顶板控制及灾害预防

顶板控制及顶板灾害防治

龚永清

南山煤矿红沟分矿调度室

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南山煤矿安全培训第一部分煤矿冒顶事故的原因

第二部分煤矿冒顶事故的预防第三部分煤矿冒顶事故的应急救援南山煤矿安全培训

冒顶事故指的是在井下建设和生产过程中,因为顶板意外地冒落、垮塌而造成的人员伤亡、设备损坏和生产中断等事故

顶板事故煤矿五大自然灾害之一：

南山煤矿安全培训第一部分煤矿冒顶事故的原因南山煤矿安全培训

2008年顶板(瓦斯)灾害特点

顶板事故（瓦斯事故）

发生频率高1032起占52.8%=（182起占9.3%）

累计死亡人数多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%）

一次死亡人数少1.18人/起=(4.27人/起)

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近几年发生的顶板事故案例

2007.4.20重庆彬木沟煤矿上下出口垮塌8人被困

2007.4.29贵州科兴煤矿贯通冒顶2人死亡3人下落不明

2007.7.6四川拱泉煤矿冒顶5人下落不明

2007.8.28山西康裕煤矿冒顶死5人

2007.10.27大竹园煤矿冒顶死5人

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2008.6.22云南以劳养武煤矿维护巷道冒顶诱发瓦斯突出死6人2008.11.22贵州沙家坪煤矿冒顶死8人伤9人2009.3.18贵州羊场煤矿冒顶死5人2009.3.18湖南蒋家坪煤矿冒顶死6人伤4人2009.6.5河南义马千秋矿巷修塌冒巷道80m,死9人,伤11人安全培训南山煤矿安全培训

2010.3.5新疆兵团农八师天富煤业塔西河煤矿1310水平掘进工作面发生冒顶,死亡3人,受伤1人2010.3.820:30新疆塔城鸟苏市源利煤矿(私营煤矿,生产能力每年9万吨,该矿春节期间停产,未经验收)维修采面支护时发生冒顶,当时下井人数共28人,其中4人被埋2010.3.3010:00新疆塔城地区和丰鲁能煤电化开发公司沙吉海煤矿(在建矿井)副井井筒施工发生垮冒,当班下井共21人,其中安全升井11人,被困10人2010.4.2721:40河北冀中能源邯郸集团陶二煤矿1280下巷维修时发生冒顶,5人被埋2010.5.1913:00重庆市巫溪县小湾煤矿(证照齐全)采煤工作面冒顶.该区域共5人进行生产作业,其中1人安全升井,4人下落不明安全培训南山煤矿安全培训2012年顶板事故统计2月12日零时，安徽省来凤县一煤矿发生冒顶事故，致3人死亡1人受伤。2月19日12时40分左右，蒲县宏源集团北峪煤业有限公司的102回风顺槽顶板发生冒顶事故，7人遇难。3月3日，湖北省宜都市松木坪镇双井寺村发生一起非法采矿点冒顶事故。事故造成2人死亡，1人失踪。3月7日下午，贵州盘县境内的东里煤矿发生冒顶事故，造成两死两伤。3月27日，贵州林东煤业发展有限责任公司黄家庄煤矿发生一起顶板冒顶事故，造成2人死亡。5月2日，甘肃白银市平川区白银崛盛煤业有限公司在井下二级煤巷维修作业时发生冒顶，将一名维修作业人员砸伤，经抢救无效死亡。5月20日上午11时，沈煤集团下属的清水煤矿发生冒顶事故造成9人死亡。5月21日8时30分，云南东源泸西煤业有限公司红升分公司一号井发生一起顶板（顶板陷落）事故，造成1人陷落，在事故抢险救援过程中又造成6人陷落。事故最终造成7人下落不明，南山煤矿安全培训6月8日，贵州水城一煤矿顶板垮塌事故致1人死亡。6月11日蒲城县郑家煤矿井下发生一起顶板事故，死亡一人。7月25日，贵州省黔西南州普安县，安利来煤矿发生一起顶板事故，造成5人被困。事故发生后，该矿未报告，自行施救，施救过程中再次发生冒顶，又造成53名救援人员被困。7月26日14时25分接群众举报后，经全力抢救，截至7月29日19时27分，所有被困人员成功获救。7月28日，辽宁省沈阳市苏家屯林盛煤矿冒顶导致一死两伤。8月4日，四川荣县双马凼煤矿发生1起顶板事故，死亡1人8月11日，四川芙蓉集团白皎煤矿发生1起顶板事故，死亡1人8月14日，四川资中县全新煤矿发生1起顶板事故，死亡2人。8月17日，陕西府谷，大昌汗镇瑞丰煤矿因顶板冒顶致13人被困井下，后13人成功获救8月27日6时40分左右，吕梁市中阳县暖泉煤矿井下发生冒顶，7人全部获救。8月31日，上午11点35分左右，淮北市吉山煤矿6104采煤工作面发生冒顶事故，导致3名工人被埋。我们不妨看看2012年1-9月份的事故统计（不完全）南山煤矿安全培训

冒顶事故分类

1、按冒顶范围划分

一级非伤亡事故

采煤工作面冒顶长度在10m以上；掘进工作面冒顶长度在5m以上；巷道冒顶长度在5m以上以及发生冒顶事故使全矿井停工8h或采区停工3d以上。

二级非伤亡事故采煤工作面冒顶长度超过5m，掘进工作面冒顶长度超过3m；巷道冒顶长度超过5m以及发生冒顶事故使全矿井停工超过2h或采区停工超过8h。

三级非伤亡事故

采煤工作面冒顶长度超过3m和发生掘进工作面巷道冒顶以及发生冒顶事故使全矿井停工超过30min或采区停工超过2h。

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2、按伤害程度划分轻伤事故负伤后需要休工一个工作日及以上，但未达到重伤程度的顶板事故。

