顶板灾害防治篇1

中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0111-01

煤矿开采行业相对其他行业来说，危险性极高，如瓦斯爆炸、突然涌水、崩棚现象以及冒顶等灾害经常发生。顶板事故相对于其他事故，虽然伤亡率比较少，但是频率相当高，是影响施工开采的一大隐患。本文就顶板事故中常发生的水砂灾害进行了探讨。

1、引起煤矿顶板水砂灾害的主要因素

1.1 上覆水体因素

煤矿顶板发生水害的关键条件是煤矿附件有水源，而上覆水质的性质会对岩层性质有较大的影响，为保证煤矿开采的安全性，有上覆水存在的煤矿必须先进行疏放水，确认安全后才可以开采作业。上覆水体影响煤矿顶板安全的因素主要包括：水的性质、岩层的性质、水量的大小以及上覆水体对顶板作用的压力大小。被污染的水里含有大量的腐蚀性物质，会对土壤和岩石都有比较大的腐蚀作用，甚至改变岩石的物理性质，使岩石含有孔洞，透水性增加，强度减少，增加顶板事故发生的可能性。另外，当上覆水体量比较大时，或者上覆水体与顶板的距离比较小的时候，上覆水体就会对顶板产生比较大的压力，当顶板无法承受上覆水体的水压时，就对发生顶板严重透水、坍塌等灾害。当含水层中含有大量轻质的细砂、粉砂时，矿井充水就会产生涌砂现象，携带来的涌砂往往难以清理， 淤塞巷道，如不及时处理同样会造成水砂灾害。

1.2 开采技术因素

开采技术对煤矿顶板的影响主要包括两个方面，支护方式和回采过程。支护方式主要分为梯形和拱形，其类型包括木支架、金属支架和钢筋混泥土等，它们的支护能力不同。在对支护参数进行设计时，不可以根据经验而忽略实际情况。此外，不合理的回采工序也会导致顶板事故的发生，如在钻孔的过程中钻孔的深度和距离没有按照作业规程规定钻取，角度出现偏差等可能会导致涌水现象的发生。

1.3 岩层状况因素

一方面，对于存在断层和破碎带的特殊地质的采煤地点，对施工作业带来了极大的挑战，由于断层常常伴随着断层泥砂，遇水极易发生坍塌事故；另外，由于泥砂质的存在，该处的岩层的稳固性就较差，围岩容易破碎，在爆破震动的作用下会使岩体发生改变，容易发生顶板冒落，在这种环境下进行作业，安全性是相对较低的。另一方面，对顶板也有较大的影响，一般来说，岩性越软，导水裂隙带的发育就越低，对开采作业越有利；开采的深度越大，导水裂隙带的长度也越大，也就越危险；回采面积越大，导水裂隙带的高度也会随之增大，但是随着回采工作面推进速度的加快，导水裂隙带的高度却逐步减小。另外，煤层倾角的影响，煤层倾角越大，矸石滑动的可能性也就越大，上覆岩层也就较容易发生破坏。不稳定岩块的作用，在断生三角块等作用下会导致顶板围岩承力能力发生变化，使巷道承重支柱受力不均，易发生坍塌事故。

2、煤矿顶板水砂灾害的预防措施

2.1 全面考察地质构造，排除危险

在采煤作业开始之前，非常有必要对地质构造进行调研和分析。上覆水体，煤和水是共生的资源，煤矿大都含有上覆水体，而上覆水体是造成煤矿顶板水害的重要原因，为了防止顶板水害的发生，我们十分有必要了解水体的性质，水文地质条件，上覆水量的大小。为避免煤矿顶板水砂灾害的发生，在加大排水量的同时，十分有必要清理突水携带的大量涌砂，避免堵塞现象的发生。煤层地质条件，评价顶板安全性能，煤层顶板有易冒落的松软顶板、中等冒落性的顶板、难冒落的坚硬顶板、极难冒落的坚硬顶板和可塑性弯曲的顶板五类，在考察时要对顶板特性进行归类，并且针对不同的顶板要有不同的防护措施。岩层的性质，要着重考察岩层是否受到腐蚀，岩层是否存在裂隙和节理，是否存在断层和褶皱，是否有破碎带和挤压带，并且在开采的过程中是否有可能发生层间滑动现象，对每种可能发生的危险要进行一一的考察、排除、监测，并准备好保护措施，以预防顶板水砂灾害造成的安全事故。

2.2 力求优化采煤技术，合理施工

在采煤过程中要使用科学的工艺，要保护好顶板，优化采煤技术方面，最重要的是要保证采煤作业的安全性，在安全性的基础上再考虑其效率和经济性。为防止出现顶板安全事故，可适当减少空顶跨度，并采用合理的支护方式，及时支护，尽量减少空顶时间，尤其是存在破碎带或贯通带的地段，常常会出现支柱被炮崩倒的现象，此时若不进行及时的补救措施，极易发生冒顶的灾害。提高支护的质量，若用木支架进行支护时要事先检查它们的强度，锚杆插入深度是否能使锚固力达标等方面，因为当顶板来压时，如果支护质量存在问题，无法抵抗突然产生的巨大压力，就可能出现比较严重的顶板事故，如冒顶，坍塌等较严重的后果。合理的打炮眼、放炮，严格控制装药在打炮眼作业时，钻眼人员必须按章操作，钻眼的深度和角度严格按照要求，要严格检查钻孔的涌水情况，遵守“有疑必探，先探后掘”的原则，当涌水量较大时要停止作业并及时撤退工人，避免透水现象带来的安全隐患，当出现雾气、水叫、顶板来压、渗水、采掘工作面或其他地点出现挂红、挂汗等透水预兆时，一定要及时撤退所有工作人员至安全地带。在施工的过程中要避免破坏到顶板，爆破的时候破坏到顶板就会导致顶板暴露太大面积，对存在断裂的顶板就容易发生顶板水砂灾害，在布置工程时，可垂直于构造方向来布置工程，这样比沿着构造方向布置的顶板暴露面积要小的多，增加顶板的安全性。

2.3 改加强完善管理制度，提高意识

健全管理制度，根据有关法律法规，并结合近些年来出现的顶板事故，分析这些顶板事故发生的原因，探讨如何避免顶板事故的发生，并整理出切合实际的安全生产管理制度，将制度落实到各个部门并严格执行。对每个岗位要有明确的规定，实行严格的考察制度，可以用现场考察各种实际情况或者闭卷考试的方法了解每位基层员工对基本技能的熟悉情况。实行严格的问责制度和监管制度，每位基层员工、技术人员和管理人员要对自己生产范围或管辖范围的安全负责，从而进一步提高安全生产的意识。此外，要加强现场管理，比如瓦斯、安全检查员每班都必须要及时监测瓦斯、顶板压力、涌水量等情况，从而以避免产生爆炸、透水、坍塌等安全事故的发生；在设备防爆性能管理方面，一定要严禁失爆设备工作，需要安装失爆设备时必须要有安瓦员在现场，并对周围一定范围内的瓦斯浓度进行严格的检测，只有当瓦斯浓度符合规定要求时才可以安装失爆设备；另外，当班跟班区队员要加强对顶板压力、瓦斯、涌水等变化情况进行跟踪检查，确保施工能安全顺利的进行。总之，在管理方面一定要严抓每一个细节，通过安全教育提高员工对安全生产的自觉性，通过对员工定期培训如何预防顶板事故以及顶板事故的危害性，把安全生产的意识深入到每个员工心里，必能将顶板事故扼杀在摇篮里。

3、结语：

顶板灾害防治篇2

煤矿水害是与瓦斯突出、粉尘爆炸、顶板冒裂、火灾等并列的五大灾害之一，其严重程度仅次于瓦斯列第二。长期以来，因为煤矿水害而造成的国家和人民生命财产及经济损失极为惨重。

1 矿井水害类型

主要包括地表水水害、矿层顶板水害、矿层底板水害、老空积

水水害、断层破碎带水害和岩溶陷落柱水害等6种类型。煤层底板突水机理复杂，预先查明的难度大，造成的矿井突水概率较高，是矿山开采发生频率最高、危害程度最大的一种灾害。老空积水主要储集在矿井本身的采空区、与采空区相连的巷道内或矿井周边小矿采空区。这种积水体分布集中，水压传递迅速，采掘工作面一旦接近或揭露，老空积水便可突然溃出，发生透水事故，是矿山开采过程中普遍存在的一种水害。断层破碎带水害既可能与矿层顶板含水层或底板含水层发生水力联系，也可能与老空水发生水力联系，是矿山水害类型中最为普遍的一类，预防和治理的难度较大且复杂。

2 充水条件分析

矿井充水条件分析，是矿井水文地质工作的重要环节之一，主要包括充水水源、充水通道和充水强度三个方面的内容。矿井充水通道是指连接充水水源与矿井之间的流水通道，它是矿井充水因素中最关键，也是最难以准确认识的因素。在矿井生产中，把地下水涌人矿井内水量的多少称为矿井充水程度，用来反映矿井水文地质条件的复杂程度，通过富水系数和矿井涌水量来表征。

根据充水条件特征，充水条件分析可划分为人为充水条件分析和自然充水条件分析。自然充水水源主要包括基岩裂隙地下水、承压水、潜水、碳酸盐岩岩溶地下水、上层滞水、松散孔隙地下水、地表水、大气降水、顶板水、底板水、周边水等。主要充水通道包括线状断裂、地震通道、点状岩溶陷落柱、窄条状隐伏露头和面状裂隙网络等。人为充水水源主要有袭夺水和老空水。主要充水通道包括底板矿压破坏带、顶板切冒带、顶板冒落裂隙带、顶板抽冒带、底板水压导升带、地面岩溶塌陷带、封孔质量不佳钻孔等。

3 矿井水害预测预报技术方法

目前，矿井防治水必须按照预测预报、有疑必探、先探后掘和先治后采的“16字”基本原则。近年来，主要有下列2类矿井水害预测预报技术方法。

（1）脆弱性指数法

这一方法主要用在煤层底板突水的预测预报。煤层底板突水是我国大部分煤矿在开发过程中普遍面临的工程技术难题。40多年前所提出的突水系数法，已无法满足深部带压开采和现代采煤方法提出的要求，迫切需要一种新的有效方法。脆弱性指数法采用的基本模型就是将具有强大空间信息分析处理功能的GIS与可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息融合耦合于一体的评价模型。应用非线性ANN方法，根据大量的已知突水样本，对模型进行训练学习，确定因素的权重系数，建立底板突水评价的脆弱性指数模型。

