巷道顶板事故及防治.docx
《巷道顶板事故及防治.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《巷道顶板事故及防治.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
巷道顶板事故及防治
培训教案
巷道掘砌工
周次
授课时间
授课章节
名称
巷道顶板事故及其类型
授课专业、
班级
教学目标
知识目标
掌握巷道顶板事故及其危害和类型
能力目标
掌握巷道顶板事故的分类方法
情感目标
及时发现和解决学员们在学习期间存在的困难，与学员交流、沟通，解答疑难，培养其热爱矿山之情和高度的安全意识
教学要点
教学重点
巷道顶板事故及其危害和类型
教学难点
巷道顶板事故类型
课型
教法与学法（教具）
讲授、讨论
课后小结
与作业
1.巷道顶板事故及其危害
2.顶板事故的类型
教学后记
教师课后填写
通过教学，学员队顶板事故及其危害形成了初步认识，增强了安全意识
教研室主任
审批意见
授课教师
备课时间
主要教学步聚与内容
教学过程设计
时间分配
【组织教学】
一、清点人数
二、安全理念
【检查复习与新课导入】
井巷掘进常见事故有凿岩事故、冒顶片帮事故、装岩运输事故、高处坠落事故和物体打击事故等等，其中，巷道冒顶片帮顶板事故是掘进工程中最多的事故之一。
事故案例：
2008年12月23日，某矿井下34031工作面下巷掘进发生冒顶事故，造成四人死亡，事故调查原因有如下几方面：
一是对34030新切眼坡度大、煤层松软易冒等地质条件复杂性认识不足、重视不够，对于上山掘进防范冒顶安全技术措施针对性不强。
二是现场施工人员未按安全技术措施要求施工，注水钻孔不够，且注水时间短；架棚前未及时进行超前支护，空顶时间过长，造成正头顶煤大量冒落。
三是施工现场未架交错护身档，防护设施不齐全，地梁架设达不到标准要求。
四是切眼坡度过大，安全退路不畅，人员上下极不方便。
五是安全管理人员对现场隐患处理不及时，违章作业制止不力。
【新课教学】
第一节巷道掘进顶板事故及其预防措施
一、掘进顶板事故类型
顶板事故是指在地下采煤过程中，因为顶板意外冒落造成人员伤亡、设备损害、生产终止等事故。
随着对顶板事故的研究和预防技术的深入和逐步完善，顶板事故所占的比例有所下降，但仍是煤矿生产的主要灾害之一。
近年来我国煤矿伤亡事故中，顶板死亡人数仍高达25％。
随着开采深度增加、巷道断面加大等，工作面与巷道的顶板事故预防变得更加重要。
掘进顶板事故的类型有许多种。
掘进工作面常见顶板事故进行如下分类：
1．按造成事故的岩石冒落形式划分
（1）漏垮型冒顶。
巷道掘进中空顶后没有及时支护，造成空顶范围内顶板危岩在自重作用下冒落或形成网坠。
（2）压垮型。
当巷道过陷落柱、贯穿老巷或者掘进中下分层顺槽时，巷道位于上部冒落矸石没有压实，成松散块粒状的部位时，大范围岩层的下沉运动给支架产生冲击载荷。
由于一般支架的承载能力不能承受顶板运动产生的冲击力而被压折引起的冒顶。
（3）推垮型。
在倾角较大的倾斜或急倾斜煤（岩）层中破顶掘进巷道时，由于顶板岩层沿层面方向的约束条件受到破坏，巷道上部顶板岩层在自重作用下产生一沿层面方向下滑的力。
当沿层面方向运动的顶板岩层范围较大，超出某一限度后，支架因不能承受这一侧向力作用而被推垮。
2．按顶板事故发生的地点划分
无论顶板事故是受到什么地质因素的影响，或者是在什么外界力作用下发生的，究其发生事故的地点归结起来有以下几方面：
（1）空顶部位。
主要指在交岔点掘进以及迎头空顶作业时（包括平巷迎头空顶与倾斜巷道迎头空顶），由于顶板岩层强度较低、分层厚度小，或受到节理、裂隙的切割作用，自持能力比较弱。
巷道掘进中大范围暴露出来后没有及时支护，在自重作用下顶板岩层沉降挠曲或整体下滑，最后引起冒顶。