重伤事故负伤后按国务院有关规定，依据具有资质的医疗机构出具的证明材料确定为重伤的顶板事故。

死亡事故

按国务院有关规定，依据公安机关或者具有资质的医疗机构出具的证明材料确定为死亡的顶板事故。

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3、按伤亡人数或直接经济损失划分

一般事故3人以下死亡、10人以下重伤或1000万元以下直接经济损失

较大事故3～10人死亡、10～50人重伤或1000～5000万元直接经济损失

重大事故10～30人死亡、50～100人重伤或5000万～1亿元直接经济损失

特别重大事故30人以上死亡、100人以上重伤或1亿元直接经济损失安全培训南山煤矿安全培训

4、按冒顶部位划分采煤工作面

两头两线靠近煤壁线。靠近采空区放顶线。

工作面上下两端头。

巷道掘进工作面迎头

巷道交叉处地质破坏带安全培训南山煤矿安全培训

冒顶事故的分类采煤工作面顶板事故的分类按造成冒顶的力源及施力方向分（1）、由老顶或直接顶引起的压垮型冒顶由于老顶的断裂来压引起的冒顶厚层坚硬岩层大面积垮落引起的冒顶直接顶冒落导致的冒顶。南山煤矿安全培训（2）、漏顶型冒顶采煤工作面上下出口的漏顶。煤壁上方的漏顶放顶线处的漏顶地质破碎带处的漏顶南山煤矿安全培训（3）、推跨型冒顶复合顶板条件下的推垮型冒顶分层开采时金属网假顶下的推垮型冒顶大块游离顶板的推垮型冒顶。采空区冒落矸石冲入工作面推垮型冒顶南山煤矿安全培训按冒顶的范围分（1）、局部冒顶。冒顶范围比较小，小到几块矸石，达到几矿车矸石，经当班处理以后基本不影响正常生产，有时会造成“零打碎敲”的伤亡事故。（2）、大冒顶。冒顶的范围很大，而且来势凶猛，由于范围大又很快，所以人员往往很难撤离，会造成三人以上的上伤亡事故，处理起来非常困难。南山煤矿安全培训

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5、按发生冒顶事故力学原因划分坚硬顶板压垮型冒顶

采空区内大面积悬露的坚硬顶板在短时间内突然塌落，将工作面压垮而造成的大型顶板事故破碎顶板漏垮型冒顶

采煤工作面某个地点由于支护失效而发生局部漏冒，破碎顶板从该处开始沿工作面倾斜向上全部漏完，造成支架失稳而发生的顶板事故复合顶板摧垮型冒顶

采煤工作面由于位于顶板下部岩层下沉，与上部岩层离层，支架处于失稳状态，遇外力作用倾倒而发生的顶板事故南山煤矿安全培训

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6、按发生冒顶事故面积大小划分

局部冒顶

采掘工作面某个地点发生冒顶，一般范围不超过3～5m

冒顶范围小

伤亡人数少

规律性差

有人工作地点

大面积冒顶

采掘工作面某个地点发生冒顶或整个工作面全部垮塌，一般范围超过3～5m

冒顶范围大

基本顶剧烈运动

来势凶猛

后果严重

南山煤矿安全培训冒顶预兆（一）

（1）响声。顶板压力急剧增大时会发出很多种响声，如摩擦式金属支柱活柱下缩的摩擦声、木支架和背板损坏的劈裂声、金属铰接顶梁扁梢被压挤出的撞击声、基本顶断裂的板炮声、直接顶受压的碎裂声等。（2）漏液。顶板来压下沉，使支架载荷迅速上升，单体液压支柱和自移式液压支架安全阀出现自动漏液现象。（3）掉渣。顶板严重破裂时出现掉渣现象，掉渣越多，说明顶板压力越大。

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安全培训冒顶预兆（二）

（4）片帮。冒顶前煤壁因所承受的支承压力增加，煤变松软，片帮程度更为严重，甚至还出现煤的压出和突出现象。

（5）裂隙。冒顶到来之前会出现裂隙或原有裂隙加宽、加深。有淋水的顶板，淋水量增加。

（6）淋水。有淋水的顶板，淋水量明显增加；有的原本不淋水的顶板也出现淋水现象。南山煤矿安全培训

安全培训冒顶预兆（三）

（7）漏顶。破碎的伪顶或直接顶，在顶板压力急增时，会因背顶不严或支架不牢出现漏顶现象。（8）离层。顶板将要冒落时，往往出现离层现象，采用敲帮问顶的方法不易发现，当基本顶垮落时，则将发生没有预兆的大面积冒顶事故。（9）变形。由于顶板压力的作用，支架出现歪扭变形现象，难以控制顶板会立即冒顶。（10）瓦斯。冒顶前瓦斯涌出量突然增加。南山煤矿安全培训

现场判断顶板冒落危险的方法

敲帮问顶法人站在安全地点，用手镐或专用工具敲击顶板、煤壁（两帮），以判断其完整性和稳定性;

木楔法在顶板的裂缝中插入一个木楔，观察木楔是否变松动或掉下，以判断顶板裂缝是否变宽、变大;