（2）三图双预测法

这一方法主要用在煤层顶板突水灾害预测预报。“三图”指顶板冒裂安全性分区图、顶板含水层富水性分区图和顶板突水条件综合评价分区图。“双预测”指天然状态下工作面涌水量预测和人为改造状态下工作面涌水量预测。

4 突水事故的应急救援预案

突水事故的应急救援预案包括突水前水灾预测预防预案和突水后水灾现场救援与处置两部分内容。

（1）突水前水灾预测预防预案

要加强矿井防治水的基础工作，重点做好以下工作：健全防治水管理制度，执行防治水有关规程；水文地质勘探和防治水预测预报；机构设置和人员队伍配置及资金；加强职工技术培训，增强抵御水害能力；完善防治水工程设施，建立专业抢险救灾队伍或与专业队伍签订合作协议。

要重点关注以下水灾预兆现象：煤壁“挂汗”；工作面出现雾气；可闻到水的“嘶嘶”声；工作面气温降低，矿压增大，发生片帮冒顶及底鼓；硫化氢气味或PH值很低的强酸性水；煤层变潮湿松软，煤帮现滴水淋水；滴水淋水中可现少量细砂粒物质。

（2）突水后水灾现场抢险救援与处置

突水后的水量估算方法主要有浮标法、水泵标定法和容积法。

被困人员的自救互救要做好以下工作：防止有害气体，躺卧待救；充分利用空间，适度集中；适量饮水，不过度兴奋；及时通告逃生路线；避开主水流；分区隔离。

救援现场的指挥与处置要重点做好以下工作：分析人员位置；判断水灾情况；注意环境，防止疫情；防止突变环境；防止次生事故；排堵截结合；利用压风管；观测流水，监听金属，适度放炮。

5 煤矿水害事故频发原因及对策

对煤矿地质构造、含（导）水体、采空区等煤矿致灾因素探测工作不充分、不到位，在宏观上没有完全准确把握对重点矿区致灾因素赋存状况及其规律，在微观上对煤矿建设、生产区域一些具有隐蔽性的致害因素也不清楚，导致煤矿安全生产处于不完全可知的灰色地带，产生极大的盲目性，是水害事故没有得到根本遏制的主要原因。

矿井防治水工作是煤矿安全生产的一个重要环节，必须一靠技术、二靠管理、三靠工程。近年来，防治水制度要求不断严格，评价方法不断增多，技术与装备不断创新，水文地质基础资料不断详实，水害防治工作取得一定的进展。同时，关闭小矿技术基础材料不全、超层越界开采、煤矿采深的增加所带来的水文地质条件更加复杂应引起高度重视，防治水工作不能有丝毫麻痹与松懈。为此，应重点做好以下几项工作：一是坚定信心，水害事故是可以避免和预防的。二是转变思想，充分认识防治水工作的重要性，把防治水和瓦斯治理放到同等重要的位置。三是强化以总工程师为首的防治水工作管理体系。四是要在隐蔽致灾因素普查上下大功夫。五是不断完善装备系统，机构、人员系统，基础排水系统，应急系统，安全督查系统等，实现机制和体制的专业化。六是建立严格的工作责任制。根据实际情况为防治水工作划分出简易区、复杂区和危险区，并根据具体情况制定合理的责任制。七是强化现场管理，特别是干部现场指挥和班组建设。八是抢救透水事故，一定要坚持，决不放弃。

参考文献

[1]张振，周生举 -煤矿防治水技术措施研究. 《科技信息》 - 2010.

[2]朱振雷，魏辉 - 浅谈采掘工作面水文地质条件分析及水害防治对策.《煤矿现代化》 - 2012.

顶板灾害防治篇3

新汶矿业集团华丰煤矿是一个具有百年开采 历史 的老矿,地质条件复杂,煤层倾角大,受水、火、瓦斯、煤尘、冒顶、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重影响。多年来,华丰煤矿通过开发和推广应用新技术,紧紧围绕矿井灾害综合治理,开展了技改挖潜和 科学 管理,实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。

1　矿井生产系统改造

1.1　矿井运输系统改造

为了适应煤层倾角变化大、地压高、巷道易底臌变形的情况,自行研制应用了3条钢丝绳吊挂下运带式输送机和水平弯曲线摩擦多点驱动带式输送机;将原顺槽刮板输送机或多部带式输送机串联运输方式改造为1部可弯曲带式输送机,顺槽和集中巷带式输送机采用小角度多次转弯技术,减少了设备投入。

根据薄煤层实际情况,将原使用的sgw-150c刮板输送机改造为sgw-430/55型刮板输送机,槽宽由630mm改为430mm,适应了薄煤层工作面特殊条件,减少了机电事故。

1.2　通风系统改造

通风系统由原5个风井分区式通风改为集中通风。为保证五水平通风系统稳定、合理,采掘工作面风量充足,在-210回风巷建挡风墙,形成两翼回风的通风系统;采用串联通风,降低采区的总用风量;采煤面采用下行通风方式,构建3道密闭墙,封闭闲置巷道,提高五水平风量,保证安全生产。

1.3　排水系统改造

为提高矿井排水能力,由原来的-90、-270、-450、-750多级排水改为-450、-750两级排水,对主排水泵进行扩排改造,推广pj节能泵,淘汰低效水泵,增装φ325mm排水管路2210m,排水能力提高2倍,年节电耗168万kwh。

1.4　构建webmrt集成化信息体系

建立了华丰煤矿集成化信息体系,使矿井安全监测数据处理系统、营销管理系统、人力资源管理系统、物资超市系统、 企业 预算系统、办公系统、设备管理等系统形成信息资源共享,提高了 现代 化管理水平。

2　矿井集中化生产与单产单进的提高

华丰煤矿原为多井口、多水平、多采区、多工作面生产,为了实现矿井和生产水平的集中,将采煤队个数由7个减为4个,生产采区由4个减为2个,实现了采区的集中生产。矿井效益的提高很大程度上取决于单产单进水平的提高。近年来,通过改造生产环节,推广先进技术,涌现出了年产45万t的炮采队和月掘318m的炮掘队。

在回采工艺上,大力推广毫秒爆破技术,自行研制窄型刮板输送机,下顺槽采用自移式转载机,配spj-800吊挂式皮带机运输。采用“1.1m顶梁、见三回一”支护,双抗带网护顶,推行正规循环作业,使毫秒爆破、单体支柱支护和大功率运输机三者得到最优配合,工作面单产提高1倍以上。

在掘进方面,改善钻、装、运环节,采用yt强力风动钻机,毫秒延期电雷管起爆,水胶炸药爆破进行钻爆法掘进,光面中深孔爆破,优化爆破参数,提高爆破效果;采用p-60b大功率扒装机,配合电瓶车运输,完善排矸系统,实现全岩、半煤岩巷道优质快掘。

疏通生产环节,采区上山自溜运输改为大倾角皮带运输,推广可弯曲皮带、长距离多点驱动皮带等技术,使单台设备运输长度由200m增加到1000m。

3　深部开采顶板管理和煤巷锚杆支护

在回采工作面顶板管理方面,完成了回采面顶底板分类及支护形式研究,厚煤层、倾斜分层试验金属菱形网假顶采煤法,解决了网下高档普采工艺问题,实现了分层开采顶板的安全管理;在破碎顶板试验应用双抗塑料网假顶采煤法和双抗带网护顶技术。

在掘进顶板管理方面,先后完成了4层煤顺槽锚背网支护,粘土岩巷道锚喷组合支护、高地压巷道锚喷网组合支护、破碎围岩锚钢带支护、六岔门立体交岔点支护等方法试验。针对深部开采、冲击地压条件下巷道维护困难的实际,开展了“冲击地压煤巷锚杆支护技术研究”,研制的全长锚固快硬水泥药卷锚杆支护效果良好,为冲击地压煤巷的煤帮支护及软岩巷道支护提供了一种锚固性能好、成本低的支护材料。

4　灾害治理

(1)加大安全投入,保证资金到位,保证安全治理措施的落实施工。

(2)近几年华丰煤矿根据 自然 灾害的情况与各科研单位共同开展了大倾角厚覆盖层采煤后地表斑裂研究与控制、冲击地压综合防治、综合防灭火、顶底板承压水上开采、深部地压研究等10多项技术,有效地推动了矿井自然灾害的治理,节约资金达亿元以上。

顶板灾害防治篇4

新汶矿业集团华丰煤矿是一个具有百年开采历史的老矿，地质条件复杂，煤层倾角大，受水、火、瓦斯、煤尘、冒顶、冲击地压、地表斑裂等多种灾害的严重影响。多年来，华丰煤矿通过开发和推广应用新技术，紧紧围绕矿井灾害综合治理，开展了技改挖潜和科学管理，实现了复杂地质条件下的安全、高效开采。

1　矿井生产系统改造

1.1　矿井运输系统改造

为了适应煤层倾角变化大、地压高、巷道易底臌变形的情况，自行研制应用了3条钢丝绳吊挂下运带式输送机和水平弯曲线摩擦多点驱动带式输送机;将原顺槽刮板输送机或多部带式输送机串联运输方式改造为1部可弯曲带式输送机，顺槽和集中巷带式输送机采用小角度多次转弯技术，减少了设备投入。

根据薄煤层实际情况，将原使用的SGW-150C刮板输送机改造为SGW-430/55型刮板输送机，槽宽由630mm改为430mm，适应了薄煤层工作面特殊条件，减少了机电事故。

1.2　通风系统改造

通风系统由原5个风井分区式通风改为集中通风。为保证五水平通风系统稳定、合理，采掘工作面风量充足，在-210回风巷建挡风墙，形成两翼回风的通风系统;采用串联通风，降低采区的总用风量;采煤面采用下行通风方式，构建3道密闭墙，封闭闲置巷道，提高五水平风量，保证安全生产。

1.3　排水系统改造

为提高矿井排水能力，由原来的-90、-270、-450、-750多级排水改为-450、-750两级排水，对主排水泵进行扩排改造，推广PJ节能泵，淘汰低效水泵，增装Φ325mm排水管路2210m，排水能力提高2倍，年节电耗168万kWh。