这类事故在巷道顶板事故中占较大比重。
（2）地质构造与顶板岩性突变部位。
在这些部位容易发生顶板事故的根本原因是顶板岩层强度、整体性受到削弱，稳定性较差。
冒落状况如图7-1所示。
图7-1顶板不规则冒落
a---破坏带冒落b---抽条冒落c----三角形冒落d----梯形冒落
（3）厚煤层中下分层顺槽掘进。
中下分层顺槽掘进中发生的顶板事故主要包括由于支护不及时，或者虽及时支护，但支架稳定性较差，造成金属网假顶坠落，使支架压垮或推倒而引起事故。
（4）大倾角煤层顺槽破顶掘进部位，由于顶板岩层整体性受到破坏遭受破坏，容易产生顶板下滑推倒支架事故。
【课堂小结】
1.顶板事故及其危害；
2.顶板事故的分类
【巩固练习】
1.什么是顶板事故？
2.按造成事故的岩石冒落形式顶板事故分哪些类型？
3.如何按顶板事故发生的地点划分顶板事故？
【作业布置】什么是顶板事故？
有哪些类型？
点人数
复习安全
案例新课导入
结合多媒体讲授
讲授
讲授
讲授
讨论、答疑
辅导、答疑
2分钟
3分钟
5分钟
35分钟
25分钟
5分钟
5分钟
10分
周次
3～5
授课时间
授课章节
名称
第七章巷道顶板事故及其类型（第2次课）
授课专业、
班级
劳务工
教学目标
知识目标
掌握掘进冒顶事故的原因
能力目标
掌握掘进冒顶事故的预兆及预防措施
情感目标
及时发现和解决学员们在学习期间存在的困难，与学员交流、沟通，解答疑难，培养其热爱矿山之情和高度的安全意识
教学要点
教学重点
掘进冒顶事故的预兆及预防措施
教学难点
掘进冒顶事故的原因
课型
理论课新授课
教法与学法（教具）
讲授、讨论、课件
课后小结
与作业
1.掘进巷道哪些区域容易发生冒顶？
冒顶有哪些预兆？
2.简述支架支护巷道冒顶事故的原因及预防措施？
3.防治巷道开岔处冒顶的措施有哪些？
教学后记
教师课后填写
通过教学，学员初步掌握了冒顶事故的预兆和预防措施，增强了安全意识，提高了安全技能
教研室主任
审批意见
授课教师
备课时间
2011.4.28
主要教学步聚与内容
教学过程设计
时间分配
【组织教学】
清点人数
【检查复习】
什么是顶板事故？
有哪些类型？
【新课教学】
第一节巷道掘进顶板事故及其预防措施
（二）
二、掘进冒顶事故的预兆及预防措施
1.掘进冒顶预兆
（1）顶板连续发出断裂声。
由于直接顶板垮落使老顶失去支撑，形成悬梁状态，并随着采空区面积增大而急剧下沉、切断，发生不均匀的断裂声。
（2）顶板连续掉渣。
顶板大面积来压时，在破碎顶板处有碎矸粉下落，，掉渣一般由少变多，由稀变密。
（3）片帮。
冒顶前煤岩壁所受压力增加，使得煤岩变松软，片帮比平时增多。
（4）裂缝。
顶板的裂缝一种是地质构造产生的自然裂隙，一种是由采空区顶板下沉引起的采动裂隙。
流水的裂隙有危险，因为它深。
缝里有煤泥、水锈的不危险，因为它是老裂缝；茬口新的有危险，因为它是新生的，如果此种顶板裂缝加深加宽，说明顶板继续恶化，就有可能发生冒顶。
（5）脱层。
顶板将要冒落时，往往会出现脱层的现象。
有时候，脱层很难发现，要用敲帮问顶方法来检查顶板。
工作人员站在安全地点，选好退路，用长钢钎捅掉松碎的煤岩后，用力敲打顶板，如果顶板声音清脆表明顶板完好，若发出空空的响声，说明上下岩层之间已离层，有冒顶的危险。
（6）漏顶。
大面积冒顶以前，有时因为背顶不严或支架不牢出现连续掉渣，岩粉末下落，岩尘飞扬。
漏顶不及时处理，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。
（7）瓦斯涌出量增大。
在含瓦斯的煤巷掘进中，瓦斯涌出量突然增大。
（8）淋水增加。
顶板的淋头水量有明显的增大。
2.掘进头冒顶事故的原因及防治
1）掘进头冒顶的原因：
（1）掘进破岩后，顶部存在将与岩体失去联系的岩块，如果支护不及时，该岩块可能与岩体完全失去联系而冒落；
