顶板事故及防治

顶板灾害防治主讲人：××灾害防治与应急避灾顶板灾害是煤矿五大灾害之一。在井下建设、生产过程中，顶板意外冒落、垮塌，容易造成人员伤亡、设备损坏和生产停止等顶板事故。一、顶板事故的类型及其特点按一次冒落的顶板范围和伤亡人员多少，常见的顶板事故可分为局部冒顶事故和大面积切顶事故两大类。1、局部冒顶事故局部冒顶绝大部分发生在临近断层、褶曲轴部等地区构造部位，多数发生在基本顶来压前后，特别是在直接顶由强度较低、分层厚度较小的岩层组成的条件下。采煤工作面局部冒顶易发生地点是放顶线、煤壁线、工作面上下出口和有地质构造变化的区域。掘进工作面局部冒顶事故，易发生在掘进工作面空顶作业地点、木棚子支护的巷道、倾斜巷道、岩石巷道、煤巷开口处、地质构造变化地带和掘进巷道工作面过旧巷等处。局部冒顶事故的主要原因是由于已破坏的顶板失去依托而造成的，其触发原因，一部分是采煤工作（包括破煤、装煤等）过程中未能及时支护已露出的破碎顶板；另一部分是回柱操作过程中发生局部冒顶事故。2、大面积切顶事故大面积切顶事故（简称垮面）的特点是冒顶面积大、来势凶猛、后果严重，不仅严重影响生产，往往会导致重大人身伤亡事故。事故原因是直接顶和基本顶大面积运动造成的。由直接顶运动所造成的垮面事故，按其作用力性质和顶板运动时的始动方向又可分为以下两类。（1）推垮型事故，包括走向推进工作面常发生的倾向推垮型事故和倾斜推进工作面容易发生的向采空区方向推垮型事故。这类事故的特点是顶板运动发生时，在平行于煤层的层面方向产生较大的推力，推倒失稳的支架造成垮面事故。（2）压垮型事故，包括向煤壁方向压垮和向采空区方向压垮型事故。这类事故主要是由于垂直于顶底板方向的作用力压断、压弯阻力不足的支架或将支架压入抗压强度低的底板所造成的。由基本顶运动所造成的垮面事故，按其作用力性质和顶板运动始动方向不同也可分为以下两类。（1）冲击推垮型（即砸垮型）事故。这类事故的特点是开始运动的基本顶首先将其作用力施加于靠近煤壁处已离层的直接顶上，造成煤壁片帮和顶板下切，紧接着高速运动的基本顶把直接顶推垮。（2）压垮型事故。这类事故发生在木支柱支护的工作面。可缩性很小的木支柱由于不能抵抗基本顶的压力，在基本顶的下沉过程中依次被折断，从而导致剩余支柱的支护强度不足以平衡直接顶的作用力而被全部压断，造成垮面事故。二、顶板冒落的预防与应急处置1、顶板冒落的预兆顶板事故隐患的表现为顶板冒落预兆：响声、掉碴、片帮、裂缝、脱层、漏顶等。（1）响声。岩层下沉断裂、顶板压力急剧加大时，支架会发生很大声响，有时也能听到采空区内顶板发出断裂的闷雷声。（2）掉碴。顶板岩石已有裂缝和碎块，其中小矸石稍受震动就会掉落。（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。（4）漏顶。破碎的伪顶或直接顶，在大面积冒顶以前，有时因为背顶不严或支架不牢而出现漏顶。若不及时处理，会使棚顶托空，支架松动。顶板岩石继续冒落，就会造成没有声响的大冒顶。（5）裂缝。顶板的裂缝张开，裂缝增多。（6）脱层（离层）。检查顶板是否脱层要用“敲帮问顶”的方法，如果声音清脆，表明顶板完好；如果顶板发出“空空”的响声，说明上下岩层已经脱离。（7）瓦斯涌出量突然增大。（8）顶板淋水增大。2、发现顶板冒落预兆的应急处置发现顶板冒落预兆时，应采取以下应急措施：配合营救首先然后其次最后及时躲避立即求救迅速撤离（1）迅速撤离。当发现冒顶预兆而又难以采取措施防止冒顶时，要迅速离开危险区，撤退到安全地点。（2）及时躲避。当冒顶发生又来不及撤至安全地点时，应及时背靠煤帮站立，但要注意煤壁片帮伤人’如果靠近木垛时，也可撤至木垛处避灾。（3）立即求救。冒落基本稳定后，遇险人员应立即采用呼叫、敲打（不要敲打对自己有威胁的支架、物料和岩块）等方法，发出有规律、不间断的求救信号，以便撤离的人员了解灾情，组织力量进行抢救。