井下冒顶事故原因及防治技术研究

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中图分类号：TD821 文献标识码：A

摘 要：对煤矿冒顶事故来说，麻痹大意是发生冒顶事故的思想根源，地质构造复杂是发生事故的重要因素，违章作业是引起冒顶的直接原因。预防冒顶应把好初次放顶关，初次来压和周期来压前要加强支护，加强回采工作面支护质量、高档普采工作面要防止煤壁附近空顶区冒顶，上下出口处应设专人维护，防止煤壁片帮，认真做好回柱放顶工作，回采工作面收尾时应采取措施。

关键词：煤矿 冒顶原因 预防

一、冒顶事故的原因

冒顶事故是由开采过程中矿山压力的活动所造成，顶板在矿山压力活动过程中发生不同程度的变形，先是沿着顶板节理出现裂隙，如果管理不当，支护质量不好，压力继续增大，岩石变形超过弹性变形极限，就会出现断裂、垮落、片帮或局部冒顶。

1.麻痹大意是发生冒顶事故的思想根源。下井后精神要集中，到工作地点后首先检查安全情况，经常敲帮问顶，对不安全的现象要认真检查处理。图省事，怕麻烦，不落实规章制度的思想，就是事故的苗头。

2.地质构造复杂是发生事故的重要因素。断层、褶曲地带受构造破坏较大，顶板破碎很容易发生冒

顶。在初次来压和厨期来压时，顶板下沉量和下沉速度都急剧增加，支架压力猛增，顶板破碎，甚至顶板出现台阶下沉，这时冒顶的可能性很大。如果没有掌握煤层的赋存条件、性质和变化情况，就不可能采取正确的措施加以管理，这样就难免发生冒顶事故。

3.违章作业是引起冒顶的直接原因。根据不同的地质资料，认真编制和执行作业规程，是控制顶板事故发生的重要措施。作业规程是根据不同的地质条件，规定不同的开采方法、安全措施、通风方法、支护方式、规格质量等。工作面弯曲不直，不按要求支护、空顶面积大、柱距排距不按规定、随意摘掉不应摘的支柱等，这些情况都容易发生冒顶。

4.不按正规循环作业引起冒顶。按正规循环作，工作面回采速度快，顶板压力小；工作面进度慢，顶板下沉量大，放顶回柱就困难，处理时非常容易冒顶。

二、冒顶预兆

1.出现响声。岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大时，木支架会发生劈裂，紧接着出现折梁断柱现象；

金属支柱的活柱快速下沉，连续发出“咯、咯”的响声，支柱发颤，把耳朵贴在柱体上，可断续听见支柱受压后所发生的声音；工作面使用的铰接顶梁受顶板冲击，顶梁水平楔被弹出或挤出，有时也能听到采空区内顶板发生断裂的闷雷声。

2.掉碴。顶板严重破裂时，折梁断柱就要增加，随着就出现掉碴现象。掉碴越多，说明顶板压力越大。

3.片帮。冒顶前煤壁所受压力增加，变得松软、片帮煤比平时多。使用电钻打眼时，钻眼省力，用采煤机割煤时负荷减小。

4.顶板出现裂隙。顶板的裂隙，一种是地质构造的自然裂隙，另一种是由于采空区顶板下沉引起的采动裂隙。如果这种裂缝加深加宽，说明顶板继续恶化，人们常在裂缝中插上木楔，看它是否松动或掉下来，来观察裂缝的变化作出预报。