信号柱法在采煤工作面设置一棵木柱（直径不大于50mm），观察木柱是否被压劈或折断，以判断顶板是否下沉;

矿井测压观测法安排专人观测管理，每周至少观测一次，发现有来压现象每班观察一次，以判断顶板是否继续下沉。安全培训南山煤矿安全培训

安全培训1954年～2012年顶板事故统计：1954年～1985年期间，顶板事故死亡人数占总事故死亡人数的45%，采煤工作面顶板事故占75%，巷道顶板事故占25%。1986年～1992年期间顶板事故占总事故死亡人数的40%，采煤工作面顶板事故占顶板事故的66%，巷道顶板事故上升到34%。1992年—2012年期间顶板事故占总事故死亡人数的38%，采煤工作面顶板事故占顶板事故的52%，巷道顶板事故上升到48%。巷道顶板事故占顶板事故比例上升的原因:为了满足大井型的生产系统需要，巷道断面大，服务年限长；在掘进和维护过程中，对关键部位、地点（交叉点等），措施不力，管理不严；随着开采深度的增加，岩性发生变化和矿山压力产生影响。全国每年以12～14m的延伸开采。南山煤矿安全培训

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煤矿顶板事故的综合原因客观原因

围岩应力发生变化采煤过程中因围岩应力重新分布，采煤方法和巷道位置选择不能适应这些变化

地质条件发生变化采用通常的支护方法难以避免冒顶南山煤矿安全培训

主观原因

技术措施不到位

采煤工作面支护设计不合理；不能对变化的条件采取有针对性措施

按章作业不到位采掘工程质量低劣；不能按三大规程作业

现场管理不到位采掘工作面多工种平行作业，造成顶板压力迭加；交接班、签名验收等规章制度执行不严；发现冒顶预兆不及时采取果断措施安全培训

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煤矿顶板事故的防治对策

1.认真编制并严格执行采区设计和采掘工作面作业规程2.采取有效支护，改进采煤合理工艺3.严格执行敲帮问顶制度4.及时回柱放顶5.特殊地质条件采取特殊安全措施6.进行矿压观测预报7.严格控制采高和控顶距8.预防冲击地压9.认真做好巷道维修预防冒顶的主要措施10.推广运用顶板管理新技术

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加强煤矿顶板安全管理基础工作

1.建立健全顶板管理规章制度1)顶板安全管理责任制2)顶板安全管理会议制度3)顶板事故管理制度4)顶板现场管理制度2.依靠科技进步促进顶板安全管理1)搞好采掘工程设计2)采用物探进行工作面地质预测预报3)应用新技术防止冒顶事故3.认真贯彻煤矿三大规程4.严格执行采掘安全质量标准

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第二部分煤矿冒顶事故的预防

采煤工作面顶板灾害防治（一）

坚硬顶板压垮型冒顶

采空区内大面积悬露的坚硬顶板在短时间内突然塌落，将工作面压垮而造成的大型顶板事故

坚硬顶板及其冒顶特点坚硬难冒顶板来压规律坚硬难冒顶板冒顶的预兆坚硬难冒顶板顶板灾害的防治

安全培训南山煤矿安全培训采煤工作面冒顶事故的防治措施靠近煤壁处的局部冒顶（1）、冒顶的原因：顶板裸露空顶不及时支护；地质构造的影响；爆破引起；老顶来压引起。（2）、防止措施：及时支护；防止偏帮；加强爆破管理；安全培训南山煤矿安全培训出口处的冒顶防治（1）、上下出口冒顶的原因：控顶面积大；顶板应力叠加；顶板反复支撑、卸载，受破坏。（2）、防治措施：加强支护；采用特种支架；安全培训南山煤矿安全培训放顶线处的局部冒顶（1）、冒顶的原因：回收受力最大支柱过程中应力转移。（2）、防治措施：按操作规程回柱，特别是对受力最大的最后一至两根支柱要特别注意，一般应先打替柱，以后再回柱，最后回收替柱。安全培训南山煤矿安全培训

地质破碎带处的局部冒顶（1）、冒顶的原因：地质破碎带顶板岩石已经破碎。（2）、防治措施：加强支护密度、放震动跑。安全培训南山煤矿安全培训复合顶板下的推垮型冒顶（1）、原因：由于复合顶板有“下软上硬”和软硬岩层间就夹有煤线的特征，岩层下沉时，由软岩层面形成离层，下面的硬岩层失去上部岩层的摩擦阻力，所以会向工作面下方推垮，形成冒顶。（2）、防治措施：采掘工作中尽量不破坏复合顶板，不形成小漏顶。增加工作面支架的整体稳定性防止推垮事故。利用戗柱戗棚木垛等特殊支架支护。在工作面开切眼处布置锚杆，使控顶距内的岩层锚固在一起，增加稳定性。安全培训南山煤矿安全培训金属网假顶下的推垮型冒顶（1）、冒顶的原因：支护失效，首先形成网兜；由于支柱的初撑力小，刚度小，在碎块岩石的压力下支架失稳。（2）、冒顶的特点事故发生在初次放顶阶段支柱上受力不大，无支柱的折损现象推垮速度很快，人力无法抵抗此类事故一般发生在煤层倾角20度以上，采用金属摩擦支柱的工作面。（3）、防治措施提高支柱的刚度，增加支柱的稳定性。在二分层开采时用内错式布置开切眼，避免网上碎矸石存在空间。，并增加支架的稳定性。处放顶过程中一定要把金属网放到地板。安全培训南山煤矿安全培训大块游离顶板旋转推垮型冒顶（1）、冒顶的原因顶板由断层、裂隙、层理或薄弱岩层切割成游离大块；大块岩石形成旋转力矩，将支架推倒。（2）、冒顶的特点冒顶发生在回柱放顶时或放顶以后。、游离岩块的重力大于支撑力，且向采空区一侧推移。（3）、防治措施判断游离岩块的范围，对游离岩块加强支护。采用回柱绞车回柱。安全培训南山煤矿安全培训

