煤矿顶板灾害防治经典

1、 顶顶板板灾灾害害防防治治 作者作者 董万迎董万迎 2008年年5月月 编者前言编者前言 1 每片课件红色者为重点内容。每片课件红色者为重点内容。 2 每片课件加特效效果都为必记重点。每片课件加特效效果都为必记重点。 3 本课件版权归制作者所有本课件版权归制作者所有. 4 若要转用须征本人同意。若要转用须征本人同意。 制作者制作者 董万迎董万迎 2008年年5月月任务一任务一 煤层厚度（结构、层数）煤层厚度（结构、层数） 1 煤层厚度（顶底板垂距）煤层厚度（顶底板垂距） 2 煤层结构煤层结构任务二任务二 煤层产状煤层产状:(走向，倾向，倾角）走向，倾向，倾角）任务三任务三 地质构造地质构造 1

2、 褶皱构造：弯曲、连续、完整。褶皱构造：弯曲、连续、完整。 如图：如图： 2 断裂构造：不完整、不连续、断裂。断裂构造：不完整、不连续、断裂。薄煤层：薄煤层：h h1.3m中厚煤层：中厚煤层：h1.3m3.5m厚煤层：厚煤层：h 3.5m简单结构：无夹矸。简单结构：无夹矸。复杂结构：有夹矸。复杂结构：有夹矸。缓斜煤层：缓斜煤层：25倾斜煤层：倾斜煤层： 2545急倾斜煤层：急倾斜煤层： 45近水平煤层：近水平煤层： 8 裂隙（节理）：无明显位移。裂隙（节理）：无明显位移。断层断层正断层：上盘下移、下盘上移。正断层：上盘下移、下盘上移。如图一如图一逆断层：上盘上移、下盘下移。逆断层：上盘上移、下

3、盘下移。如图二如图二平推断层：平推断层：如图三：如图三：图一图一图二图二上盘上盘下盘下盘断层面断层面断层面断层面上盘上盘下盘下盘逆断层逆断层逆断层逆断层断层面断层面断层面断层面上盘上盘上盘上盘下盘下盘下盘下盘正断层正断层正断层正断层 3 古河流对煤层的冲蚀古河流对煤层的冲蚀 4 岩浆侵入体岩浆侵入体 5 岩溶陷落柱：即石灰岩溶洞岩溶陷落柱：即石灰岩溶洞坍塌。（园形和椭园形）。坍塌。（园形和椭园形）。 附：岩石性质：附：岩石性质： 碎胀性。碎胀性。 水解性（崩解性）。水解性（崩解性）。 水胀性。水胀性。 软化性。软化性。 受力性等。受力性等。图三图三同生冲蚀：图同生冲蚀：图1后生冲蚀后生冲蚀:图

4、图2图图1图图2岩层岩层煤层煤层平推断层面平推断层面岩层岩层煤层煤层煤层煤层河沙河沙河沙河沙岩床：层状。岩床：层状。岩墙：条状。岩墙：条状。侵入煤层：无煤区。侵入煤层：无煤区。岩层岩层任务四任务四 岩石分类岩石分类 按生成原因分按生成原因分任务五任务五 煤层顶底板分类煤层顶底板分类岩浆岩：岩浆岩：沉积岩：沉积岩：变质岩：变质岩：顶板顶板底板：底板：（同上）同上）伪顶伪顶： 煤层上、煤层上、 0.3m0.5m、随采随落。、随采随落。直接顶直接顶： 伪顶上、回柱放顶时落。伪顶上、回柱放顶时落。基本顶，难落。基本顶，难落。老顶老顶：岩浆冷却而成的岩石。岩浆冷却而成的岩石。沉积、挤压、固结而形成的岩石

5、。沉积、挤压、固结而形成的岩石。 原有岩石因外来物掺入引起性质变化而原有岩石因外来物掺入引起性质变化而 形成的岩石。形成的岩石。任务六任务六 顶板初次来压及顶板周期来压顶板初次来压及顶板周期来压 1 顶板初次来压：顶板在工作面的第一次来压。顶板初次来压：顶板在工作面的第一次来压。 初次来压步距初次来压步距 = =（24倍）周期来压步距。倍）周期来压步距。 2 顶板周期来压：顶板在工作面的第一次来压后的每次来压。顶板周期来压：顶板在工作面的第一次来压后的每次来压。任务七任务七 采空区顶板移动三带：（冒落三带）采空区顶板移动三带：（冒落三带） 冒落带冒落带：裂隙带裂隙带弯曲下沉带弯曲下沉带附：附：