（4）配合营救。发生冒顶埋人事故时，被埋压的人员不要惊慌失措，切忌猛烈挣扎；被隔堵的人员，应在遇险地点维护好自身安全，构筑脱险通道，配合外部的营救工作。3、顶板冒落的预防（1）充分掌握顶板压力分布及来压规律。冒顶事故大都发生在直接顶初次垮落、基本顶初次来压和周期来压过程中。只要充分掌握压力分布及来压规律，采取有效的支护措施即可防止冒顶。掘进巷道在布置及支架形式的选择上也要充分考虑压力的分布规律和顶板压力大小，把巷道布置在压力降低区内。1充分掌握顶板压力分布及来压规律（2）采取有效的支护措施。根据顶板特性及压力大小采取合理、有效的支护形式控制顶板，防止冒顶。如果工作面压力太大基本支架难以承受时，还可采用特殊支架支护顶板。综采工作面要严格控制采高，及时移驾控制裸露顶板。掘进工作面要坚持使用前探支护。放炮前要加固棚子，实行联锁，防止崩倒棚子引起冒顶。（3）及时处理局部漏顶，以免引起大冒顶。采取有效的支护措施2采取有效的支护措施及时处理局部漏顶3及时处理局部漏顶（4）坚持敲帮问顶制度。在进入采掘工作面装煤、支护前，要敲帮问顶，处理已离层的顶板，如果处理不下来，要用点柱险支撑。（5）严格按规程作业。①采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。②所有支架必须架设牢固，并有防倒柱措施。③严禁在浮煤或浮矸上架设支架。使用摩擦式金属支柱时，必须使用液压升柱器架设。坚持敲帮问顶制度4坚持敲帮问顶制度严格按《煤矿安全规程》5严格按《煤矿安全规程》作业④对于软岩条件下初撑力确实达不到要求的，在制定措施、满足安全的条件下，必须经企业技术负责人审批。⑤严禁在控顶区域内提前摘柱。⑥碰倒或损坏、失效的支柱，必须立即恢复或更换。⑦移动输送机机头、机位需要拆除附近的支架时，必须先架好临时支架。⑧采煤工作面遇顶底板松软或敲碎、过断层、过老空、过煤柱或冒顶区以及托伪顶开采时，必须制定安全措施。三、发生冒顶事故时的应急避险1、迅速撤退到安全地点当发现工作地点有即将发生冒顶的征兆而当时又难以采取措施防止顶板冒落时，要迅速离开危险区，撤退到安全地点。2、危险时要靠煤帮贴身站立或到木垛处避灾当发生冒顶来不及撤退到安全地点时，应靠煤帮贴身站立避灾，但要注意煤壁片帮伤人；如靠近木垛，也可撤至木垛处避灾。3、遇险后立即发出呼救信号冒顶对人员的伤害是砸伤、掩埋或隔堵。冒落基本稳定后，遇险人员应立即采用呼叫、敲打（不要敲打对自己有威胁的支架、物料和岩块）等发法，发出有规律、不间断的呼救信号，以便撤出的人员了解灾情、组织力量进行抢救。【案例】某矿发生冒顶事故后，1名工人下半身被掩埋。他在敲打身边的木料发求救信号时，由于震动使碎煤矸继续向他涌来。他想到，这样做不仅会加大自身伤害，也会增加抢救工作量。因此，他停止敲打，改用呼喊方法发出信号，后终被营救脱险。4、遇险人员要积极开展自救和互救事故发生后，遇险人员要听从灾区班组长和有经验的老工人的指挥，在保证安全的前提下，积极开展自救和互救。被煤矸、物料等埋压的人员，不要惊慌失措，在条件不允许时切忌采用猛烈挣扎办法脱险，以免造成事故扩大。一是猛烈挣扎会震动遇险者周围物体，是被埋压人员周围的煤矸、物料失去暂时平衡，从而到这新的冒落。这样做，不仅不能脱险，还会扩大事故、增大伤害。二是遇险者被大块冒落岩石压住后挣扎也无用，根本无法脱险。而正确的方法是：正视已发生的灾害，不要惊慌失措，坚信领导和同志一定会积极抢救，注意保持自己的体力、等待救援。为受伤和受轻伤的人员，要采取切实可行的措施设法营救被掩埋人员，并尽可能脱离险区或转移到较安全地点等待救援。对于被营救出的受伤人员，应立即在现场进行止血、包扎等急救处理。5、被隔堵人员要积极配合外部营救工作人员被冒顶事故隔堵后，应在遇险地点利用各种条件有组织地开展自救，以配合外部的营救工作。