1.4　构建Webmrt集成化信息体系

建立了华丰煤矿集成化信息体系，使矿井安全监测数据处理系统、营销管理系统、人力资源管理系统、物资超市系统、企业预算系统、办公系统、设备管理等系统形成信息资源共享，提高了现代化管理水平。

2　矿井集中化生产与单产单进的提高

华丰煤矿原为多井口、多水平、多采区、多工作面生产，为了实现矿井和生产水平的集中，将采煤队个数由7个减为4个，生产采区由4个减为2个，实现了采区的集中生产。矿井效益的提高很大程度上取决于单产单进水平的提高。近年来，通过改造生产环节，推广先进技术，涌现出了年产45万t的炮采队和月掘318m的炮掘队。

在回采工艺上，大力推广毫秒爆破技术，自行研制窄型刮板输送机，下顺槽采用自移式转载机，配SPJ-800吊挂式皮带机运输。采用“1.1m顶梁、见三回一”支护，双抗带网护顶，推行正规循环作业，使毫秒爆破、单体支柱支护和大功率运输机三者得到最优配合，工作面单产提高1倍以上。

在掘进方面，改善钻、装、运环节，采用YT强力风动钻机，毫秒延期电雷管起爆，水胶炸药爆破进行钻爆法掘进，光面中深孔爆破，优化爆破参数，提高爆破效果;采用P-60B大功率扒装机，配合电瓶车运输，完善排矸系统，实现全岩、半煤岩巷道优质快掘。

疏通生产环节，采区上山自溜运输改为大倾角皮带运输，推广可弯曲皮带、长距离多点驱动皮带等技术，使单台设备运输长度由200m增加到1000m。

3　深部开采顶板管理和煤巷锚杆支护

在回采工作面顶板管理方面，完成了回采面顶底板分类及支护形式研究，厚煤层、倾斜分层试验金属菱形网假顶采煤法，解决了网下高档普采工艺问题，实现了分层开采顶板的安全管理;在破碎顶板试验应用双抗塑料网假顶采煤法和双抗带网护顶技术。

在掘进顶板管理方面，先后完成了4层煤顺槽锚背网支护，粘土岩巷道锚喷组合支护、高地压巷道锚喷网组合支护、破碎围岩锚钢带支护、六岔门立体交岔点支护等方法试验。针对深部开采、冲击地压条件下巷道维护困难的实际，开展了“冲击地压煤巷锚杆支护技术研究”，研制的全长锚固快硬水泥药卷锚杆支护效果良好，为冲击地压煤巷的煤帮支护及软岩巷道支护提供了一种锚固性能好、成本低的支护材料。 转贴于

4　灾害治理

(1)加大安全投入，保证资金到位，保证安全治理措施的落实施工。

(2)近几年华丰煤矿根据自然灾害的情况与各科研单位共同开展了大倾角厚覆盖层采煤后地表斑裂研究与控制、冲击地压综合防治、综合防灭火、顶底板承压水上开采、深部地压研究等10多项技术，有效地推动了矿井自然灾害的治理，节约资金达亿元以上。

顶板灾害防治篇5

中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-207-01

一、古桥子采区基本概况

古桥子采区位于辽宁省凌源市西南部，距凌源城区49km。行政区划隶属于沟门子镇管辖，北东部伸入三家子乡。东西长5.4km，宽3.75km，面积1329.9767hm2。

二、古桥子采区地质灾害现状

（一）地质灾害危险性预测

古桥子矿区铁矿层赋存在蓟县系下马岭组含铁砂页岩夹菱铁矿岩段中下部地层中，直接顶板围岩为含铁砂页岩夹薄层菱铁矿，直接顶板之上为粘土质页岩段。含矿层直接底板围岩为砂岩夹砂页岩，其下为铁岭组薄层灰岩段。采场内留有规则的或不规则矿柱，矿柱规格2～3m×2～3m，间距为12m，矿柱担负的面积150m2左右。根据古桥子矿区范围内地质环境条件，结合矿山工程建设方案，预测矿山建设可能引发、加剧地质灾害，矿山建设可能遭受地质灾害，并对其危险性进行评估。

1、井巷坍塌冒顶地质灾害

一期矿体走向长2100m，平均厚度2.47m，平均倾角21°～26°。矿体最低地表出露标高为470m，最高地表出露标高为575m，最深控制标高为64m，向下尚未封闭。地下岩层在采矿以前处于原始应力平衡状态，当开掘巷道和采铁矿时，围岩的原始应力遭到破坏，围岩应力将重新进行分布。采空区上部岩体应力会向矿井壁上方转移，引起应力升高。顶板岩层因失去支撑而在水平应力和自重作用下，弯曲下沉，在其底部出现拉力和剪应力，当这种应力超过极限强度时，顶板岩层遭到破坏。矿山在开采过程中有引发、加剧及遭受井巷坍塌冒顶地质灾害的可能性，危害对象为施工人员及设备安全.

2、地面沉（塌）陷与地裂缝地质灾害

地面沉（塌）陷与地裂缝地质灾害的形成主要原因是由于铁矿开采形成较大范围的采空区，使其顶板应力场发性变化，当顶板围岩强度不足以抵抗上覆岩体重力，超过围岩抗拉张强度时，在围岩脆弱带发生破坏。使岩体在采空内首先矿井坍塌冒顶。矿井顶板坍塌冒顶临空后，受重力拉张及围岩节理裂隙或断裂破碎带的影响，进一步形成裂隙发育带并使岩体下沉，波及地面形成地面沉（塌）陷与地裂缝。

3、矿坑突水地质灾害

矿山开采施工井巷工程开拓系统，矿体顶部有岩层裂隙小，矿区有F7断裂，长2000m，断裂破碎带较宽，透水性强，曾发现上盘大量漏水，矿层围岩破碎，坍塌严重。该断裂如沟通岩溶裂隙水和地表水，将引起矿井突水地质灾害。矿山建设可能会引发、加剧及遭受矿井突水地质灾害，可能性为中等，危害对象为井下作业人员和设备.

（二）对含水层影响

开采对第四系孔隙水含水层影响较小。基岩裂隙水含水层与矿床上下分别有40、70m厚页岩隔水层，开采对其影响较小。孔隙裂隙水含水层与矿层间一般有近50m的页岩相隔，开采对其影响较小。岩溶裂隙水含水层弱含水，开采对其影响较小。根据矿山地质环境影响程度分级表，预测含水层破坏较轻。

（三）对地形地貌景观影响

矿区地形地貌有构造剥蚀低山、坡洪积裙及冲洪积谷地。开采形成的几处工业场地对地形地貌影响较小，废石场和临时表土场处于山区内，虽然破坏了原来的地形、地貌，但只是轻微改变了局部原有的自然景观，对矿区整体的地形地貌景观影响较小。

对土地资源影响

对土地资源影响包括主副井工业场地、东风井工业场地、中央风井工业场地、二期进风井工业场地、二期回风井工业场地、平硐、废石场、运输道路、临时表土场、地面沉（塌）陷与地裂缝破坏土地等十个方面，总共挖损、压占破坏土地面积370.4597hm2。

三、治理恢复工程

（一）地质灾害治理恢复

1、矿井突水地质灾害

（1）工作面开采或巷道掘进时，应采取适当措施，提前打钻探水、泄水，防止地下水、断层充水突然涌出灾害的发生。同时完善排水设施。开采遇断层时断层两侧必须留设20 m防水矿柱。

（2）矿山开采时，防止断层涌水，注意井巷中漏水、突水的观察，完善排水设施。

（3）矿山要加强防排水工作，作好各坑口地表防洪工作，各井口地表附近要挖好防洪沟，避免雨季地表洪水涌入坑内。在井巷掘凿接近含水断层时必须实行超前探水，按安全规程有关防排水的规定做好有关工作，防止透水事故发生。

2、井巷坍塌、冒顶地质灾害

（1）严格按照国家有关规范和设计要求进行施工。

（2）矿山生产过程中要加强矿岩稳固性监测工作，积累掌握地压活动规律，及时支护不稳定地段，采取安全措施，避免事故发生。敲帮问顶，巡视。

（3）提高单体支柱的初撑力和刚度，有条件可采用单体液压支架。提高支架的稳定性。

（4）掘进回风、运输巷道时不要破坏复合顶板。

（5）应在井巷施工和开采过程中加强井巷特别是顶板的监测，对裂隙发育带、断裂带定时观察，发现异常及时采取支护措施。

（6）井巷可采用锚喷喷浆支护，围岩破碎巷道加U形钢棚作辅助支护。

3、地面塌（沉）陷、地裂缝地质灾害

（1）对地下斜井及运输巷道等硐室进行必要的支护。特别要注意硐顶崩落对采矿安全的威胁。可利用废石对形成的采空区进行回填。

（2）在铁矿开采过程中，按工作面、盘区开采情况，布设观测断面，进行长期地面变形观测，加强地面沉陷监测，设置固定观测标志，定期进行专职人员巡视，发现异常、险情及时报告，根据观测和研究结果，总结该区沉陷变形的规律。

（3）地表岩移范围内设置警示措施，防止人员进入地表岩移范围。对地表岩移范围内的主要的建筑进行避让迁移。

（4）如发现地面突发性沉陷和地裂缝，应及时组织人员回填。防止人员伤亡和财产损失。

（二）含水层治理恢复

矿山开采对含水层影响较轻，矿区生产采用井下涌水和河套取水相结合的办法。矿井涌水，废石场淋溶水等基本不含有害物质，经沉降澄清后外排。生活污水，经化粪池净化后排放，未污染周边水质。定期对矿山排放的废水进行监测，防止污染含水层。

（三）地形地貌景观和土地资源治理恢复

进行表土剥离，剥离的表土堆存在临时表土场，临时表土场种植紫花苜蓿。在运输道路两侧种植防护林带，两侧修建排水沟。闭矿后，拆除井口设施，回填井口，平整，绿化。废石场、表土场进行覆土、绿化。对工业场地拆除废弃附属设施，平整，覆土，绿化。

顶板灾害防治篇6

前言

煤矿开采过程中，在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放，呈现声响、震动以及气浪等明显的动力效应。这些现象统称为煤矿动力灾害，是煤矿重大灾害之一。目前，我国的冲击矿压及矿震灾害十分严重，近年来，随开采深度增加，此类灾害有加重的趋势。在高突矿井冲击矿压现象所引发的灾害后果更为严重，已成为制约煤矿安全生产新的灾害，是煤矿行业发展的重大障碍。我矿3层、9层都发生过不同程度的冲击地压事故，17层的煤层动力现象也比较明现。进入三水平，防冲的手段是我矿未来安全生产的主要课题。