压垮型冒顶1）、冒顶的原因

直接顶较薄，厚度小于采高的2～3倍。

直接顶出现台阶下沉。2）、防治措施：

加强矿井地质工作，摸清直接顶的结构和力学特征。进行矿压观测，准确掌握来压步距，加强来压预报。合理选择支护方式，保证工作面的支护强度。工作面遇到断层时要根据情况回柱放顶。安全培训南山煤矿安全培训大面积冒顶（1）、冒顶的原因煤层之上是厚而且坚硬的砂岩。经常大面积悬顶而不冒落，老顶来压步距达50m~70m.当顶板的自身强度承受不了上部岩层和自身的重量时，出现断裂垮落。回采过程中遇到断层或裂隙。柱式采煤工作面煤柱尺寸过小。（2）、防治措施：顶板注水软化。强制放顶。循环浅孔式爆破放顶。深孔式强制放顶。超前深孔松动爆破。安全培训南山煤矿安全培训南山煤矿安全培训巷道顶板事故的分类巷道顶板事故按发生的地点分为两类:掘进工作面冒顶事故，巷道交岔处的冒顶事故。掘进工作面的冒顶事故（1）冒顶的原因：掘进工作面破岩以后，顶部岩层失去控制，若不及时支护，随时可能冒顶。已支护的顶部岩石，若支护失效，可能造成冒顶。（2）防治措施：根据掘进工作面的顶板岩性决定空顶距，当顶板岩性破碎、裂隙发育时应紧跟掘进支护。并及时延伸前探梁。严格执行敲帮问顶制度；所有危石必须撬下，无法撬下时应采取临时支护措施，严禁空顶作业。在通过地质破碎带时，要缩小棚距，并将各架棚子连锁。通过破碎带时要背好顶板，防止漏矸。炮掘工作面要严格控制炮眼装药量，防止放炮崩倒棚子。锚杆支护巷道要注意眼深和锚杆的密度，必要时采用锚网联合支护。安全培训南山煤矿安全培训巷道交岔处顶板事故（1）冒顶的原因：交岔点处断面大，岩层松动范围大，巷道压力集中是冒顶的主要原因。交岔点处支护复杂，对支架的稳定性及支护强度都要求很高，如果支护不好则可能发生冒顶。（2）防治措施：开岔口处应选择在岩性好的位置。严格执行开口安全措施及操作规程。注意抬棚的架设质量与规格，保证有足够的强度。安全培训南山煤矿安全培训

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坚硬顶板及其冒顶特点

一、坚硬难冒顶板性质坚硬难冒顶板具有整、厚、硬的性质。

整就是顶板完整，裂隙节理间I>1m；

厚就是岩层厚度大，岩层厚度≥2m～5m；

硬就是岩层试块抗压强度大，强度指标D>120，岩石单向抗压强度σ>60MPa～80MPa,直接顶初次垮落步距>25m。

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二、坚硬难冒顶板产生压垮型冒顶特点

（1）采空区易形成大面积悬顶使用刀柱法开采时，悬顶面积高达几万m2至几十万m2以上，长壁法开采时达到1万m2以上。（2）顶板突然垮落超过极限面积后，顶板就会突然冒落，造成剧烈的动力现象。

（3）产生巨大的暴风对附近巷道甚至矿井造成极大破坏。安全培训南山煤矿安全培训

三、坚硬难冒顶板长壁工作面来压规律

（1)初次来压与周期来压步距大一般大于30m，大的达50m，甚至可达100m以上。(2)工作面切顶线后方顶板悬露面积大切顶线后形成3～6m宽的悬顶。悬顶大造成垛式支架前后受力不均，后柱压力常常为前柱压力的1.5倍，同时工作面顶板有时沿煤壁折断。⑶顶板来压猛度大、造成单体支柱折断液压支架工作面来压比单体支架工作面猛度还要大，支架载荷增高1～2倍。由于安全阀来不及开启或卸载速度慢，使支架损坏，支柱活柱变形、弯曲开裂、缸体涨裂，最严重的使高吨位液压支架缸体爆炸。安全培训南山煤矿安全培训

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四、坚硬难冒顶刀柱法工作面来压规律（1）突然一次性的由煤层顶板直达地表。垮落下来的岩块与未垮落岩体之间的裂隙形如刀切。（2）垮落岩体呈反漏斗形状，即上小下大，四周断裂面积与水平面的夹角为65～85度；（3）单次垮落的面积大，可达2～4万平方米，最大达到12.5万平方米；（4）垮落范围小于开采范围，中心区下陷深度为0.5～2米，最大可达3～4米，地表下沉均匀，周边裂隙宽度达0.5米，深不见底。