（2）掘进头附近已支护部分的顶部存在与岩体完全失去联系的岩块，一旦支护失效，就会冒落造成事故。
2）掘进头冒顶事故的防治措施
（1）根据掘进头岩石性质，严格控制空顶距。
当掘进头遇到断层褶曲等地质构造破坏带或层理裂隙发育的岩层时，棚子应紧靠掘进头。
（2）严格执行敲帮问顶制度，危石必须挑下，无法挑下时应采取临时支撑措施，严禁空顶作业。
（3）在地质破坏带或层理裂隙发育区掘进巷道时要缩小棚距；在掘进头附近应采用拉条等把棚子连成一体防止棚子被推垮，必要时还要打中柱以抗突然来压。
3.支架支护巷道冒顶事故的原因及预防措施
1）支架支护巷道冒顶事故的原因
支架支护巷道的冒顶可分为压垮型、漏垮型和推垮型三类。
（1）压垮型冒顶是因巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大，压垮了支架，从而导致巷道顶部已破碎的岩块冒落。
（2）漏垮型冒顶是因无支护巷道或支护失效（非压坏）巷道顶部存在游离岩块，这些岩块在重力作用下冒落，造成事故的发生。
（3）推垮型冒顶是因巷道顶帮破碎岩石，在其运动过程中存在平行巷道轴线的分力，如果这部分巷道支架的稳定性不够，可能被推倒而发生冒顶。
2）支架支护巷道冒顶事故的预防措施
根据冒顶的原因，提出如下几条预防措施：
（1）可能的情况下巷道应布置在稳定的岩体中，并尽量避免采动的影响；
（2）巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力；
（3）巷道支架所能承受的变形量，应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应；
（4）尽可能做到支架与围岩共同承载。
支架选型时，尽可能采用有初撑力的支架；支架施工时要严格按工序质量要求进行，并特别注意顶与帮的背严背实问题，杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象；
（5）凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工；
（6）巷道替换支架时，必须先支新支架，再拆老支架；
（7）在易发生推跨型冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性，可以在巷道的支架之间用拉撑件连接固定，增加架棚的稳定性，以防推倒。
倾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架间拉撑件的强度、密度要适当加大。
此外，在掘进工作面lOm内、地质破坏带附近10m内、巷道交叉点附近lOm内、已经冒顶处附近10m内，都是容易发生顶板事故的地点，巷道支护必须适当加强。
4.锚杆支护巷道的冒顶
锚杆支护巷道的冒顶事故的发生除地质因素外，主要是锚杆支护系统的锚固力不足引起的。
巷道成巷后，在原岩应力和次生应力（包括回采等引起的各种支承压力）的作用下，巷道围岩产生变形，如果岩石不能自稳，且锚杆支护系统的锚固力不足，这种变形就得不到有效的控制，就会不断发展，最终导致围岩冒落和冒顶。
锚杆间排距过大、锚杆支护材料选择不当、铺杆支护系统的匹配不合理、施工质量差等都会产生这一恶果。
5.巷道交叉处冒顶事故的原因及防治
巷道交叉处冒顶事故往往发生在巷道开岔的时候。
因为开岔口需要架设抬棚替换原巷道棚子的棚腿，如果开岔处巷道顶部存在与岩体失去联系的岩块，并且围岩正向巷道挤压，而新支设抬棚强度不够，或稳定性不够，就可能造成冒顶事故。
当巷道围岩强度不是很大时，顶部存在与岩体失去联系的岩块以及围岩向巷道挤压就在所难免，如果开岔处正好是掘巷时的冒顶处，则情况更为严重。