冲击矿压防治措施

分析目前所采用的各种压力控制方法，从其对付矿压的原理来看，不外乎抗压、让压、躲压、移压四种控制途径。

抗压，是指通过提高支架的支撑能力或提高支护密度等方法，用加强支护的手段去抑制或减少围岩的移动，增强巷道的抗变型能力。如增大型钢的规格，提高支架的承载能力，充填支架背后的空间等。

让压，是指在采用适当支护措施和保持支架本身不遭受严重损坏的前提下，容忍围岩产生一定变形，以释放掉一些能量，从而大大降低围岩对支架造成的压力。

躲压，是指根据工程体周围应力重新分布的特点和规律，在巷道位置的选择上将巷道布置在应力降低区内，从时间或空间上躲避开高压力的影响和作用。

移压，是指通过人工方法将巷道围岩松动，形成卸压槽孔或其他形式的卸压空间，在保持整体稳定的条件下，降低自身的承载能力，迫使载荷转移到离巷道较远的地点，达到减轻巷道受压的目的。

通过对已发生的冲击矿压事故现象调查发现，事故发生时的特点如下且基本相同：（1）事故发生前没有明显前兆，速度快；（2）事故发生时伴有巨响，有气浪；（3）事故发生后有大量煤体抛出，严重堵塞巷道，破坏严重。

前言中我们说过冲击矿压是在高应力状态下积聚有大量弹性能的煤或岩体，在一定的条件下突然发生破坏、冒落或抛出，使能量突然释放。其释放应力巨大，抛出大量货物，抗压对防治冲击矿压来说可行性比较小所以我们放弃抗压手段。结合以往的经验，冲击矿压常用防治措施如表1所示：

表1 常用治理措施汇总表

类别 防范措施 解危措施 防护措施

作用

原理 避免形成高度应力集中，避免产生能量积聚的条件，预先改变煤岩冲击倾向 降低应力梯度，创造能量释放条件，破坏煤岩结构 避免造成灾害事故

措施

名 称 开采解放层

合理的开拓开采布置

煤层预注水

煤层超前松动爆破

顶板预注水

顶板超前爆破 煤层卸载注水

煤层卸载爆破

煤层松动爆破

煤层卸载钻孔

顶板爆理

底板爆理 加强支护

宽巷掘进

爆破工艺制度控制

除了以上所列举的经常使用的治理方法，我们还可以使用锚网索+可伸缩性支架联合支护。

众所周知锚网索支护属于主动支护，可以充分利用围岩的自承能力、所需材料体积小、重量轻辅助运量低，虽然其有许多优点，但由于是隐蔽性较强的支护形式，压力显现不明显并且刚性有余韧性不足，一旦产生冲击压力围岩的应力平衡必然被打破，势必发生大面积冒顶事故。但可伸缩性支架为柔性支架，优点是其断面形状与顶板冒落后形成的自然平衡相吻合，可以让过冲击压力的峰值，在锚网索失效的瞬间对其产生支撑力阻止巷道继续垮塌冒落，有利于保持巷道的稳定性。 虽然可伸缩支架可以有效的防止冲击矿压的发生但随着煤矿科技的发展，产生了一种更加先进的支护技术：预应力桁架锚杆支护。

3预应力桁架的概念

预应力桁架是将巷道两肩窝深部岩体作为锚固点，专用张拉机通过桁架连接器将高强度的预应力钢绞线锁紧，并传递张拉力实现对顶板浅部围岩的兜护和对顶板结构的加固，控制顶板的离层、防止顶板加固区整体垮冒。

4预应力桁架的作用机理

预应力桁架最初应用在顶板，当支护的预应力达到一定程度时，能形成预应力承载结构，该结构不仅能通过大变形实现对外层结构的适应性让压，同时能在大变形中保持整体稳定性特征的层状顶板结构叫预应力承载梁，它具有连续传递应力的效应，从而使垂向应力集中程度减缓，两帮煤体破坏减弱，消除或大大减缓顶板离层，并从根本上控制巷道围岩的最终变形量，以达到最佳支护效果。这种支护方式充分发挥了各自的优势，刚柔相济、内外并举、标本兼治，即控制变形又保证安全，达到了良好的安全和经济效果。

图1预应力桁架的承载结构的作用机理

5预应力桁架的优点

预应力桁架与其他传统支护相比有很多优点：1）桁架内锚固点为巷道两肩窝深部岩体，十分可靠。2）桁架中拉紧的钢绞线与顶板形成线或面接触，作用范围大，松散破碎顶板受力状态好。3)钢绞线抗剪性能强，能缓解水平应力导致的顶板支护结构的剪切破坏；4）随围岩变形易形成闭锁结构，支护结构不易失效；5）桁架施加的水平预拉力在巷道顶板内产生一对对称弯矩，平衡顶板弯曲而产生的拉应力区，减少顶板破坏。6）与U型棚支护相比，每米巷道节省500元左右，施工直接成本大大减少，减轻了工人的劳动强度，减少了辅助运输量，提高了单进水平。

此项技术在生产中取得了不错的效果，如今该技术已推广应用，为矿区建设高产高效矿井提供了可靠的支护技术保障。

预应力桁架支护技术在控制顶板离层、大倾角高帮整体移动、小煤柱松散变形及高应力巷道围岩关键部位加固等复杂条件下的应用具有很强的灵活性和针对性，应用范围非常广泛。

6 结语：

1）预应力桁架支护技术在控制顶板离层、大倾角高帮整体移动、小煤柱松散变形及高应力软岩巷道围岩关键部位加固等复杂条件下的应用具有很强的灵活性和针对性。

2) 根据现场工业实验结果表明，该治理措施有效地制止了冲击矿压事故的发生，必免了灾害性事故的蔓延，安全生产做以保障，同时有着明显的经济效益。

顶板灾害防治篇7

中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0221-01

在我国，煤矿生产安全的现状仍然不容乐观，瓦斯爆炸、顶板灾害、矿井水灾、冲击地压、热害等常见的煤矿灾害所造成的危险依然潜伏在煤矿生产中。而顶板事故是其中主要的灾害事故，对于煤矿安全有着很大的威胁。据分析，2012年在我国发生了489例顶板事故，共造成近700人死亡，在2012年煤矿事故中占据高达47%的比重。可以看出，顶板事故是十分危害煤矿安全的。

1 掘进巷道顶板事故及频发原因

顶板事故，是指在工人对煤矿进行开采的过程中，顶板冒落，致使矿工伤亡、相关设备损坏、开采进程停止的事故。其容易发生事故的原因有以下几点。

1.1 地质构造

中国地域辽阔，地质构造比较复杂，无疑增加了煤矿开采的难度，再者，煤矿的生产条件也决定了煤矿生产安全不能完全得到保障，危险系数比较高。调查数据显示，我国的主要煤矿中，38%的煤矿处于非常复杂的地质环境中，相对来说地质比较简单的只占据了21%。另外，在煤矿生产中，瓦斯在煤层中的含量较高，稍不注意，就容易引发火灾。管网式的煤矿开采巷道空间布置，由使许多容易引发灾害的因素聚集在一起，互相影响碰撞，更加容易造成重大煤矿灾害的发生。

1.2 采矿方过失

重大煤矿灾害如此多发，煤矿所处地质条件复杂固然是重要原因，但采矿方的过失才是根本原因。例如近日某矿发生的重要顶板灾害事故，9名矿工死亡，开采设备损坏，人力物力损失巨大。究其原因，便是矿工在作业过程中，不间断掘进十多米以后未遵照要求安放锚索，最终导致煤顶与岩层的分离，进而煤顶垮落形成严重顶板事故。而造成这一事故的更深层次原因有以下几个方面：矿方追求生产效益重于生产安全，在管理方面比较松弛，对工人在安全方面没有进行足够的思想教育，导致工人没有强烈的安全意识，不按照要求来进行开采作业，直接导致了这场灾害的发生；矿方安全、生产等部门没有进行有力的监督管理，没能及时发现开采现场的工人违章作业现象并进行制止，也是导致这场事故发生的重要原因；矿方没有对矿工进行严格的技能培训，并且没有科学的下达生产任务的指标及合理的安排劳动组织。同时在技术方面，对于开采过程中所用到的锚索支护技术应用的不够规范和娴熟，没有按照相关规程对作业要求进行修改，这也是造成事故发生的技术漏洞；矿方的相关领导部门没能严格遵守安全生产的要求，在安全防范方面比较重视对瓦斯的管理，而对于顶板灾害的预防没有到位，顾此失彼，也间接造成了此次事故的发生。

2 掘进巷道顶板事故预防措施

2.1 技术方面的预防措施

（1）矿方要制定健全的保证施工质量的体系，在对工程进行验收的时候严格把关，把矿、科、队、人的责任都分配清楚，出了什么问题可以具体到人，一环紧扣一环，把每个班的工程质量都纳入控制范围。

（2）积极联系相关科研院所并进行合作研究，更加深入的对锚杆、锚索支护技术进行研究，力求在开采过程中，针对各矿所处的不同的条件，在作业要求方面作出相应的技术调整，增加锚杆、锚索支护技术的合理性及科学性，进而使开采更加安全可靠。

（3）在开采过程中，对支护质量与顶板的情况进行不间断的监测，及时有效的传达反馈监测信息，并派遣专门人员分析处理监测数据，以做到一发现问题就及时解决。

（4）对开采人员进行严格的安全方面的思想教育和开采方面的技能培训，帮助矿工树立强烈的安全意识和较强的技术能力，生产、安全等部门要健全监督体系，对施工现场进行有效的监督，坚决杜绝违章作业的现象。

2.2 管理方面的预防措施

（1）严格制定管理制度。

矿方在对管理制度、作业要求进行制定时必须严格遵守《煤矿安全规程》、《煤矿设计规范》等相关规定，而不能说依据自己的主观想法和以往的作业经验，因为不同条件必须不同对待，务必使作业规程、作业措施等符合规定，更加的具有科学性，能对煤矿生产及安全更有帮。