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顶板大面积来压和冒落的预兆（1）工作面煤壁片帮或刀柱煤柱炸裂，并伴有明显的响声。（2）炮眼变形，装不进药。打眼后钻杆拔不出来。（3）顶板折断发出闷雷声。（4）顶板下沉急剧增加。（5）顶板有时出现裂隙与淋水，局部底板底鼓。（6）支架压力突增，动载系数可达3.0以上。（7）微震仪观测发现有许多岩体破裂与滑移的波形出现。

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坚硬难冒顶板大面积垮落的防治方法

1.提前强制爆落顶板

（1）地面深孔爆破放顶该方法主要是用在人员无法进入的老采空区悬顶区。在悬顶区上方相应的地面打钻至采空区顶板，然后进行扩孔和大药量爆破崩落顶板。

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（2）井下爆破强制放顶

井下爆破强制放顶主要是在工作面前方未采动煤层顶板打平行工作面的长钻孔，进行爆破,使顶板破碎.在放顶煤工作面严禁爆破崩落采空区悬露顶板.南山煤矿安全培训

安全培训2.灌注压力水处理顶板1.水对顶板的作用（1）软化岩石遇水抗压强度降低（2）压裂压力水破坏岩体结构2.注水方式（1）单侧布孔（2）双侧布孔3.注水方法（1）超前工作面（2）分层（3）采空区（4）应力集中区

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3.其它安全技术措施

（1）合理选择支架类型（2）控制悬顶面积（3）联合开采（4）隔离煤柱（5）留设专门漏风通道（6）预测预报南山煤矿安全培训

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采煤工作面顶板灾害防治（二）

破碎顶板漏垮型冒顶

采煤工作面某个地点由于支护失效而发生局部漏冒，破碎顶板从该处开始沿工作面倾斜向上全部漏完，造成支架失稳而发生的顶板事故

破碎顶板及其冒顶机理破碎顶板冒顶规律破碎顶板的主要类型破碎顶板顶板灾害的防治南山煤矿安全培训

安全培训破碎顶板及其冒顶机理破碎顶板指的是岩层强度低，节理裂隙十分发育，整体性差，自稳能力弱，并在工作面控顶范围内维护困难的顶板破碎顶板的冒顶机理（1）允许暴露时间、面积小（2）容易与上复岩层离层（3）背顶材料折断漏顶（4）与支架摩擦阻力小（5）支柱初撑力低

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破碎顶板冒顶规律南山煤矿安全培训

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破碎顶板的主要类型

1.构造破碎型2.复合松软型3.离层型4.包裹体锒嵌型5.采动影响型南山煤矿安全培训

破碎顶板冒顶的防治方法

减小顶板暴露面积缩短顶板暴露时间选择合理的开采方法推广化学加固技术采取破碎度观测特殊条件下支护技术安全培训南山煤矿安全培训

采煤工作面顶板灾害防治（三）

复合顶板摧垮型冒顶

采煤工作面由于位于顶板下部岩层下沉，与上部岩层离层，支架处于失稳状态，遇外力作用倾倒而发生的顶板事故复合顶板概念复合顶板冒顶机理复合顶板冒顶特点

复合顶板顶板灾害的防治安全培训南山煤矿安全培训

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1.复合顶板的特征（1）煤层顶板，由下“软”上“硬”不同岩性的岩层组成；（2）“软”、“硬”岩层间夹有煤线或薄层软弱岩层；（3）下部“软”岩层的厚度通常情况下为0.5～2.0米。

2.复合顶板的冒顶特点（1）冒顶前分没有明显的征兆和有征兆；（2）冒顶在时间上是随机的；（3）冒顶压力小；（4）冒顶发生时支柱破推倒；（5）冒顶前工作面直接顶沿煤壁已切断；（6）冒顶后上部硬岩层大面积悬露不冒；（7）冒顶多友生在切眼附近。

南山煤矿安全培训复合顶板摧垮型冒顶

（3）复合顶板冒顶机理1.离层；2.断裂；3.去路4.推力5.诱发南山煤矿安全培训

复合顶板顶板灾害的防治

严禁仰斜开采掘进巷道不破坏顶板避免回风、运输平巷与工作面呈锐角相交初采不反推提高支架稳定性提高单体柱的初撑力和刚度金属网下防止冒顶方法安全培训南山煤矿安全培训

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金属(塑料)网下推垮型冒顶（1）冒顶原因

应用倾斜分层下行垮落金属网假顶走向长壁采煤法时，可能发生金属网推垮型冒顶事故。①金属网上的碎矸与上部断裂的硬岩之间存在空隙；②金属网上的碎矸与上部断裂的硬岩之间虽不存在空隙，但难以胶结如图。（2）预防措施①下分层内错式布置开切眼，避免金属网上存在空隙；②提高支架初撑力及刚度增加稳定性；③用“整体支架”增加支架的稳定性；④用伪倾斜工作面增加抵抗下推的阻力；⑤初次放顶尽量把金属网下放到底板。南山煤矿安全培训

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巷道顶板灾害防治

巷道掘进和支护的安全巷道交叉处的安全巷道维修、更换支架的安全

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掘进工作面冒顶的原因及防治（1）冒顶原因

①掘进后，顶部存在与岩体失去联系的岩块，因支护不及时而冒落，如在断层、褶曲层理裂隙发育等地质构造破坏带掘进时顶部浮石的冒落。②掘进工作面附近已支护的顶板存在与岩体完全失去联系的岩块，因支护失效发生冒落。南山煤矿安全培训