6、 1 最大控顶距最大控顶距：放顶前工作面的最大宽度。：放顶前工作面的最大宽度。 2 最小控顶距最小控顶距：放顶后工作面的最小宽度。：放顶后工作面的最小宽度。 3 放顶步距放顶步距： 工作面每次放顶的距离。工作面每次放顶的距离。 4 放顶步距放顶步距 最大控顶距最小控顶距。最大控顶距最小控顶距。任务八任务八 老顶分级和直接顶分类老顶分级和直接顶分类 1 老顶按来压大小分老顶按来压大小分 2 直接顶按稳定性分类直接顶按稳定性分类任务九任务九 工作面支架类型工作面支架类型 1 单体支柱单体支柱来压不明显来压不明显来压明显来压明显来压强烈来压强烈来压极强烈来压极强烈不稳定顶板不稳定顶板中等稳定顶板中等

7、稳定顶板稳定顶板稳定顶板坚硬顶板坚硬顶板木支架木支架摩擦式金属支柱与铰接顶梁摩擦式金属支柱与铰接顶梁单体液压支柱单体液压支柱戴帽点柱戴帽点柱穿鞋点柱穿鞋点柱急增阻式急增阻式微增阻式微增阻式内注式内注式外注式外注式 2 液压自移支架液压自移支架支撑式支撑式掩护式掩护式支撑掩护式支撑掩护式节式节式垛式垛式单绞式单绞式双绞式：即四连杆式双绞式：即四连杆式丛柱丛柱木垛木垛密集支柱密集支柱抬棚墩柱等抬棚墩柱等3 特种支架特种支架任务十任务十 锚杆支护的锚杆支护的“三径三径”配合配合锚杆直径锚杆直径钻孔直径钻孔直径锚固卷直径锚固卷直径三要合理配合三要合理配合任务十一任务十一 液压自移支架支护方式液压自移支

8、架支护方式 1 及时支护及时支护：割煤：割煤移架移架推溜。推溜。 2 滞后支护滞后支护：割煤：割煤推溜推溜移架。移架。 3 超前支护超前支护：移架：移架割煤割煤推溜。推溜。 4 复合支护复合支护：割煤：割煤支架伸前梁支架伸前梁推溜推溜移架。移架。任务十二任务十二 锚杆分类锚杆分类 1 按材料分按材料分 2 按作用方式按作用方式 木锚杆木锚杆金属锚杆金属锚杆树脂锚杆树脂锚杆快硬水泥锚杆等快硬水泥锚杆等长锚索法长锚索法端部锚固型端部锚固型摩擦型摩擦型全长胶洁型全长胶洁型 3 煤帮锚杆煤帮锚杆竹木锚杆竹木锚杆金属锚杆金属锚杆化学锚杆等化学锚杆等任务十三任务十三 锚杆强度、间排距、插入方向、排列方式、

9、锚固形式锚杆强度、间排距、插入方向、排列方式、锚固形式1 锚杆强度锚杆强度超强度锚杆超强度锚杆普通锚杆普通锚杆高强度锚杆高强度锚杆按服务强度分按服务强度分2 锚杆间排距锚杆间排距: 一般应小于所选锚杆长度之半。一般应小于所选锚杆长度之半。3 插入方向插入方向应与岩石层面成正交，最小角度不低于应与岩石层面成正交，最小角度不低于75。1非层状面岩层：拱形巷道锚杆与岩体结构面成最大角度布置，非层状面岩层：拱形巷道锚杆与岩体结构面成最大角度布置，层面不清时与周边轮廓线相垂直。层面不清时与周边轮廓线相垂直。2 2 4 锚杆排列方式锚杆排列方式 5 锚固形式锚固形式 附附 锚杆钻机锚杆钻机五花形：五花形：

10、方形方形矩形矩形坚硬岩层坚硬岩层软岩软岩全长锚固全长锚固端头锚固端头锚固 锚杆外漏部分不大于锚杆外漏部分不大于0.5m单体型单体型台车型台车型机载型机载型任务十四任务十四 顶板冒落前预兆顶板冒落前预兆1 裂隙裂隙2 响声响声3 掉碴掉碴4 片帮片帮5 漏顶漏顶6 离离层层8 支架压力增大支架压力增大7 淋水淋水9 炮眼变形炮眼变形10 底鼓底鼓11 下沉加快导剧下沉加快导剧12 支架折断等支架折断等任务十五任务十五 坚硬难冒落顶板灾害防冶方法坚硬难冒落顶板灾害防冶方法 一一 提前强制爆落顶板；提前强制爆落顶板； 1 地面深钻孔爆破放顶：采空区无法进行处理时。地面深钻孔爆破放顶：采空区无法进行处