（2）加强监督管理。

矿方各个相关部门要以严谨的态度做好煤矿生产组织、调度协调和指挥管理工作，切实认真对业务保安责任制进行有效的落实，部门干部更要放下身段，亲自进入生产现场进行观察，对生产过程的每个环节进行了解与监督，对生产过程中有可能出现的问题进行预测，在其出现的时候及时发现并解决，以防更大问题甚至是灾害的发生。

（3）合理分配人员。

矿方在对煤矿开采进行人员组成和任务分配的时候，一定要从实际情况出发，进行合理科学的调整并加强管理，使领导不依靠章程指挥、矿工不依靠章程作业的现象彻底的被杜绝，在施工现场形成领导遵守章程进行合理指挥、矿工依照章程进行安全作业的好风气。

（4）重视安全防范。

矿方领导部门注重生产效益不为过，但在安全方面也要加强防范，生产过程中稳扎稳打，严格贯彻“安全第一”的要求，不能突击冒进。在企业改革中心西移的同时不可顾此失彼，在重视矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火的同时，也不能忽视对可能发生的顶板灾害的预防工作。

3 结语

煤矿掘进巷道顶板事故，是煤矿生产中容易发生的灾害且会造成煤矿生产中人力物力的巨大损失，它的发生不仅是因为某些矿区地质环境的复杂，更是因为采矿方不科学不合理的操作，因此，采矿方一定要从自身找原因，吸取已发生的事故的经验，对自身从技术和管理方面严格要求，最大限度杜绝此类事故的再发生。

参考文献

顶板灾害防治篇8

中图分类号：TD8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0149-01

在我国，煤矿生产安全的现状仍然不容乐观，瓦斯爆炸、顶板灾害、矿井水灾、冲击地压、热害等常见的煤矿灾害所造成的危险依然潜伏在煤矿生产中。而顶板事故是其中主要的灾害事故，对于煤矿安全有着很大的威胁。经统计，巷道顶板事故死亡率为80%以上，可见巷道顶板事故的严重性，为了保障工人的生命安全，必须采取预防措施，降低事故发生概率。由于巷道周边岩石应力较大，围岩本身又比较软弱，所以过强应力很容易使围岩破碎，必要的预防必不可少。巷道事故发生影响因素较多，事故预防必须全面考虑，做好有效预防，以此为工人生命提供保障。

1、煤矿掘进巷道顶板事故预防的重要性

安全是煤炭事业发展的基石，是煤矿顺利开采的前提。煤矿一旦发生重大矿难事故，不仅会给社会带来不良影响，更会给伤者家庭带来打击，给国家带来损失，另外，事故的发生给企业带来的负面影响不可预期，煤矿事故影响巨大。煤矿掘进巷道顶板事故是目前煤矿事故中死亡率较高的事故之一，对煤矿掘进巷道顶板事故必须给予相应的重视。我国是煤炭采矿大国，虽然在煤炭开采方面已经取得了一定成绩，但实际上我国煤矿开展不论是开采技术上、还是开采设备上都与发达国家有着一定距离，并且煤矿开采环境较为恶劣，这都增加了煤矿事故预防难度。煤矿事故制约着煤炭企业发展，做好煤矿事故预防不仅是为了企业利益着想，更是为了施工人员生命安全着想，煤矿掘进巷道顶板事故预防具有重要意义。煤炭企业想要在未来的市场中站稳脚步，必须保证煤矿安全，煤矿掘进巷道顶板事故预防势在必行。

2、煤矿掘进巷道顶板事故发生的主要原因

2.1 地质构造

中国地域辽阔，地质构造比较复杂，无疑增加了煤矿开采的难度，再者，煤矿的生产条件也决定了煤矿生产安全不能完全得到保障，危险系数比较高。调查数据显示，我国的主要煤矿中，38%的煤矿处于非常复杂的地质环境中，相对来说地质比较简单的只占据了21%。另外，在煤矿生产中，瓦斯在煤层中的含量较高，稍不注意，就容易引发火灾。管网式的煤矿开采巷道空间布置，由使许多容易引发灾害的因素聚集在一起，互相影响碰撞，更加容易造成重大煤矿灾害的发生。

2.2 采矿方过失

重大煤矿灾害如此多发，煤矿所处地质条件复杂固然是重要原因，但采矿方的过失才是根本原因。例如近日某矿发生的重要顶板灾害事故，9名矿工死亡，开采设备损坏，人力物力损失巨大。究其原因，便是矿工在作业过程中，不间断掘进十多米以后未遵照要求安放锚索，最终导致煤顶与岩层的分离，进而煤顶垮落形成严重顶板事故。而造成这一事故的更深层次原因有以下几个方面：矿方追求生产效益重于生产安全，在管理方面比较松弛，对工人在安全方面没有进行足够的思想教育，导致工人没有强烈的安全意识，不按照要求来进行开采作业，直接导致了这场灾害的发生；矿方安全、生产等部门没有进行有力的监督管理，没能及时发现开采现场的工人违章作业现象并进行制止，也是导致这场事故发生的重要原因；矿方没有对矿工进行严格的技能培训，并且没有科学的下达生产任务的指标及合理的安排劳动组织。同时在技术方面，对于开采过程中所用到的锚索支护技术应用的不够规范和娴熟，没有按照相关规程对作业要求进行修改，这也是造成事故发生的技术漏洞；矿方的相关领导部门没能严格遵守安全生产的要求，在安全防范方面比较重视对瓦斯的管理，而对于顶板灾害的预防没有到位，顾此失彼，也间接造成了此次事故的发生。

3、掘进巷道顶板事故预防措施

3.1 技术方面

1）矿方要制定健全的保证施工质量的体系，在对工程进行验收的时候严格把关，把矿、科、队、人的责任都分配清楚，出了什么问题可以具体到人，一环紧扣一环，把每个班的工程质量都纳入控制范围。

2）积极联系相关科研院所并进行合作研究，更加深入的对锚杆、锚索支护技术进行研究，力求在开采过程中，针对各矿所处的不同的条件，在作业要求方面作出相应的技术调整，增加锚杆、锚索支护技术的合理性及科学性，进而使开采更加安全可靠。

3）在开采过程中，对支护质量与顶板的情况进行不间断的监测，及时有效的传达反馈监测信息，并派遣专门人员分析处理监测数据，以做到一发现问题就及时解决。

3.2 管理方面

1）严格制定管理制度。矿方在对管理制度、作业要求进行制定时必须严格遵守《煤矿安全规程》、 《煤矿设计规范》等相关规定，而不能说依据自己的主观想法和以往的作业经验，因为不同条件必须不同对待，务必使作业规程、作业措施等符合规定，更加的具有科学性，能对煤矿生产及安全更有帮。

2）加强监督管理。矿方各个相关部门要以严谨的态度做好煤矿生产组织、调度协调和指挥管理工作，切实认真对业务保安责任制进行有效的落实，部门干部更要放下身段，亲自进入生产现场进行观察，对生产过程的每个环节进行了解与监督，对生产过程中有可能出现的问题进行预测，在其出现的时候及时发现并解决，以防更大问题甚至是灾害的发生。

3）合理分配人员。矿方在对煤矿开采进行人员组成和任务分配的时候，一定要从实际情况出发，进行合理科学的调整并加强管理，使领导不依靠章程指挥、矿工不依靠章程作业的现象彻底的被杜绝，在施工现场形成领导遵守章程进行合理指挥、矿工依照章程进行安全作业的好风气。

4）重视安全防范。矿方领导部门注重生产效益不为过，但在安全方面也要加强防范，生产过程中稳扎稳打，严格贯彻“安全第一”的要求，不能突击冒进。在企业改革中心西移的同时不可顾此失彼，在重视矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火的同时，也不能忽视对可能发生的顶板灾害的预防工作。

4、结语

煤矿事故预防意义重大，关系着企业稳定和国家经济发展，关乎着每一位施工人员的生命安全，煤矿掘进巷道顶板事故预防必须引起高度重视，并采取有效措施进行预防，最大限度减小事故发生的可能性。

参考文献：

[1]鞠路超，史继武，梁俊岭.煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化设计[J]. 能源与节能，2013，02：38-40.

[2]宋晓彪.煤矿掘进巷道顶板事故分析及预防措施[J].科技风，2013，17：148.

顶板灾害防治篇9

Abstract：On August 21, 2010, three ground collapses occurred，which was a threat to the safety of life and property of local residents in Miaogou Village of Haicheng city, in Liaoning province. The ground collapse has been one of the major geologic hazards in the threat of urban construction and people's lives and property, and study about the ground collapse will be the subject which the future urban development must be faced and resolved. This paper analyzed the causes that lead to the occurrence of ground collapse in Miaogou Village, and the prevention measures were put forward.

Keywords：Ground collapse Cause of formationPrevention measure

中图分类号：TU767+.4文献标识码： A

1 引言

地面塌陷是与其所处的地质环境和地质作用等因素密切相关的，是指地表岩体和土体在自然或人为因素的作用下，向下陷落，并在地面形成塌陷坑洞的一种地质现象[1]。当地面塌陷发生在人类活动区域或造成生命财产的损失时，这一现象就会成为地质灾害。由于城市化进程的加快，人类对资源的需求越来越大，固体矿产和地下水的开采不断加剧，以及城市地下工程的频繁施工，对地质环境造成了巨大的破坏，在外应力条件下，很容易造成地面塌陷的发生。

近年来，城市地面塌陷现象频发，不仅阻碍了城市化进程的发展，还造成了巨大的经济损失和人员伤亡。据统计，广州自1990年以来发生地面塌陷60余次，直接经济损失达8000万元以上[2]；北京从2005到2010年间共发生地面塌陷达150多次[1]；内蒙古地区截止到2000年底，发现的塌陷共有197 处，造成的经济损失高达2. 146亿元[3]；地面塌陷已成为威胁城市建设和人民生命财产安全的主要地质灾害之一。因此，对于地面塌陷的成因和防治措施的研究，将是未来城市化发展过程中必须要考虑和解决的课题。本次以2010年8月21日发生在辽宁省海城市牌楼镇庙沟村的三处地面塌陷为例，对于地面塌陷的成因和防治措施进行初步探讨，提出相应的防治措施。