新支设抬棚的稳定性与两方面因素有关:
第一，抬棚架设一段时间后才能稳定，过早拆除原巷道棚腿容易造成抬棚不稳；第二，开口处围岩尖角如果被压碎，抬棚腿失去依靠也会失稳。
至于抬棚的强度，主要是与选用的支护材料及其强度有关。
防治巷道开岔处冒顶的措施如下：
（1）开岔口应避开原来巷道冒顶的范围；
（2）必须在开口抬棚支设稳定后再拆除原巷道棚腿，不得过早拆除，切忌先拆棚腿，后支抬棚；
（3）注意选用抬棚材料的质量与规格，保证抬棚有足够的强度；
（4）当开口处围岩尖角被压坏时，应及时采取加强抬棚稳定性的措施。
【课堂小结】
3.顶板事故及其危害；
4.顶板事故的分类
【巩固练习】
1.简述支架支护巷道冒顶事故的原因及预防措施
2.防治巷道开岔处冒顶的措施有哪些？
【作业布置】1.掘进巷道哪些区域容易发生冒顶？
冒顶有哪些预兆？
2.简述支架支护巷道冒顶事故的原因及预防措施
3.防治巷道开岔处冒顶的措施有哪些？
点人数
复习安全
提问
结合多媒体讲授
讲授
讲授
讲授
讲授
讲授
讨论、答疑
辅导、答疑
2分钟
3分钟
10分钟
10分钟
20分钟
10分钟
15分钟
5分钟
5分钟
10分钟
周次
3～5
授课时间
授课章节
名称
第七章巷道顶板事故及其类型
授课专业、
班级
2100春季劳务工
教学目标
知识目标
掌握局部冒顶、大范围冒顶、片帮的概念
能力目标
掌握巷道冒顶事故的处理方法
情感目标
及时发现和解决学员们在学习期间存在的困难，与学员交流、沟通，解答疑难，培养其热爱矿山之情和高度的安全意识
教学要点
教学重点
掘进冒顶事故的处理方法
教学难点
同上
课型
理论课新授课
教法与学法（教具）
讲授、讨论、课件
课后小结
与作业
1.巷道发生局部冒顶的处理方法
2.冒顶范围较大时的处理方法
3.巷道片帮事故的处理方法
教学后记
教师课后填写
通过教学，学员初步掌握了巷道冒顶事故的处理方法，冒顶事故自救互就要点要让学员熟读
教研室主任
审批意见
授课教师
备课时间
2011.4.28
主要教学步聚与内容
教学过程设计
时间分配
【组织教学】
清点人数师生问好
【检查复习】
1.掘进巷道哪些区域容易发生冒顶？
冒顶有哪些预兆？
2.简述支架支护巷道冒顶事故的原因及预防措施
3.防治巷道开岔处冒顶的措施有哪些？
【新课教学】
第二节巷道掘进冒顶事故的处理
一、巷道发生局部冒顶事故的处理方法
1.先加固好冒落区前后的完好支架。
使用棚子支护的，应根据围岩压力大小加密棚距，把棚子扶正扶稳。
棚子之间要安设好拉杆等，使支架形成一个联合体，棚子顶帮要背严刹实。
2.及时封顶，控制冒顶范围的扩大。
一般是采用架设木垛的方法处理。
人员站在安全地点，用长杆将冒落的顶部活石捣掉。
在没有冒落危险的情况下，抓紧时间架好支架，排好护顶木垛，一直到冒顶最高点将顶托住。
3.采用锚喷支护处理冒顶区。
具备锚喷支护条件时，应优先考虑采用锚喷支护处理冒顶区。
（1）首先将冒落区顶帮活石捣掉，喷射人员站在安全一侧向冒顶区喷射一层30～50mm厚的混凝土层，先封固顶，然后再封两帮。
（2）初喷的混凝土凝固后再打锚杆，并挂网复喷一次，复喷的厚度一般不超过20mm。
（3）冒顶处理后，按要求进行砌碹。
为保护碹顶，要在碹顶上充填0.5m左右厚的矸石作为缓冲层。
也可以架设金属支架，背严顶帮，四周可充填一层矸石，支架间安设拉杆，使棚子之间联成整体，提高稳定性。
二、冒顶范围较大时的处理方法
1．小断面快速修复法
冒顶范围大，影响通风等使用或有人堵在里面，可用此法。
即先架设比原来巷道规格小得多的临时支架，使巷道能暂恢复使用。
等清理完煤矸石后再架设永久支护。
对冒顶部分的处理是：
采用撞楔法把冒落矸石控制住，如图7-2所示，等顶板不再冒落时，从巷道两侧清除矸石，且边清除边管理两帮，防止煤矸流入巷道。
顶板维护好以后，就可以架设永久支架了。
