）冒頂發生在工作面機頭，在煤幫退出3～5米，從刮板機邊上掘進一條斜上山通到冒頂區上部；（3）冒頂發生在工作面中部，平行工作面留3～5米煤柱，重開一條切眼。

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2.合理選擇搶救通道斷面

（1）全斷面處理（即整巷法或一次成巷法）當冒頂范圍一般不超過15m、垮落矸石塊度不大、人工可以搬動時，可采取全斷面處理方案。沿冒頂處的兩頭，由外向里，一次架設的新棚子與原棚子斷面基本一致。這種方案的優點是避免多次松動原已破碎的頂板，缺點是進度較慢。

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2.小斷面處理（即小巷法）如果頂板冒落的巖石非常破碎，采取全斷面處理方案不易通過時，可先沿沒煤壁在底部掘進一條小子巷，支架形式可采用人字形掩護支架或小斷面梯形支架，以此作為臨時支架，整道冒落范圍，使風流貫通。然后在擴大為永久支架。這種方案的優點是處理冒頂的進度快，缺點是需要進行二次支護，另外小斷面處理有可能遇險遇難人員錯過。它適用于被隔堵、埋壓人員位置明確時的搶救工作和急于恢復采面或巷道用作運輸、行人和通風之用的冒頂處理。安全培訓南山煤礦安全培訓

3.合理選擇搶救通道支護撞楔法探板法搭涼棚法錨噴法木垛法安全培訓南山煤礦安全培訓

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三、妥善營救被埋壓遇險人員

搶救遇險人員

1.搶救遇險人員時，首先應直接與遇險人員聯絡（呼叫、敲打、使用地音探聽器等），來確定遇險人員所在的位置和人數。

2.搶扒傷工時不要損傷人體。如果石塊較大，無法搬動，可用千斤頂等工具抬起撥開，絕對不可用鎬刨或鐵錘砸打，更不能用放炮的方法崩碎。3.如果確知被冒頂壓傷傷工的頭部位置，應迅速扒出頭部，頭部扒出后，要立即清除口腔、鼻腔的污物，使其呼吸暢通。

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處理冒落物的措施救護隊在處理冒頂事故時，需要移動、破碎冒落的矸石，切斷金屬，木柱，巖石，運輸冒落物等工作。1.移動巖石可使用大小不同規格的液壓千斤頂和臥式液壓起重機。2.破碎大快冒落巖石可在巖石上打一個直徑為40—50mm的鉆孔，再把柱狀專用巖石破碎器送人孔內，加液壓后破碎器上的側面一排小活塞柱產生位移，可以把大快巖石漲裂開。安全培訓南山煤礦安全培訓

3.切斷冒落物中的金屬，巖石，木料時，可用氣動，電動兩用的金屬鋸，巖石鋸和木鋸。在瓦斯濃度不超限的情況下，救護隊還可使用輕便型（15kg左右）背提兩用氧氣切割機快速切割金屬。

4.處理冒頂時為快速搶運冒落物，可利用原鋪設的刮板輸送機。安全培訓南山煤礦安全培訓

恢復通風

人員被冒頂隔堵后，如果采用清理堵塞物,掘進小巷道等方法在短時間內難以接近時，救護隊應利用原來的壓風管，水管，輸送機或打鉆孔等方法，向被堵人員輸送空氣、飲料和食物，或者安裝局部通風機。安全培訓南山煤礦安全培訓

四、冒頂處理注意事項

在處理冒頂事故時，必須注意防止冒頂范圍繼續擴大，確保搶救人員自身安全。只有這樣，才能更快的將被隔堵、埋壓的遇險遇難人員救出。

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處理冒頂救人的一般原則1.先外后里。

先檢查冒落帶以外附近5m范圍內支架的完整性。有問題先處理。必要時可采取加固措施，例如加密支架、加打木垛、前后拉緊盯牢，加打抬板，插嚴背實，以增加后路支架有足夠的支護能力和穩定性，確保后路暢通。特別是傾斜巷道的支架與支架的連接要牢靠，防止發生支架失穩連續倒塌事故，將冒頂范圍擴大。安全培訓南山煤礦安全培訓