安全培训（2）预防措施

①控制空顶距，及时支护；

②敲邦向顶，将危石挑下；

③在地质破坏带掘进时缩小棚距，并采用拉条把棚子连成一体，防止棚子被推垮；

④顶上背严，必要时挂金属网防止漏;⑤防止放炮蹦倒棚子。①南山煤矿安全培训

安全培训巷道交岔处冒顶的原因及防治

冒顶原因

1.开岔口需要架设抬棚替换原来巷道棚子，巷道顶部存在浮石，围岩正向巷道挤压；2.新架设的抬棚稳定性不够，强度不够。3.控顶面积大，顶板压力大。南山煤矿安全培训

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南山煤矿安全培训1.开岔口避开原来巷道冒顶的范围

2.抬棚架设稳定后再拆原巷旧棚

3.选取强度大的材料做抬棚

4.开口处围岩尖角被压坏时，采取加强抬稳定性的措施安全培训

防治措施南山煤矿安全培训

第三部分煤矿冒顶事故的应急救援煤矿重大冒顶事故影响范围大，伤亡人员多，中断生产时间长，损毁井巷工程和生产设备严重，若引发次生灾害，危害就更加惨重。煤矿冒顶事故的特征：

突发性灾难性继发性

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安全培训1.冒顶时现场事故报告1.形式2.对象3.内容4.方法2.冒顶时现场事故处置1.积极消除灾害保持统一指挥确保自身安全坚持救人为主防止灾情恶化2.现场急救方法安全转送快速检查及时清塞创伤抢救南山煤矿安全培训

3.遇险后立即发出呼救信号当被顶板冒落矸石埋压时，要立即向外部发出求救信号，特别被矸石埋压看不见人时，只要能呼叫和行动，就应发出有规律、不间断的信号，但要注意千万不要敲击对自己安全有威胁的物料、矸石。

4.遇险人员要积极配合外部的营救工作被埋压人员要注意配合外部人员的营救工作。不允许采用猛烈挣扎的方法企图脱险，要注意保护头部，保持鼻、口的畅通。

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5.破碎顶板冒顶现场作业人员应急自救互救要点保持支架完整,顶板插严背实,不留空隙;严禁在放炮、移溜、移绞车或回柱放顶等工序时崩到或撞碰倒支架防止出现局部冒顶一旦出现局部漏洞，必须加以堵塞，千万不能任其自流，否则越流支架上顶越空，将使支架扑倒冒顶当开始发生漏垮型冒顶时，现场作业人员不要往倾斜上方逃跑，而应往下逃跑

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冒顶被围堵人员应急自救互救

1.维护被围堵地点的安全当作业人员被冒顶矸石堵住，无法逃出时，应维护加固附近的支架，特别是冒顶边缘的支架，以防冒顶范围继续扩大，威胁被堵人员生命安全。千万注意不能冒险越过冒顶区企图逃生。安全培训南山煤矿安全培训

2.打开压风管和自救系统阀门被堵范围氧含量下降、有毒有害气体增加时，应及时佩戴好自救器。若被堵巷道铺设有压风管，应打开阀门给被堵巷道空间输送新鲜空气，并稀释瓦斯和其他有毒有害气体，但要注意保暖。

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3.及时汇报被围堵情况

应及时用电话向矿调度室汇报冒顶位置、冒顶范围、被困人数和计划采取的应急自救互救措施。在未征得上级领导同意时，千万不要鲁莽行事。

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4.发出求救信号采用敲击钢轨、铁轨、铁棚、预底板和岩石等，向外发出有规律的求救信号，要仔细听外面是否有说话或脚步声，若听到应立即与外进行联系。

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5.做好长时期避灾准备

迅速组织起来；减少体力消耗；有计划地食用物品；节省使用矿灯；互相鼓励，互相关心，做好长时间避灾待救的思想和物资准备。

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6.创造条件脱险逃生

有条件时，应利用现场材料采取积极自救的方法，组织人员疏通脱险通道，实现自行安全脱险，或者配合外部的营救工作，为提前脱险创造条件。

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营救被埋压、围堵遇险人员1.保证营救人员自身安全2.合理选择抢救通道快速抢扒3.妥善营救被埋压遇险人员4.冒顶埋压伤工的现场急救安全培训南山煤矿安全培训

一、保证营救人员自身安全。1.根据采掘工作面施工方法、冒顶区岩层冒落高度、块度、冒顶位置和影响范围合理采取处理冒顶抢救人员方案。2.如果觉察到有再次冒顶危险时，首先应加强支护，有准备地做好安全退路。3.在冒落区工作时，要派专人观察周围顶板变化，注意检查瓦斯变化情况。

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二、合理选择抢救通道快速抢扒1.合理选择抢救通道位置

绕道法（1）冒顶发生在工作面机尾，沿工作面煤帮，重开一条补巷绕过冒顶区；（2）冒顶发生在工作面机头，在煤帮退出3～5米，从刮板机边上掘进一条斜上山通到冒顶区上部；（3）冒顶发生在工作面中部，平行工作面留3～5米煤柱，重开一条切眼。

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2.合理选择抢救通道断面

（1）全断面处理（即整巷法或一次成巷法）当冒顶范围一般不超过15m、垮落矸石块度不大、人工可以搬动时，可采取全断面处理方案。沿冒顶处的两头，由外向里，一次架设的新棚子与原棚子断面基本一致。这种方案的优点是避免多次松动原已破碎的顶板，缺点是进度较慢。