2 研究区地质环境背景

2.1 研究区地理位置

研究区位于辽宁省海城市牌楼镇庙沟村。该区是我国的老海城镁矿区，采矿业发达，交通十分便利。

2.2 地形地貌特征

研究区位于山谷交汇处冲积平原地带，地势呈东南高、西北低，属东部山区低山丘陵区过渡段，山山相连，沟谷交错，海拔高程位于212.5～67.5m之间。

2.3 水文气象特征

研究区位于暖温带季风气候区。春暖秋爽，夏热冬寒，春季偏旱，少雨多风，蒸发量大；夏季多东南风，气候炎热，湿润多雨；秋季短，降温快，气候凉爽；冬季冷，降雪少，降水主要集中在7和8月份，研究区内季均降雨量约400mm。海城市的年温差和日温差都较大，对岩石的热胀冷缩和加速风化起到不可忽视的作用。

研究区有溪流庙沟河穿过。庙沟河发源于马家堡子，流经本区，横穿王家堡子矿段西段，而后沿下盘黑云母片岩向东流出，汇入下房身河。庙沟河主要由大气降水和基岩裂隙水补给，平时流量不大，但暴雨条件，洪峰流量迅速增大，洪峰径流量达21988.8m3/d。

2.4 地层岩性

研究区出露的地层主要为下元古代辽河群大石桥岩组二段、三段及第四系（Q）土层。区内大理岩发育，主要为白云大理岩、菱镁矿夹菱镁大理岩及少量闪透白云大理岩、方解石大理岩，第四系（Q）土层多为冲洪积物组成的粉质粘土、细砂、砂砾石及砾石层等。

2.5 地质构造

研究区共有两条构造断裂带经过，其中一条长约80m，走向NE，倾向NW，另一条长约160m，走向NW，倾向NE。研究区位于地震烈度Ⅵ度，其设计基本地震加速度为0.10g，属高烈度地区。

2.6 地下水发育特征

研究区地下水丰富，多为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩类裂隙、岩溶水。其中第四系松散岩类孔隙水多埋藏于河谷平原，山间谷地等较低部位的松散岩层中，垂直方向上接受大气降水的补给，而侧向则由山区基岩裂隙水来补给，近河地段与河水有着明显的水力联系。研究区富镁碳酸盐岩发育，故雨水的溶蚀作用较强，岩溶地貌发育，岩溶裂隙水也较为丰富。

2.7 人类工程活动

研究区内人类工程活动强烈，主要以采矿、房屋建筑和道路施工为主，而镁矿的开采对环境影响最大。其中牌楼镁矿和富源镁矿均为露天开采，海鹰镁矿为井下开采，这些对该区地质环境的破坏极大，在海鹰矿区以及形成了多处地面塌陷，造成了较大经济损失。

3 研究区地面塌陷概况

研究区共发现3处地面塌陷：1#塌陷坑（见图3-1）位于庙沟村休闲广场附近的村民院内，塌陷坑直径约为3m，深度达7m以上，呈漏斗状；2#塌陷坑位于1#塌陷坑的西南方院墙外小路边上，直径约为3m，最大深度约为3.5m；3#塌陷坑则位于2#塌陷坑的南侧庄稼地里，直径约1.5m，较浅，深度约为0.3m，洞口呈圆形。

图3-11#塌陷坑

4 研究区地面塌陷的成因分析

影响地面塌陷的因素有很多，其中人类地下开采活动造成的采空区是形成地面塌陷的主要原因，而其他外力作用如降雨、自然重力、过量抽排地下水等则是诱发因素。

4.1 采空区稳定性分析

采空区的面积大小反映了地下的开挖程度，也决定了地面塌陷发生的可能性的大小[5]。研究区地下存在有两条平行巷道，分布在露天采矿场到庙沟村休闲广场南侧这一段。平行巷道长约110m，宽约为10m，高度约为5.7~8.5m，平均高约7.1m，中间有6m的宽矿柱。研究区内的采空区总面积约为4917m2，塌陷1#位于巷道北侧岩溶区，塌陷2#位于岩溶区和采空区临界位置，塌陷3#位于巷道正上方，采空区分布范围较广，面积也较大，其深度也有加大的趋势。

该采空区顶板岩层厚度19-27m、冒落区顶板岩层厚度14-19m（均含第四系）。岩性主要有两种，菱镁大理岩和蛇纹石化大理岩，岩溶发育。根据岩石力学试验抗压强度 31～178MPa，属坚硬岩。但是由于有公路并且有超重载重汽车通过，并且不断有放炮震动影响，因此对坑道顶板进行验算。

结合力学试验成果分析对巷道顶板进行稳定性验算，结果如下：

根据《工程地质手册》，当建筑物已建在巷道上部时，可按式（1-1）验算地基的稳定性

……………………（1-1）

式中：

H0为巷道顶板的埋藏临界深度，m；

B 为巷道高度，m。10m；

γ为顶板岩体容重，KN/m3。菱镁大理岩和蛇纹石化大理岩取27.7～29.9 kN/m3；

φ为内摩擦角，°。45～52°；

P0为附加应力，KPa。取149 KPa（包括土附加应力和车载附加应力）。

φ =45°时，按坑道宽10m，γ=27.7kN/m3，H0=63.78m；

φ =45°时，按坑道宽10m，γ=29.9kN/m3，H0=63.44m；

φ =52°时，按坑道宽10m，γ=27.7kN/m3，H0=70.1m；

φ =52°时，按坑道宽10m，γ=29.9kN/m3，H0=69.72m；

从安全的角度出发，实际采空区宽10m时的H0最大值，即63.78m，1.5倍 H0为95.67m。当采空区顶板小于H0（63.88m）时，顶板不稳定；

当采空区顶板大于H0（63.88m）时而小于1.5 H0（95.67m）时，顶板稳定性差；当采空区顶板大于1.5 H0（95.67m）时，顶板稳定；

根据以上不稳定的基本条件分析和依照坑道顶板稳定性验算结果，本次地面塌陷地段可以确认为不稳定或稳定性差，需要进行治理。

4.2大气降水的影响

由于2010年汛期雨量较大，且持续时间较长，加大塌陷区顶板自重的同时也导致塌陷区孔隙水压力及地应力结构不断发生改变，成为导致顶板失稳形成地面塌陷的诱发因素。

4.3 地下水作用的影响

为保证矿体开采，在洞口处抽排地下水。连续长时间的抽排研究区矿坑的地下水，在含水层裂隙岩溶与采空区之间形成渗水通道，导致该区地下水流场发生变化，形成以矿洞为中心的降落漏斗，导致该区地下水作用相对较高。特别是上覆第四系与基岩面以下采空区之间通过裂隙直接或间接连通，在地下水作用加大的条件下，局部第四系被夹带至空洞中，导致第四系下部形成土洞，使其地应力变化失稳，成为地面塌陷形成的主要因素。

4.4岩溶区的影响

研究区地层以大理岩为主，受降雨的溶蚀作用强烈，地下溶蚀现象发育，该区内的岩溶发育面积约为1200m2。地下溶洞直径约为1~5m，平均埋深在15m左右，局部埋深较浅，仅为0.2m。

岩溶的发育反映了地下的空旷程度，岩溶的埋深则间接反映了塌陷区的形成位置及规模[6]，进而决定了发生地面塌陷的可能程度。

4.5 塌陷成因分析

由于研究区主体为巷道采空区，规模较大，顶板埋深较浅，经计算不能满足顶板稳定性要求；采空区背离洞口方向水位较高，不断向洞口处补给，加之洞口处不断对地下水进行疏干，并且2010年汛期降雨量较大，加速了地下水的径流与疏干，并且岩溶区和采空区相邻，地下水径流的同时不断夹带顶板风化物进入坑道内，使顶板地应力不断改变，最终导致顶板的失稳进而产生地面塌陷。

5 地面塌陷的防治对策

地面塌陷是与高度发达的经济相耦合，这必然会放大灾害的破坏效应，因此防治地面塌陷为当务之急[4]。当前对于地面塌陷的防治原则主要为以防为主、防治结合，首先应对未发生地面塌陷的地区进行预防，以防灾害的发生，而对已经发生灾害的地区，应及时进行治理，以防灾害进一步扩大。

（1）对未发生地面塌陷的地区进行详细的勘察，根据勘察结果来制定预防措施。首先停止使用可能出现塌陷的高危险区内的建筑物并进行搬迁；而拟建建筑物应避开易产生塌陷的危险区；对于轻度危险区应进行治理。

（2）加强采矿区的监管工作。在地下开矿的同时应做好支护措施，以防上覆土层承载力下降而发生塌陷。此外矿坑的抽排水方式应进行合理的设计和选择，保证排水时，矿坑附近的地下水位缓慢变化，保证地下水位保持在一定的范围内，以防地下水位变化过快，导致表层土失稳而形成塌陷。

（3）对采空区进行填充，对巷道内重要位置（如公路下方）采取混凝土浇筑的治理方式，在支撑地表公路的同时还可以封堵坑道的地下水，以防地下水泄露导致塌陷坑的进一步扩大，该工艺采用地面大孔径混凝土浇筑（选取顶板最高点布设浇筑孔），洞内支模板振捣，治理效果良好。此外，在巷道主体部分应采取大孔径投料、高压注浆密实的处理方法进行治理，该治理方法简单便于操作，但投料颗粒级配及注浆压力是重点与难点；对岩溶区采用高压注浆进行密实处理的同时可采用振冲碎石桩进行置换、振动密实处理，该治理方法加固效果良好，对于处理松软地层有较好加固作用，但是该治理方法需要较大的作业空间及排污场地，预计治理后单桩承载力可达40t，完全达到加固效果。

（4）对于已经发生地面塌陷的地区，应禁止继续大量的抽取地下水，以防灾害的扩大。

6 结论

近年来，随着城市化进程的不断加快，资源的过度开采，地面塌陷地质灾害频发，地面塌陷已成为威胁城市建设和人民生命财产安全的主要地质灾害之一。因此，对于地面塌陷的成因和防治措施的研究，将会是未来城市化发展过程中必须要考虑和解决的课题之一。

（1）研究区地面塌陷的发生主要受采空区和地下溶洞的影响，采空区的面积、岩溶的发育程度以及岩溶的埋深，都决定了发生地面塌陷的可能程度。其他因素，如降雨的强度和持续时间、地下水位的升降、地貌特征以及人为的地面动荷载等，也会对地面塌陷的发生起着一定的作用和影响。而连续长时间的抽排研究区矿坑的地下水，是导致此次的地面塌陷发生的诱发因素之一。

（2）当前对于地面塌陷的防治原则主要为以防为主、防治结合的方针，对未发生地面塌陷的地区进行预防，以防灾害的发生，而对已经发生灾害的地区，应及时进行治理，以防灾害进一步扩大。

参考文献

[1]白凌燕等.北京市地面塌陷特征与致灾因子分析[J].地质灾害与环境保护,2011,22(4):41~45.