2.先支后拆。

需要回撤或排除原支架時，事先必須在舊支架附近打臨時支架，而是要有一定的新撐力。如需更換棚腿，應該先用內注式單體液壓支柱或金屬摩擦支柱在棚梁下打好支柱，再回徹舊棚腿，如需更換整架棚子，應先緊靠該棚子棚好一架，再回徹原棚子。安全培訓南山煤礦安全培訓

3.先上后下。

處理傾斜巷道冒頂事故時，應該由上向下進行，防止頂板冒落礦石砸著下面的搶救人員。特別是傾角再15°以上時，還應在處理地點的上方6—l0m處設置護身遮攔，以防巷道傾斜上方的煤矸滾落傷人。安全培訓南山煤礦安全培訓

4.先近后遠。

對一條巷道內發生多處冒頂事故時，必須堅持先處理外面的一處（即離安全出口較近的），逐漸向前發展在處理里面的那一處（即離安全出口較遠的）直至在巷道里各處冒落帶都處理好。安全培訓南山煤礦安全培訓

5.先頂后邦。

在處理冒頂事故時，必須注意先支撐好頂板，在護好兩邦，確保搶救人員的安全。例如在巷道一側由于片邦埋壓人員，搶救時必須在頂梁下先在片邦側打上一根立柱，然后對冒落巖石進行清理，救出遇險遇難人員。安全培訓南山煤礦安全培訓

五、冒頂埋壓傷工的現場急救

1.如果救出的傷工有外傷，要把他抬到安全地點后，盡快脫掉或撕開衣服，先止血，纏上繃帶。包扎時，如果傷口有煤渣，不要用水洗，避免手直接接觸能及傷口，更不可用臟布包扎。

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2.如果救出的傷工有骨折，應用夾板固定，受擠壓的肢體不允許按摩、熱敷或上止血帶，條件允許時可吃點止痛藥和消炎藥，但注意頭部和腹部受傷時不可服藥和喝開水，以防誤診。安全培訓南山煤礦安全培訓

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3.如果救出的傷工呼吸困難或呼吸已經停止，要立即進行人工呼吸搶救；若心臟也已經停止跳動，應進行心臟按壓，促使其恢復心跳。安全培訓南山煤礦安全培訓

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煤礦冒頂事故應急救援案例分析（一）

指揮有力

科學施救

統籌協作

北京市新興棗園煤礦“5.16”冒頂4名被困礦工成功救出

北京市新興棗園煤礦“5.16”塌冒事故發生后，市委、市政府高度重視，劉淇書記、郭金龍市長和茍仲文副市長批示,要求立即搶救被困人員。在仲文副市長的直接領導下，啟動了北京市礦山應急救援預案，成立現場救援指揮部，及時勘查事故現場，制定救援方案，迅速開展救援工作。各部門緊密配合，克服困難，科學施救，連續奮戰101小時，成功救出4名被困礦工（其中：3人生還，1人死亡）。

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一、事故發生的簡要經過

1.事故煤礦基本情況

北京市新興棗園煤礦位于房山區史家營鄉史家營村，行政隸屬于房山區史家營鄉，為股份制企業。該礦于1997年建井，核定生產能力為5萬t/a。

該礦開拓方式為平硐暗斜井開拓，通風方式為中央并列抽出式通風；屬低瓦斯礦井，煤塵不具有爆炸性。

該礦屬于證照齊全的合法礦井，現有工人150人，其中井下工人130人。

2.事故發生的簡要經過2008年5月16日12：00左右，北京市房山區史家營鄉北京市新興棗園煤礦班長帶領3名工人到+630m水平M10上東平巷進行維修。

18：00左右三人正在維修巷道，一人到2號上山去取工具，這時突然發生塌冒，四人被困井下。

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安全培訓“5.16”事故地點位于＋630m水平M10上東平巷，煤層厚度為1.2～2.4m，傾角為400。～42°。本平巷為半煤巖巷，采用全棚子支護，棚距0.8m，巷道長度210m，有4條上山，均屬于2006年的采空區。塌冒起始點為1號上山以里15m處。3.事故接報情況

