冒顶及其预兆.docx

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冒顶及其预兆

冒顶及其预兆

①地下开采中，上部矿岩层自然塌落的现象。

是由于开采后冒顶——原先平衡的矿山压力遭到破坏而造成的。

采煤工作中有时有计划地放落上部煤层，也称为“冒顶”

煤矿井下冒顶是最常见，最易发生的事故。

在正常情况下，冒顶事故事先都有如下几种预兆：

（1）发出响声。

岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大时，木支架会发出劈裂声，紧接着出现折梁断柱现象；金属支柱的活柱急速下缩，也发出很大声响。

（2）掉渣。

顶板严重破裂时，出现顶板掉渣，掉渣越多，说明顶板压力越大。

（3）片帮煤增多。

因煤壁所受压力增，变得松软，片帮煤比平时要多。

（4）顶板裂缝。

顶板有裂缝并张开，裂缝增多。

（5）顶板出现离层。

检查顶板要用“问顶”的方法，俗称“敲帮问顶”。

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。

大冒顶前，破碎的伪顶或直接顶有时会因背顶不严和支架不牢固出现漏顶现象，形成棚顶托空，支架松动而造成冒顶。

（7）有淋水。

顶板的淋水量有明显增加。

一般的预防措施应从以下几个方面入手，才能有效防止冒顶事故：

（1）支架方式需和顶板岩性相适应，不同岩性的顶板要采取不同的支架方式。

如较坚硬的顶板可采用点柱，而松软易碎的顶板就要用棚子，并在梁上插上背板、背上竹笆。

（2）采煤后要及时支护。

采煤机割煤后，受到输送机弯曲度的限制，在一定范围内不能及时打基本柱，顶板悬露面就大，因此，一般要采用超前挂金属梁或打临时支柱的办法及时支护，防止局部冒顶。

（3）整体移输送机时要采取有效措施。

有较大面积的顶板不能用支柱支撑，对容易冒顶的比较破碎的顶板，必须采取相应的措施，如采取边移输送机、边回临时支柱和边支基本支柱的快速支、回柱办法。

（4）工作面上下出口要有特种支架。

工作面上下出口，空顶面积大，暴露时间长，在超前支撑压力作用下，顶板下沉量大。

另外，机头、机尾设备移动时反复支撤支柱，顶板容易破碎，因此，一般要在上下出口范围内加设台棚或木垛等。

（5）防止放炮崩倒扬子。

一是炮眼布置必须合理，装药量要适当；二是支护质量必须合格，要牢固有劲，不能打在浮煤浮矸上；三是留出炮道。

如果放炮崩倒柱子，必须及时架设，不允许空顶。

（6）坚持正规循环作业。

正规循环作业规定工作面每天的进度、控顶距及支柱、回柱等工序按顺序地进行，因此顶板悬露面积小、压力小，支柱不易折断，以便控制顶板。

（7）坚持必要的制度。

例如“敲帮问顶”制度、验收支架制度、岗位责任制、金属支柱检查制度、顶板分析制度和交接班制度等，防止麻痹大意，方可避免冒顶事故的发生。

（8）采取正确的回柱操作方法，防止顶板压力向局部支柱集中，造成局部顶板破碎及回柱工作的困难，严格执行作业规程、操作规程，严禁违章作业。

冒顶事故是矿井采掘工作面生产过程中经常发生的。

因此，应首先采取积极的预防措施，其次要熟悉发生冒顶事故后自救的一些方法。

下面分别加以介绍：

　　1．处理工作面冒顶的一般方法是：

（1）局部小冒顶的处理。

回采工作面发生冒顶的范围小，顶板没有冒实，而顶板研石已暂时停止下落，这种局部小冒顶比较容易处理。

一般采取掏梁窝、探大梁，使用单腿棚或悬挂金属顶梁处理。

（2）局部冒顶范围较大的处理。

一种是伪顶冒落直接项未落，一般采取从冒顶两端向中间进行探梁处理；另一种是直接顶冒落，而且冒落区不停地沿煤壁空隙往下淌碎矸石，一般采取打撞楔的办法处理。

　　（3）大冒顶的处理。

缓倾斜薄煤层和中厚煤层，尤其是中厚煤层处理工作面大冒顶的方法基本上有两种：

一是恢复工作面的方法；另一种是另掘开切眼或局部另掘开切眼的方法。

　　2．出现井下冒顶事故后的自救措施是：

（1）发现采掘工作面有冒顶的预兆，自己又无法逃脱现场时，应立刻把身体靠向硬帮或有强硬支柱的地方。

（2）冒顶事故发生后，伤员要尽一切努力争取自行脱离事故现场。

无法逃脱时，要尽可能把身体藏在支柱牢固或块岩石架起的空隙中，防止再受到伤害。

　　（3）当大面积冒顶堵塞巷道，即矿工们所说的“关门”时，作业人员堵塞在工作掌子面，这时应沉着冷静，由班组长统一指挥，只留一盏灯供照明使用，并用铁锹、铁棒、石块等不停地敲打通风、排水的管道，向外报警，使救援人员能及时发现目标，准确迅速地展开抢救。