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2.小断面处理（即小巷法）如果顶板冒落的岩石非常破碎，采取全断面处理方案不易通过时，可先沿没煤壁在底部掘进一条小子巷，支架形式可采用人字形掩护支架或小断面梯形支架，以此作为临时支架，整道冒落范围，使风流贯通。然后在扩大为永久支架。这种方案的优点是处理冒顶的进度快，缺点是需要进行二次支护，另外小断面处理有可能遇险遇难人员错过。它适用于被隔堵、埋压人员位置明确时的抢救工作和急于恢复采面或巷道用作运输、行人和通风之用的冒顶处理。安全培训南山煤矿安全培训

3.合理选择抢救通道支护撞楔法探板法搭凉棚法锚喷法木垛法安全培训南山煤矿安全培训

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三、妥善营救被埋压遇险人员

抢救遇险人员

1.抢救遇险人员时，首先应直接与遇险人员联络（呼叫、敲打、使用地音探听器等），来确定遇险人员所在的位置和人数。

2.抢扒伤工时不要损伤人体。如果石块较大，无法搬动，可用千斤顶等工具抬起拨开，绝对不可用镐刨或铁锤砸打，更不能用放炮的方法崩碎。3.如果确知被冒顶压伤伤工的头部位置，应迅速扒出头部，头部扒出后，要立即清除口腔、鼻腔的污物，使其呼吸畅通。

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处理冒落物的措施救护队在处理冒顶事故时，需要移动、破碎冒落的矸石，切断金属，木柱，岩石，运输冒落物等工作。1.移动岩石可使用大小不同规格的液压千斤顶和卧式液压起重机。2.破碎大快冒落岩石可在岩石上打一个直径为40—50mm的钻孔，再把柱状专用岩石破碎器送人孔内，加液压后破碎器上的侧面一排小活塞柱产生位移，可以把大快岩石涨裂开。安全培训南山煤矿安全培训

3.切断冒落物中的金属，岩石，木料时，可用气动，电动两用的金属锯，岩石锯和木锯。在瓦斯浓度不超限的情况下，救护队还可使用轻便型（15kg左右）背提两用氧气切割机快速切割金属。

4.处理冒顶时为快速抢运冒落物，可利用原铺设的刮板输送机。安全培训南山煤矿安全培训

恢复通风

人员被冒顶隔堵后，如果采用清理堵塞物,掘进小巷道等方法在短时间内难以接近时，救护队应利用原来的压风管，水管，输送机或打钻孔等方法，向被堵人员输送空气、饮料和食物，或者安装局部通风机。安全培训南山煤矿安全培训

四、冒顶处理注意事项

在处理冒顶事故时，必须注意防止冒顶范围继续扩大，确保抢救人员自身安全。只有这样，才能更快的将被隔堵、埋压的遇险遇难人员救出。

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处理冒顶救人的一般原则1.先外后里。

先检查冒落带以外附近5m范围内支架的完整性。有问题先处理。必要时可采取加固措施，例如加密支架、加打木垛、前后拉紧盯牢，加打抬板，插严背实，以增加后路支架有足够的支护能力和稳定性，确保后路畅通。特别是倾斜巷道的支架与支架的连接要牢靠，防止发生支架失稳连续倒塌事故，将冒顶范围扩大。安全培训南山煤矿安全培训

2.先支后拆。

需要回撤或排除原支架时，事先必须在旧支架附近打临时支架，而是要有一定的新撑力。如需更换棚腿，应该先用内注式单体液压支柱或金属摩擦支柱在棚梁下打好支柱，再回彻旧棚腿，如需更换整架棚子，应先紧靠该棚子棚好一架，再回彻原棚子。安全培训南山煤矿安全培训

3.先上后下。

处理倾斜巷道冒顶事故时，应该由上向下进行，防止顶板冒落矿石砸着下面的抢救人员。特别是倾角再15°以上时，还应在处理地点的上方6—l0m处设置护身遮拦，以防巷道倾斜上方的煤矸滚落伤人。安全培训南山煤矿安全培训

4.先近后远。

对一条巷道内发生多处冒顶事故时，必须坚持先处理外面的一处（即离安全出口较近的），逐渐向前发展在处理里面的那一处（即离安全出口较远的）直至在巷道里各处冒落带都处理好。安全培训南山煤矿安全培训

5.先顶后邦。

在处理冒顶事故时，必须注意先支撑好顶板，在护好两邦，确保抢救人员的安全。例如在巷道一侧由于片邦埋压人员，抢救时必须在顶梁下先在片邦侧打上一根立柱，然后对冒落岩石进行清理，救出遇险遇难人员。安全培训南山煤矿安全培训

五、冒顶埋压伤工的现场急救

1.如果救出的伤工有外伤，要把他抬到安全地点后，尽快脱掉或撕开衣服，先止血，缠上绷带。包扎时，如果伤口有煤渣，不要用水洗，避免手直接接触能及伤口，更不可用脏布包扎。

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2.如果救出的伤工有骨折，应用夹板固定，受挤压的肢体不允许按摩、热敷或上止血带，条件允许时可吃点止痛药和消炎药，但注意头部和腹部受伤时不可服药和喝开水，以防误诊。安全培训南山煤矿安全培训

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3.如果救出的伤工呼吸困难或呼吸已经停止，要立即进行人工呼吸抢救；若心脏也已经停止跳动，应进行心脏按压，促使其恢复心跳。安全培训南山煤矿安全培训