[2]程鉴基.广州市地面塌陷特征与防治对策的初步研究[J].建筑结构(增刊),2011,41(2):443 ~448.

[3]史俊平等.内蒙古地区地面塌陷地质灾害研究[J].内蒙古水利,2009(2):48~50.

[4]张泰丽等.南京市地面塌陷发育特征及防治对策[J].中国安全科学学报,2011,21(3):3~8.

顶板灾害防治篇10

中图分类号：TU992.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）08-0333-01

近几年来煤矿事故统计表明，煤矿事故主要表现在瓦斯爆炸、水灾、火灾、片帮冒顶、运输等方面。其中煤层突出与瓦斯爆炸事故发生次数占总事故次数的 16%，其死亡人数占总死亡人数的43.6%；顶板事故发生次数占总事故次数的60.5%，其死亡人数占总死亡人数的 27.1%；水害事故发生次数占总事故次数的 7%，其死亡人数占总死亡人数的 14.2%。事实表明，瓦斯和水灾是煤矿生产中造成群死群伤的重大灾害，顶板事故是煤矿发生频率最多的事故。因此，矿井采掘活动前有必要查明活动区域隐蔽致灾因素，采取有效措施消除致灾隐患，确保矿井安全生产。

一、隐蔽致灾因素对安全生产的影响

引发矿井灾害的隐蔽致灾因素有地质构造、陷落柱、煤层顶底板含水层、采空区老空水、煤层厚度突变带等。地质构造主要表现为断层和褶皱，断层的发育破坏了煤层及顶底板岩层的连续性，降低了岩层强度。断层附近地应力集中，导致支护困难而引发冒顶事故，断层附近的煤层中瓦斯聚集而引发瓦斯事故，断层切穿含水层或破坏了隔水层引发突水事故；褶皱的发育同样破坏了地层的强度，在褶皱轴部施工采掘工程时易引发冒顶事故、瓦斯事故和水害事故。陷落柱破坏了地层的完整性，其内部地层完全破碎，严重影响煤矿采掘施工作业，使矿井作业安全面临严峻挑战。很多矿难事故中，矿井突水淹井事故以及瓦斯事故是通过陷落柱引发的，陷落柱成为地下水的导水通道，突水之迅速、破坏强度之大是无法估量的。近年来随着开采深度的增加，带压开采受顶底板水害的威胁越来越凸显，底板承压水发生突水的几率变大，已成为水灾事故的多发因素。随着国有大矿对地方小煤矿的兼并整合，整合后的煤矿周边分布着部分关闭小煤矿，这些小煤矿以往的采掘范围和水文地质资料不清，老空水害严重影响和威胁整合后矿井的生产安全。

二、隐蔽致灾因素的探查方法

2.1 采区设计前实施三维地震勘探

在采区正式设计前，要根据矿井采掘生产接替规划提前对采区实施三维地震勘探，三维地震勘探要查明落差大于 3 m 的断层以及断层的性质和断层的延展方向，查明煤层的起伏变化及褶皱轴的位置和延展方向，查明采区内的地质异常区，并确定异常区的属性，查明陷落柱、煤层冲刷变薄带、分叉带、岩浆岩侵入体等分布范围，查明采空区范围及积水范围，查明煤层顶底板含水层厚度及与煤层距离。三维地震勘探成果资料经过中间审查、最终审查后提交设计部门。

2.2 采掘工作面施工前实施井下物探和钻探

掘进工作面掘进前要对前方一定范围内进行物探，物探方法要根据对前方地质条件的初步分析判断进行选择。查明水害隐患时一般应用瞬变电磁探测仪，查明地质构造因素时一般采用地震超前探测仪。针对物探工程查明的异常范围还要实施钻探工程，以验证其真伪。钻探工程探查巷道前方三维空间内安全距离的地质构造、水害威胁、煤、岩层位变化情况及其它相关地质资料，并采取安全技术措施，经过钻探工程证实无隐蔽致灾因素后方可掘进，到达安全边界后再实施物探与钻探，如此反复探查。

回采工作面回采前要进行瞬变电磁探测，查明煤层底板隐蔽水害异常体分布范围及导水构造位置，在工作面两道对工作面内进行无线电波透视，查明工作面内是否存在陷落柱以及构造异常范围，然后经过钻探验证查明隐蔽致灾因素，并采取安全技术措施，待消除致灾隐患后方可回采。

三、隐蔽致灾因素的防控对策

3.1 设计前充分避开隐蔽致灾因素地带

采区设计时对大中型断层要留设防水煤柱，大中型断层可作为采区边界，避免工程揭露断层而造成瓦斯和水害事故；主要巷道尽量避免布置在褶皱轴部，减少巷道的变形和支护成本，防止冒顶事故的发生；水文地质条件复杂的矿井，工作面设计掘进巷道方向尽量为上山，使底板水能沿巷道自流，减少巷道起伏造成水淹巷道；所设计的巷道方向要尽量与断层走向斜交，减少过断层带长度，避免冒顶事故、瓦斯及水害事故。

3.2 采掘前对隐蔽致灾因素实施超前预治理

3.2.1 对查明的隐蔽构造带超前实施瓦斯治理

对高突矿井要按“不掘突出头，不采突出面”的目标组织生产，开拓巷道通过探测严格控制煤层层位，防止误揭煤层，实施“隔山打虎”的策略，在顶（底）板岩巷穿层预抽煤层瓦斯，重点对探明的地质构造区域加大抽采力度，在底板抽采巷的掩护下施工工作面上下顺槽；工作面回采前，根据查明的地质构造，在上下顺槽对工作面施工顺层钻孔预抽回采区域瓦斯，在上顺槽下帮和下顺槽上帮，向工作面实体煤打本煤层抽放瓦斯钻孔，重点对断层两盘实施预抽瓦斯。

3.2.2 对查明的隐蔽水灾超前实施水害治理

（1） 对大中型断层的治理采用井上下联合注浆加固断层破碎带。针对矿井水压高、隔水层薄、断层破碎带治理时间长、效果差的现状，实施井上下联合注浆加固断层破碎带工程，效果和安全可靠程度大大提高。举个例子来说如九里山矿在珠江加固上运用上下联合注浆，使用效果较好，彻底切断了强含水层补给通道，避免了水害事故。

（2）对工作面底板含水层实施注浆改造。

在该层实施注浆改造主要是为了加固底板从而加强整体的强度，这样一来原来较为薄的底板就变成了相对隔水的一层，对构造带或底板导水裂隙进行充填、闭合，使之不导水，切断下伏含水层的水力联系，切断地下水径流补给方向上的水力联系。

（3）对老空水害区域实施探放水工程。

在对旧的、空置的、水害较为严重的区域实施探放水工程作业的时候，首先要进行详细的勘探，在勘探过程中探水钻孔成组布设，如果勘测到有三面受水威胁的地段，要进行搜索性探放积水目标区，其探水钻孔多按扇形布置，另一个要注意的就是在对于巷道内的探测中如果探测到有较为深层的积水状况就要将探水钻孔可按半扇形布置；其中如果对积水位置较为明确的情况下可以布置定向探水钻孔。施工时钻孔开孔顺序由上到下、由浅到深，分段卸压放水，直至彻底疏放完老空积水。

3.3 隐蔽致灾因素治理效果安全评价

3.3.1 瓦斯治理抽采达标或消突评价

工作面抽采钻孔施工结束后，要对消突效果进行抽采达标或消突评价，检测煤层中残余瓦斯含量和残余瓦斯压力等指标是否达到《防治煤与瓦斯突出规定》要求，同时要对地质构造情况、是否存在空白带，是否见矸，有无喷孔、卡钻、瓦斯等进行分析，并提出分析报告。

3.3.2 水灾隐患治理效果检验与评价

检查方法有2种：一是治理后进行物探。通过直流电法或瞬变电磁法等方法对治理后的目标区域进行探测，探测结果与治理前的物探结果比对，看隐蔽异常是否得到消除。二是施工检验钻孔。后期施工的钻孔对前期注浆钻孔进行检查，施工的检验孔每个异常区内不少于2个，检验是否存在出水现象，若无出水说明治理效果良好。

评价时要组织技术人员对隐蔽水害治理工程资料进行分析整理，绘制钻孔成果图，标注相关钻探实际参数，研究分析钻探效果，比较各钻孔施工参数是否与设计一致，施工数量是否达到要求，施工质量是否达到技术要求，施工效果是否达到设计目的。对不符合设计的钻孔和效果不佳的钻孔，要重新修改设计、补充钻孔，直至达到目的要求。评价结束后要提交评价报告报总工程师批准，并发放准许掘进通知书或准采通知书，以供施工单位控制在评定范围内安全施工。

四、结束语

综上所述，矿井中的隐蔽致灾因素有很多，我们在日常的工作中要仔细的探查，为了保证煤矿中的施工安全我们要不断地加强隐蔽的灾难，这样才能更好的对其进行防控，保证工程的安全进行。

顶板灾害防治篇11

由于我国煤矿资源丰富，煤矿产业发达，就造成许多投资者目光转向煤矿，解决煤矿安全问题便成了主要问题，一是要坚决贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，加强煤矿法治管理，即“法制”。二是必须依靠科技进步、科技创新，大力发展煤矿安全科学技术研究，通过掌握矿井灾害的基本性质、发生条件和规律预测各种灾害或事故发生的可能性，采取相应的科学手段防治灾害。

一、煤矿顶板冒顶事故的主要原因

（一）煤矿开采区地质条件较复杂

我国目前虽然煤矿储量很大，但是大部分煤矿开采区地质条件极为复杂，导致目前相关单位对顶板冒顶管理难度加大。煤矿区大多采用单一煤层对其进行开采，倾斜薄煤层，煤层赋存不稳定，存在极易冒落的复合顶板，顶板破碎底板松软。同时还存在着许多孤岛煤柱和边、角、余煤开采，这样极易造成应力集中，并易受强冲击载荷影响，使得煤矿的顶板威胁程度增大。这些煤矿地质条件给顶板管理增加了更多环节和难度。