5月17日22：45北京市安全生產監督管理局（北京煤礦安全監察分局）值班室接到國家安全監管總局調度室電話，稱總局接到舉報：房山區史家營鄉北京市新興棗園煤礦5月16日下午發生冒頂，4人被困，生死不明，礦主正在進行自救。市安全生產監督管理局立即責成房山區安全生產監督管理局進行核實。18日凌晨2：53市安全生產監督管理局值班室接到房山區安監局匯報，舉報事故屬實。市安全生產監督管理局立即向市政府進行了報告，并啟動北京市礦山應急救援預案。接到事故報告后，茍仲文副市長、劉志副秘書長及國家安全生產監管總局應急救援指揮中心田得雨處長立即趕赴現場指揮搶險救援。市安全生產監督管理局（北京煤礦安全監察分局）局長張家明、巡視員李建偉、副局長賈太保帶領本局（分局）有關人員迅速趕赴現場，同時調動北京市礦山救護隊立即趕赴現場救援。

市委宣傳部、市政府辦公廳、市應急辦、市發展改革委、市國土局、市檢察院、市公安局治安總隊等相關部門以及房山區委、區政府領導同志也先后趕赴現場。

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二、事故搶險救援情況

1.各級領導高度重視，指揮有力。

事故發生后市委、市政府高度重視，劉淇書記做出重要指示：“要抓緊搶救人員的工作”。郭金龍市長批示：“全力做好救援工作，對全市礦山在受四川地震震波影響后的安全工作，要再次研究布置，并從嚴要求，加強督查”。

國家煤礦安全監察局局長趙鐵錘、副局長王樹鶴來電詢問搶險救援情況并要

求科學施救。

在事故現場茍仲文副市長、劉志副秘書長分別主持召開了三次現場搶險救援指揮部會議，對搶險救援工作進行詳細的研究和部署。仲文副市長要求：要以人為本，千方百計搶救被困人員，想方設法積極給被困人員通風、通水和送營養，并確保救援人員的安全；區委、區政府要確保道路的暢通，做好救援工作的后勤保障、醫療救助工作，隨時準備進行搶救，積極做好事故的善后處理準備工作。

19日22：00仲文副市長再次到達事故現場，代表市委市政府和郭金龍市長對救援人員表示感謝，同時慰問看望救護隊員和醫護人員，希望他們繼續發揚不怕辛苦，連續奮戰的精神，盡最大努力將第4名被困人員救出，在營救過程中要確保救援人員自身安全。20日凌晨1時許，仲文副市長、劉志副秘書長、家明局長等領導到良鄉醫院看望獲救職工。

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2.搶險救援方案周密細致。

按照北京市礦山救援應急預案規定和仲文副市長的指示，成立現場搶險救援指揮部，市安全生產監督管理局局長張家明和房山區區長祁紅任事故搶險救援總指揮，下設8個組，分別為：現場救援組、安全保衛組、醫療救護組、后勤保障組、技術保障組、新聞組、專家組、事故調查組。搶險救援專家組由京煤集團原總工程師張可生、昊華能源股份有限公司總經理闞興等六名同志組成。

現場指揮部在聽取井下事故現場的勘查情況后，認真分析險情，判斷遇險人員所在的位置，確定了搶險救援工作方案，并對救援工作進行了部署。

從5月18日凌晨5時啟動北京市安全生產搶險救援應急預案，到5月20日晚10：55第四名礦工被救出井口，劉志副秘書長多次召開現場指揮部會議，認真部署，科學決策，使搶險救援工作順利進行。

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3.各部門統籌協作，緊密配合。

按照市委、市政府的指示精神，在指揮部的正確領導下，各部門積極配合，搶險救援工作緊張有序、有條不紊。

市委宣傳部負責對外新聞的發布工作，及時將事故搶險救援的進展情況通報給媒體；市安全生產監督管理局（北京煤礦安全監察分局）負責