5.顶板出现脱层。顶板快要冒落时，往往出现脱层现象。检查脱层要用“问顶”的方法，如果声音清脆，表明顶板完好。顶板发出“空空”的响声，说明上下岩层之间已经脱离。

6.漏顶。破碎的伪顶或直接顶在大面积冒落之前，有时因为刹顶不严和支护不牢出现漏顶现象。漏

顶如不及时处理，会使棚顶托空，支柱松动。顶板岩石继续冒落，就会造成没有声响的大冒顶。

7.有害气体和淋水增加。含瓦斯煤层出现瓦斯涌出量增加，顶板有淋水则淋水量增加。

三、预防冒顶的措施

（一）把好初次放顶关

1.由区队长现场指挥，组织班组长、安全员、顶板管理员巡回检查顶板，遇到紧急情况，应以口哨为令，所有人员均应按指令行动。

2.工作面放顶，支柱初撑力必须够，注意及时加固或增加工作面支柱。

3.对坚硬不易垮落的顶板，沿工作面根据顶板压力情况，隔一定距离增加特殊支护，压力很大时，为防止木垛推倒，可在木垛四周增加斜柱。

4.防止煤壁处顶板下沉，减少老塘顶板垮落时向工作面的推力，煤壁与老塘一侧支架均可打斜柱。

5.采取小进度多循环作业方式，加快推进速度，以保持煤壁的完整性，使之具有较好地支撑作用。

（二）初次来压和周期来压前要加强支护

1.在放顶线上增加1—2排密集支柱。

2.从上下安全出口，沿工作面增加支护程度。

3.在工作面及采空区设木信号柱。

（三）加强回采工作面支护质量

1.必须按作业规程规定的支护形式进行操作，打好的支柱要排成行，达到质量标准。

2.立柱时要柱底穿鞋，坚硬底板柱窝要有麻面，柱子不准打在浮煤或浮矸上。

3.必须有足够的支护密度，这需要根据实测的顶板压力与下沉量来确定。

4.在缓倾斜与倾斜煤层中，一定要把支柱打成有一定迎山角度，这样支柱才能承受岩石沿倾斜产生的下滑力。

5.根据顶板情况规定适当的支护方式，对坚硬顶板可用点柱或带帽点柱支护；对破碎顶板采用长钢梁或连锁棚，防止局部漏顶。

（四）高档普采工作面

高档普采工作面使用的单体液压支柱，具有初撑力大、承载均匀，切顶性能好等优点，因而在工作空间内一般不易发生冒顶事故。但是由于所用采煤机为自动拖移电缆，因而使端面控顶距离增大，最容易在煤壁附近空顶区发生事故。防止煤壁处空顶区冒顶的一般措施是采取超前挂金属梁，或打临时支柱，尽量减小空顶面积和缩短空顶时间，以防止局部冒顶。

（五）上下出口处

工作面上下出口处，由于控顶面积大，上下出口紧接的上下顺槽顶板暴露时间长，加上工作面支撑压力的影响，因此这一段地方顶板破碎压力大，故对工作面上下出口一般采取防止冒顶的措施是在上下出口处加强支护。通常在上下顺槽、超前机头、机尾处架抬棚，打密集支柱；移机头机尾时，须先打临时支柱，然后再替换原有支柱，设备移过之后，应迅速按要求补打支柱，支柱有断柱时，必须及时更换。

（六）防止煤壁片帮

在靠煤壁一侧的顶板是由煤壁支撑，在支撑压力的作用下，煤壁很容易压酥，再加上煤层本身松软，煤帮很容易片帮。防止片帮可采取以下几种措施：

1.落煤后，工作面煤壁应保证齐直，及时支护并打好贴帮柱，使新暴露出来的顶板及时支护，减少顶板对煤壁的压力。

2.在片帮严重的地方，如煤壁上方已经发现垮落，则应在贴帮柱上加托梁或挂超前金属铰接梁。

3.落煤后及时挑顶刷帮，使煤壁不向采空区倾斜。

4.合理布置炮眼，掌握好角度，控制炮眼装药量。

（七）认真做好回柱放顶工作

在回采的工序中容易发生冒顶的是回柱放顶工作，因此在组织回柱放顶工作时，必须严格按照操作规

程和作业规程进行。

1.回柱前要检查顶板压力是否稳定，工作面支柱是否完好，并按作业规程要求打好密集支柱。

2.采用回柱绞车回柱时，严禁拉大网。

3.为便于回柱时方便取坑木，用坑木作支柱时将大端向上，用坑木作梁时大端朝煤壁。

（八）回采工作面收尾时应采取措施

1.回采到停采线时，要留出最小控顶距，靠煤壁架好棚子，煤壁、老塘均背好笆片，以便行人和运料。必要时用木垛保护好上下出口，使退路畅通。

2.回柱次序是采空区向煤壁，由下而上。对拉工作面及有中巷的工作面，如倾角较小，可由两头向中间收回。

3.回柱时必须指定有经验人员观察顶板。

4.对个别采用由上而下回撤的和回收柱子由溜槽下放的，要特别注意顶板垮落岩石向下滚动而造成的事故。