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煤矿冒顶事故应急救援案例分析（一）

指挥有力

科学施救

统筹协作

北京市新兴枣园煤矿“5.16”冒顶4名被困矿工成功救出

北京市新兴枣园煤矿“5.16”塌冒事故发生后，市委、市政府高度重视，刘淇书记、郭金龙市长和苟仲文副市长批示,要求立即抢救被困人员。在仲文副市长的直接领导下，启动了北京市矿山应急救援预案，成立现场救援指挥部，及时勘查事故现场，制定救援方案，迅速开展救援工作。各部门紧密配合，克服困难，科学施救，连续奋战101小时，成功救出4名被困矿工（其中：3人生还，1人死亡）。

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一、事故发生的简要经过

1.事故煤矿基本情况

北京市新兴枣园煤矿位于房山区史家营乡史家营村，行政隶属于房山区史家营乡，为股份制企业。该矿于1997年建井，核定生产能力为5万t/a。

该矿开拓方式为平硐暗斜井开拓，通风方式为中央并列抽出式通风；属低瓦斯矿井，煤尘不具有爆炸性。

该矿属于证照齐全的合法矿井，现有工人150人，其中井下工人130人。

2.事故发生的简要经过2008年5月16日12：00左右，北京市房山区史家营乡北京市新兴枣园煤矿班长带领3名工人到+630m水平M10上东平巷进行维修。

18：00左右三人正在维修巷道，一人到2号上山去取工具，这时突然发生塌冒，四人被困井下。

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安全培训“5.16”事故地点位于＋630m水平M10上东平巷，煤层厚度为1.2～2.4m，倾角为400。～42°。本平巷为半煤岩巷，采用全棚子支护，棚距0.8m，巷道长度210m，有4条上山，均属于2006年的采空区。塌冒起始点为1号上山以里15m处。3.事故接报情况

5月17日22：45北京市安全生产监督管理局（北京煤矿安全监察分局）值班室接到国家安全监管总局调度室电话，称总局接到举报：房山区史家营乡北京市新兴枣园煤矿5月16日下午发生冒顶，4人被困，生死不明，矿主正在进行自救。市安全生产监督管理局立即责成房山区安全生产监督管理局进行核实。18日凌晨2：53市安全生产监督管理局值班室接到房山区安监局汇报，举报事故属实。市安全生产监督管理局立即向市政府进行了报告，并启动北京市矿山应急救援预案。接到事故报告后，苟仲文副市长、刘志副秘书长及国家安全生产监管总局应急救援指挥中心田得雨处长立即赶赴现场指挥抢险救援。市安全生产监督管理局（北京煤矿安全监察分局）局长张家明、巡视员李建伟、副局长贾太保带领本局（分局）有关人员迅速赶赴现场，同时调动北京市矿山救护队立即赶赴现场救援。

市委宣传部、市政府办公厅、市应急办、市发展改革委、市国土局、市检察院、市公安局治安总队等相关部门以及房山区委、区政府领导同志也先后赶赴现场。

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二、事故抢险救援情况

1.各级领导高度重视，指挥有力。

事故发生后市委、市政府高度重视，刘淇书记做出重要指示：“要抓紧抢救人员的工作”。郭金龙市长批示：“全力做好救援工作，对全市矿山在受四川地震震波影响后的安全工作，要再次研究布置，并从严要求，加强督查”。

国家煤矿安全监察局局长赵铁锤、副局长王树鹤来电询问抢险救援情况并要

求科学施救。

在事故现场苟仲文副市长、刘志副秘书长分别主持召开了三次现场抢险救援指挥部会议，对抢险救援工作进行详细的研究和部署。仲文副市长要求：要以人为本，千方百计抢救被困人员，想方设法积极给被困人员通风、通水和送营养，并确保救援人员的安全；区委、区政府要确保道路的畅通，做好救援工作的后勤保障、医疗救助工作，随时准备进行抢救，积极做好事故的善后处理准备工作。

19日22：00仲文副市长再次到达事故现场，代表市委市政府和郭金龙市长对救援人员表示感谢，同时慰问看望救护队员和医护人员，希望他们继续发扬不怕辛苦，连续奋战的精神，尽最大努力将第4名被困人员救出，在营救过程中要确保救援人员自身安全。20日凌晨1时许，仲文副市长、刘志副秘书长、家明局长等领导到良乡医院看望获救职工。

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2.抢险救援方案周密细致。

按照北京市矿山救援应急预案规定和仲文副市长的指示，成立现场抢险救援指挥部，市安全生产监督管理局局长张家明和房山区区长祁红任事故抢险救援总指挥，下设8个组，分别为：现场救援组、安全保卫组、医疗救护组、后勤保障组、技术保障组、新闻组、专家组、事故调查组。抢险救援专家组由京煤集团原总工程师张可生、昊华能源股份有限公司总经理阚兴等六名同志组成。

现场指挥部在听取井下事故现场的勘查情况后，认真分析险情，判断遇险人员所在的位置，确定了抢险救援工作方案，并对救援工作进行了部署。

从5月18日凌晨5时启动北京市安全生产抢险救援应急预案，到5月20日晚10：55第四名矿工被救出井口，刘志副秘书长多次召开现场指挥部会议，认真部署，科学决策，使抢险救援工作顺利进行。

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3.各部门统筹协作，紧密配合。

按照市委、市政府的指示精神，在指挥部的正确领导下，各部门积极配合，抢险救援工作紧张有序、有条不紊。

市委宣传部负责对外新闻的发布工作，及时将事故抢险救援的进展情况通报给媒体；市安全生产监督管理局（北京煤矿安全监察分局）负责