图7-2小断面快速修理巷道
1---钢钎撞楔；2---木板；3---小断面巷道4---运输机；5---永久支架；6---撞楔
2.一次成巷修复法
冒顶面积大的次要巷道和修复时间长短对生产影响不大时适用此法。
修理时，可根据原有巷道规格，采用撞楔法一次成巷。
如图7-3所示，撞楔间用木板插严，支架两帮也应背严。
撞楔以上必须有较厚的矸石层，如太薄，还应在冒顶空洞内堆塞厚度不少于0.5m的木料或矸石。
梁与撞楔之间要背实。
处理冒顶和架设支架整个过程，应设专人观察顶板。
图7—3一次架设永久支架修复巷道
1---撞楔；2---木板；3---顺台棚；4---台棚梁
3．木垛法
这是一种比较常用的方法，如巷道冒顶高度在5m以内，冒落长度在10m以上，冒落空洞以上岩石基本稳定，就可将冒落的岩石清除一部分，使之形成自然堆积坡度，留出工作人员上、下及运送材料的空间并能通风时，就可以从两边在冒落的煤矸上架木垛，直接支撑顶板。
先在冒顶区附近的支架上打两架抬棚，提高支架支撑能力。
在支架掩护下出矸。
架设前处理人员站在安全地点用长柄工具将顶帮活矸石处理掉。
架设木垛要保持有畅通的安全出口。
架木垛前，在上述冒落区出口处并排架设两排支架，用拉条拉紧，打上撑杆，使其稳固。
在支架和矸石上面架设穿杆（如图7-4）。
如矸石松软，在穿矸下要加打顶柱，但要在穿杆下铺上坑木或荆笆的条件下进行，防止掉矸伤人。
架木垛时，第一个木垛最上一层应用长穿梁护顶，以保证架第二个木垛时的安全。
木垛要撑上顶，靠上帮，靠顶板处要背一层荆笆，用楔子背紧。
然后架第二个木垛，以此类推一直到处理完毕。
图7—4木垛法处理巷道冒顶
1---穿杆；2---拉条；3---并排支架；4---抬棚；5---护顶穿杆
4.打绕道法。
如果冒顶长度大，不易处理以及冒顶堵人时，可打绕道。
绕过冒落区去抢救被堵人员，或绕过冒落区后再转入正常掘进，如图7-5所示。
图7-5打绕道法
a---掘进时冒顶；b---已有巷道冒顶
1---掘进面；2---冒落区；3---绕道；4---被堵巷道
三、巷道片帮事故的处理方法
l.木垛法
当栅腿被挤断，岩壁片帮，且片帮暂时停止下来时，可用木垛法处理片帮。
先在靠片帮一侧的顶梁下打上一根顶柱顶住梁，然后撒腿，拆帮清矸，换新柱腿，用木料架木垛到冒落的帮、顶，再用背板、荆笆背好后撤去顶柱。
如图7-6所示。
施工时应注意稍有冒顶处的顶板维护，防止片帮扩大造成冒顶。
顶柱也应落在实底上打牢，几根顶柱应连成一体，防止下沉及不小心碰倒，造成冒顶或砸伤人员。
2.撞楔法
巷道一侧片帮很严重，撤掉压坏柱腿时，煤岩会流出，并且继续扩大，可用撞楔法处理。
在片帮地点选择完好的柱腿，打上斜撞楔，撞楔长1.2～1.5m。
在撞楔掩护下，挖柱窝，打顶柱，换好新柱腿，支架顶帮要背严。
依次向前，直到全部修好片帮区，最后清出煤矸，撤顶柱，如图7-7所示。
图7-6木垛法处理片帮示意图图7-7撞楔法处理片帮示意图
1---顶柱；2---木支架；3---木垛
施工时，除应注意采用木垛法的注意事项外，还必须注意打撞楔的柱腿应坚实、牢固，必要时应下底梁或架对棚等。
冒顶时自救互就要点
【课堂小结】
1.巷道发生局部冒顶的处理方法
2.冒顶范围较大时的处理方法
3.巷道片帮事故的处理方法
【巩固练习】
1.巷道发生局部冒顶十如何处理？
2.冒顶范围较大时如何处理？
3.巷道片帮事故的处理方法有哪些？
【作业布置】1.巷道发生局部冒顶的处理方法
2.冒顶范围较大时的处理方法
3.巷道片帮事故的处理方法
4.熟读冒顶时自救互就要点
点人数
复习安全
提问
结合多媒体讲授
讲授、讨论
讲授
讲授
讲授
讲授
讲授
讲授
熟读
提问
辅导、答疑
2分钟
3分钟
20分钟
20分钟
15分钟
5分钟
5分钟
5分钟
10分钟
升级会员 