　　（4）在撤离险区后，可能的情况下，迅速向井下及井上有关部门报告。

滑坡

上部减载，下部压重，即在主裂缝部位进行削坡，在坝脚部位压坡。

溃坝

尽量降低库水位；水边线应与坝轴线基本保持平行；汛期前调洪验算。

地震

预防为主。

露天矿滑坡原因及防治

（1）原因：

　　边坡角设计偏大，或台阶没按设计施工；

　　边坡有大的结构弱面；

　　自然灾害；

　　滥采乱挖。

（2）防治：

　　合理确定边坡参数；

　　选择适当的开采技术；

　　制定严格的边坡安全管理制度。

矿井水灾的防御性措施

①探水；

　　②探水设计；

　　③探水作业安全注意事项；

　　④带压开采；

　　⑤注浆堵水；

　　⑥突水时怎样避灾

防止矿井火灾的技术措施

⑴一般性技术措施：

采用不燃性支护材料；设置防火门；设置消防材料库；设置消防水池。

　　⑵预防外因火灾的措施：

预防明火、放炮引火、电气引火、摩擦生火。

　　⑶预防内因火灾的措施：

合理布置巷道，采用合适的采煤法，封闭采空区等。

矿井火灾事故类型分析判断

确定火灾事故类型是煤矿火灾事故分析判别的第一步，简单地说，火灾分内因火灾和外因火灾。

矿井火灾灾害规模分析

矿井火灾从本质上讲是一种燃烧现象，且矿井火灾90%以上属于内因火灾的范畴，即绝大多数矿井火灾的形成总有其发生发展的阶段性过程，根据矿井火灾最终到达的阶段及形成的危害，我们可以初步将煤矿火灾灾害规模划分为小、中、大三个等级。

矿井突水预兆

1）一般预兆.

（1）煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹。

（2）工作面气温降低，或出现雾气或硫化氢气味（即臭鸡蛋味）。

　　（3）有时可闻到水的“嘶嘶”声。

　　（4）矿压增大，发生片帮、冒顶及底肢。

　　2）工作面底板灰岩含水层突水预兆

（1）工作面压力增大，底板股起，底殿量有时可达500mm以上。

（2）工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。

　　（3）沿裂隙或煤帮向外渗水，随着裂隙的增大，水量增加，当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊：

底板活动时水变浑浊，底板稳定时水色变清。

　　（4）底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有"嘶嘶"声或刺耳水声。

　　（5）底板发生"底爆",伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。

　　3）松散孔隙含水层水突水预兆

（1）突水部位发潮、滴水、且滴水现象逐渐增大，仔细观察发现水中含有少量细砂。

（2）发生局部冒顶，水量突增并出现流沙，流沙常呈间歇性，水色时清时浊，总的趋势是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出。

　　（3）顶板发生溃水、溃沙，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。

矿井涌水特征

1）大气降水为主要充水水源的涌水特征

（1）矿井涌水动态与当地降水动态相一致，具明显的季节性和多年周期性的变化规律。

（2）多数矿床随采深增加矿井涌水量逐渐减少，其涌水高峰值出现滞后的时间加长。

　　（3）矿井涌水量的大小还与降水性质、强度、连续时间及人渗条件有密切关系。

　　2）以地表水为主要充水水源的涌水特征

　　地表水充水矿床的涌水规律有:

（1）矿井涌水动态随地表水的丰枯呈季节性变化，且其涌水强度与地表水的类型、性质和规模有关。

受季节流量变化大的河流补给的矿床，其涌水强度亦呈季节性周期变化。

（2）矿井涌水强度还与井巷到地表水体间的距离、岩性与构造条件有关。

一般情况下，其间距愈小，则涌水强度愈大；其间岩层的渗透性愈强，涌水强度愈大。

　　（3）采矿方法的影响。

依据矿床水文地质条件选用正确的采矿方法，开采近地表水体的矿床，其涌水强度虽会增加，但不会过于影响生产。

　　3）以地下水为主要充水水源的矿床

（1）矿井涌水强度与充水层的空隙性及其富水程度有关。

（2）矿井涌水强度与充水层厚度和分布面积有关。

　　（3）矿井涌水强度及其变化，还与充水层水量组成有关。

　　4）以老采空区水为主要充水水源的矿床

　　在我国许多老矿区的浅部，老采空区（包括被淹没井巷）星罗棋布，且其中充满大量积水。

它们大多积水范围不明，连通复杂，水量大，酸性强，水压高。

预防瓦斯爆炸技术措施

1）瓦斯爆炸的条件

引起瓦斯燃烧与爆炸必须具备3个条件：

一定浓度的瓦斯、一定温度的引火源和足够的氧。

　　2）预防瓦斯爆炸技术措施

（1）防止瓦斯积聚；

（2）防止瓦斯被引燃；

（3）防止瓦斯爆炸灾害扩大。

漏电保护的基本规定

防止人身触电；不间断地监视井下采区低压电网的绝缘状态，以便及时采取措施，防止其绝缘进一步恶化；减少漏电电流引起瓦斯、煤尘爆炸的危险。

防止漏电电流引爆电雷管；防止短路电流所产生的电弧烧穿隔爆型电气设备的外壳，或使其外壳的温度升高超过危险值，引起瓦斯、煤尘爆炸；预防电缆和电气设备因漏电引起的相间短路故障；选择性漏电保护装置的使用，将会缩短漏电的停电范围，并便于寻找漏电故障，及时排除，从而缩短了漏电停电时间。

矿井通风的目的

供给矿井新鲜风量，冲淡并排出有毒、有害气体和矿尘，保证井下风流质量和数量符合国家安全卫生标准；创造安全、健康的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故；保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。

冲击矿压现象及其分类

根据原岩（煤）体应力状态不同，冲击矿压可分为3类：

重力型冲击矿压、构造应力型冲击矿压、中间型或重力-构造型冲击矿压。

根据冲击的显现强度，可分为4类：

弹射、矿震、弱冲击、强冲击。

另一种分类是根据震级强度和抛出的煤量，可将冲击矿压分为三级：

轻微冲击（Ⅰ级）、中等冲击（Ⅱ级）、强烈冲击（Ⅲ级）。

冲击矿压的防治措施

根据发生冲击矿压的成因和机理，防治措施的基本原理有两方面，一是降低应力（能量）的集中程度；二是改变煤岩体的物理力学性能。

金属矿非金属矿地下采矿方法分类:

空场采矿法

充填采矿法

崩落采矿法

井巷施工的常见事故及防治技术

井巷施工期间常见的事故有：

顶板冒落事故、主井施工的悬吊与提升事故、水灾事故、火灾事故、瓦斯煤尘等事故。

　　1.顶板冒落事故

　　巷道冒顶事故主要发生在掘进工作面、巷道开岔或贯通处、大断面硐室、破碎带等。

　　2.立井的悬吊与提升事故

（1）立井提升事故。

建井过程曾发生过提升吊桶上提时井盖门未打开而相撞以及吊桶下放到工作面未减速的蹲罐事故，吊桶底部粘结杂物坠物入井筒事故，吊桶翻转使人员坠井事故等。

要求完善提升机的各项保护装置及信号装置；完善井口设施，加强对吊桶与罐笼的检修，对提升钢丝绳要验收、检查、定期维护。

（2）立井悬吊事故。

立井悬吊事故中比较危险的是吊盘翻盘事故，各种悬吊设备设计时必须符合“矿山井巷工程施工与验收规范”,平时要定期检查加强管理。

　　3.水灾事故

井巷施工时，岩层中的地下水和与井下相通的地表水突然大量涌入井下空间，均可能发生水灾事故。

　　4.火灾事故

井巷施工期间的火灾事故根据火源不同可以分为外因火灾和内因火灾。

违章使用明火、电气着火或机械摩擦产生电火花、瓦斯和煤尘爆炸均可能引发外因火灾；煤炭在常温下氧化而产生热量，可能导致煤炭自然发火，形成内因火灾。

　　5.瓦斯煤尘事故

井巷施工的瓦斯煤尘事故一般可能在井筒揭开煤层时或掘进采区巷道时发生。

为防止揭开煤层时的煤与瓦斯突出事故，应首先确认所建矿井是否存在这种危险，以便采取预防措施。

井巷施工程序和基本原则

井巷工程包括井筒、井底车场巷道及硐室、主要石门、运输大巷、采区巷道及回风巷道等全部工程。

这些工程中有一些工程构成连锁工程项目，也可以称为矿井建设关键线路或主要矛盾线，也就是决定矿井建设最短总工期的，只能按顺序施工的路线。

该线路上的各单位工程统称关键工程。

其中包括井筒、井底车场重车线、主要石门、运输大巷、采区车场、采区上山、最后一个采区切割巷道或与风井贯通巷道、风井等。

井巷支护的主要方式

井巷支护的目的是为了防止围岩破坏，因此，一般井巷掘进出空间后,都要进行临时支护或永久支护。

⑴锚杆支护与锚喷支护

⑵混凝土及钢筋混凝土支护

⑶棚状支架