11、理时。 2 刀柱采空区强制放顶：垂直工作面钻孔刀柱采空区强制放顶：垂直工作面钻孔 + + 地表钻孔地表钻孔 3 3 平行于工作面长钻孔强制放顶平行于工作面长钻孔强制放顶 4 4 垂直于工作面钻孔强制放顶：向采空区顶板钻眼爆破。垂直于工作面钻孔强制放顶：向采空区顶板钻眼爆破。 二二 灌注压力水处理法（软化压裂顶板）灌注压力水处理法（软化压裂顶板） 采空区爆破采空区爆破预放松动炮预放松动炮单侧布孔单侧布孔双侧布孔双侧布孔超前工作面预注水超前工作面预注水分层注水分层注水采空区注水采空区注水超过工作面应力集中区注水：（超过工作面应力集中区注水：（借力压碎）借力压碎） 方式方式 方法方法 三三 其它方法

12、其它方法 1 合理选择支架类型法。合理选择支架类型法。 2 适当增大悬顶面积法。适当增大悬顶面积法。 3 联合开采法：上层煤柱布置等。联合开采法：上层煤柱布置等。 4 隔离煤柱法等方法。隔离煤柱法等方法。任务十六任务十六 破碎顶板灾害防冶破碎顶板灾害防冶构造破碎型。构造破碎型。复合松软型：顶板由松软岩组成。复合松软型：顶板由松软岩组成。离层型。离层型。包裹体锒嵌型：坚硬岩嵌于沉积岩中。包裹体锒嵌型：坚硬岩嵌于沉积岩中。采动影响型。采动影响型。 1 顶板类型顶板类型 2 防冶技术防冶技术 减少顶板暴露减少顶板暴露 面积，缩短暴露时间。面积，缩短暴露时间。 选择合理采煤方法选择合理采煤方法 推广破

13、碎顶板化学加固技术推广破碎顶板化学加固技术 聚氨酯做成药包法或压注法：（通过粘力，凝固，韧性，发泡性，可聚氨酯做成药包法或压注法：（通过粘力，凝固，韧性，发泡性，可 进行观测进行观测 严禁空顶作业严禁空顶作业任务十七任务十七 工作面冒顶处理方法工作面冒顶处理方法 ：范围不大，未冒严堵死，矸稳定。：范围不大，未冒严堵死，矸稳定。 ：矸小，一动就流，难用探板法。撞楔方向垂直棚子方向。：矸小，一动就流，难用探板法。撞楔方向垂直棚子方向。 ：冒严堵死，范围不大于：冒严堵死，范围不大于15米，矸不大可搬运，由外向里，米，矸不大可搬运，由外向里， ：范围大，冒死堵严，上下不能通且不能用以上三法时用它：范围

14、大，冒死堵严，上下不能通且不能用以上三法时用它任务十八任务十八 巷道冒顶处理原则巷道冒顶处理原则 先外后里先外后里 先支后拆先支后拆 先上后下先上后下 先近后远先近后远 先顶后帮先顶后帮 1 探板法探板法2 撞楔法撞楔法3 小巷法小巷法 4 绕道法绕道法。实。实则是开眼绕过。则是开眼绕过。从上从上而下，而下，“人人”型小巷，放矸架棚。图三。型小巷，放矸架棚。图三。塑性等）塑性等）任务十九任务十九 巷道冒顶处理方法巷道冒顶处理方法 一一 按处理冒顶方法分按处理冒顶方法分 ：围岩稳定，矸不多，范围在：围岩稳定，矸不多，范围在23根支架。根支架。 ：矸小，同上撞楔法。：矸小，同上撞楔法。 ：范围较大，有锚喷技术，原支护为锚喷支护。：范围较大，有锚喷技术，原支护为锚喷支护。 ：范围大，冒高大，冒落区稳定时。：范围大，冒高大，冒落区稳定时。 二二 按处理冒顶时支护断面大小和位置分按处理冒顶时支护断