（二）煤矿开采缺乏技术和高水平装备

许多中小规模煤矿企业为了减少自己的投入而增大经济效益，因此忽略了安全因素的重要性。在开采方式上，他们为了加快开采进度，常采用巷道式采煤工艺，而很少使用壁式开采方式，同时在进行采掘工作时常采用爆破方式对煤矿洞进行挖掘，这样很容易造成地质土层的松动，而在掘进的巷道中采用木桩进行支护，由于木质的抗压强度等许多物理性质不是很好，很难承受巷道上层土层的作用力而造成巷道大面积坍塌，增加人员伤亡率。

（三）大部分煤矿安全技术管理薄弱

在我国大部分煤矿企业中存在着煤矿安全技术管理薄弱，安全规程措施常出现更改现象，使得内容极为混乱，许多矿上作业人员很难看懂，于是造成他们安全意识薄弱，经常出现违章作业。由于煤矿开采现场常发生变化，而制定的作业规程无法适用，并没有认真分析并编制符合本矿实际情况的底板管理意见，常常矿工们凭着自己的经验和感觉对其进行施工，导致其存在巨大的安全隐患。同时技术人员匮乏， 技术队伍水平低， 技术管理人员、熟练工人流动性大， 矿井整体技术管理水平不稳定。

（四）顶板管理手段缺乏科学性、创新性

由于我国许多煤矿企业对顶板管理的手段缺乏科学性和创造性，使其不能有效开展矿压观测，在进行煤矿开采工作时的面支护方式、支护强度缺乏科学性。缺少顶板离层动态监测仪，顶板离层状况做不到及时掌握。尚未实施支护质量检测，金属摩擦支柱支撑力、单体液压支柱初撑力大小不清楚。

二、煤矿顶板冒顶事故的控制措施

（一）严格基础管理工作，加强现场采掘管理

在对煤矿进行开采时一定要收集各方资料，尤其是煤矿以及煤矿周围的地质资料，然后仔细商定出方案设计，并在煤矿开采过程中相关人员一定要严格按照技术规范和标准指导采掘方案进行作业。仔细分析矿压显现规律是防止初次来压和周期来压造成大面积冒顶事故的有效途径，必须搞好初次放顶和周期来压期间的顶板冒顶管理，摸索和掌握来压步距，在来压前采取加强支护的措施。同时煤矿开采企业还应当建立并实施采煤、掘进管理程序，消除和控制采掘系统和作业的危险源。

（二）积极开展技术改造，引进机械化装备

随着我国的科学发展和机械化的进步，相关部门也就早已开发出适合煤矿开采的高新技术和机械设备，它们能够有效的减少顶板冒顶事故的发生，但是由于煤矿开采企业为了维护自己的利益而忽略技术改造好装备机械化设备，因此煤矿开采企业必须明确安全生产重于天，要与时俱进改造技术，并对相关技术进行仔细研究总结随后选择优秀的并适合自己的技术进行积极推广。同时煤矿开采企业还应当淘汰老旧的支护设备，积极引进先进的机械化装备，并对矿工进行教育培训，使其能够更好的了解机械设备的原理和使用方法，相关煤矿开采企业还得结合矿区的实际情况，进行采用合理的支护方式和煤矿采掘方法，大力调整采掘布置，以此来调整矿区的应力分布。并做好煤矿安全质量标准化建设，开展好技术攻关，制定专门的技术措施，彻底改变煤矿顶板冒顶管理薄弱的状况。

（三）注重安全监督管理，加大安全培训工作

煤矿企业应当制定严格的安全制度，并建立安全监督管理部门严格查处违法矿区的安全规章制度的矿工，在发生顶板冒顶事故时，一定要以严格的手段按照“四不放过”的原则，认真分析，严格追查和严肃处理煤矿和相关责任人员，吸取经验教训，严格制定措施，避免这样的事故在此发生而造成经济和人员损失，该部门还要加大奖惩力度，并且要求其赏罚分明，充分调动矿区作业人员的工作积极性和安全意识。同时煤矿企业还应当花费一些精力和时间对矿区作业人员进行安全教育培训，使他们的安全意识能够得到提高，并且积极预防顶板冒顶事故的发生。

三、结束语

只有煤矿企业加强管理，才能有效的控制顶板冒顶事故的发生，因此就需要煤矿企业接受新的管理理念并和传统管理理念相结合，同时解放煤矿企业的思想，使其能不断进行理念和方法创新，这样才能为煤矿企业带来更多的经济利益，还能为煤矿企业走续发展的道路创下良好环境。

参考文献：

[1]赵双胜.矿顶板事故的预防 技情报开发与经济，2011.

[2]王建群.煤矿顶板事故发生因素分析及防治对策 炭工程，2008.

顶板灾害防治篇12

1、预防瓦斯的措施

矿井瓦斯是煤矿五大自然灾害之首。低瓦斯矿井由于通风管理不善、瓦斯检测制度不严、思想麻痹等原因导致瓦斯事故的也是屡见不鲜。采取有效的管理和预防措施，杜绝瓦斯爆炸事故的发生。在矿井设计中首先采取必要措施，为施工和生产创造条件。

发生瓦斯爆炸的主要地点是采掘工作面，其中采煤工作面易发地点是工作面的上隅角。掘进工作面的瓦斯瞬时增加，如风量不足，不能及时冲淡排出瓦斯，经常导致瓦斯超限，如遇有引爆的火源发生瓦斯爆炸，严重威胁人的生命及煤矿的安全生产。

因此，矿井虽为低瓦斯矿井，但在建设和生产过程中，仍然不能掉以轻心。要做好瓦斯的监测、预测预报和防治工作。

1、建立安全监测系统和个人巡检的瓦斯监测预防体系；

2、设计需配置矿井安全监测控制系统，按规定对采煤工作面、掘进工作面和采区、总回风巷道等进行全系统监测监控，实施超限报警；

3、加强通风管理，防止风流短路，防止瓦斯积聚；

4、根据规程规范标准选择设备防爆类型；

5、建立测风站，定期测风和分析调整矿井通风系统，保证其正常运行；

6、严禁和杜绝一切明火，防止引燃瓦斯和瓦斯爆炸。

2、粉尘综合防治和预防煤尘爆炸灾害

矿井生产产生的煤尘和岩尘，对矿井安全和工人身体健康具有严重威胁性。

1、采煤机和掘进机进行内外喷雾洒水割煤，可有效降低煤尘；

2、进行煤层注水后开采；

3、在爆破法施工的掘进工作面，坚持湿式打眼和爆破后喷雾洒水作业；

4、设计和掘进合理的通风断面，保证经济合理的通风速度，防止煤尘岩尘飞扬；

5、配置井下消防洒水系统，在主要进风巷道、胶带输送机巷道、煤炭转载点、煤炭卸载点进行喷雾洒水；

6、定期冲洗巷道煤尘，定期粉刷巷道，降低岩尘和煤尘浓度，提高通风质量；

7、设置隔爆系统，如在采区和工作面顺槽内设置隔爆水袋。

3、预防井下火灾的措施

1、设置矿井安全监测系统和火灾束管监测系统，对采掘工作面温度和CO进行监测；

2、设计采用注氮防灭火，以防采空区遗煤自燃。本设计选用煤炭科学研究总院抚顺分院研制的MD-500型半移动膜式注氮机两套，一套使用，一套备用，配套监测系统一套；

3、配备阻化剂喷洒设备，预防工作面铺网顶板自燃和顺槽自燃，延迟采空区自燃，给注氮提供充足时间；

4、在井底车场设置消防材料库，配置足够的干粉和泡沫灭火器、砂石和密闭材料等；

5、在井下设置消防洒水管路系统，按规定设置消火栓；

6、在井下胶带输送机头和机尾硐室设置自动灭火系统；

7、设置矿井主扇风机反风装置和采区局部反风设施；

8、支护材料、风筒、胶带、电缆等均采用不燃或者抗静电阻燃产品。

4、预防水灾的措施

1、报告预测的资料矿井正常涌水量为325m3/h，最大涌水量为485m3/h，“古河道”下开采。设计需按规程规范设置了水仓、水泵房和排水管路系统（小型矿井三二设置，即三台泵，一使一备一检修，二条管路，即二条管路，一使一备）；

2、地面工业场地已按规定考虑了最高洪水位和地面排水系统，预防地面水灾；

3、根据矿井水文地质条件（Ⅱ-Ⅱ类型划分），建议按水文地质中等简单，局部复杂矿井管理生产；

4、按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》相关规定和本设计的分析建议，严格留设各类安全煤柱和防水煤岩柱；

5、在“古河床”下开采煤层，应在获得长期观测资料的情况下，委托专家单位编制专门设计，并经过上级主管技术部门批准后进行；

6、建议建立矿井长期水文观测孔和井下涌水量观测体系，进行长期水位观测和井下涌水量观测；

7、特别注意工作面开采在初次冒落和老顶初次垮落来压时，矿井涌水量的变化和加强该期间的防治水；

8、建议设立工作面覆岩移动和破坏观测体系，坚持观测和分析顶板两带高度与矿井涌水的关系，指导放顶煤开采设计，控制工作面放顶煤和分层开采厚度和推进速度，保证开采安全性；

9、建立矿井地表移动观测体系，对地表出现的明显裂缝和较大孔洞及时进行封堵，防止地表水涌入；

10、对井田范围内的封闭不良钻孔进行启封重新扫、封孔；

11、在建设和生产过程中，应坚持“有疑必探”原则，进行探水、疏放水。尤其是接近断层部位和“古河床”下接近煤层露头部位；当水量、水压较大时，应设隔离煤柱；

12、建议委托专门单位，重新计算和确定矿井正常涌水量、最大涌水量。委托水文地质专家单位，对矿井防治水工作进行长期技术咨询服务；

13、建议对“古河床”下长壁分层开采进行可行性研究和专门设计，指导生产。

5、其它灾害预防

1、顶板冒落是井下掘进和生产常见的灾害之一。在日常作业中，要坚持采取“敲帮问顶”原则，严格遵守安全规程和操作规程；

2、部分采煤工作面顶板采用分层留皮管理，矿压具有其特点和规律，要加强矿压观测和总结，严防顶板大面积冒顶和矿压事故；

3、及时总结掘进工作面矿压规律，加强质量标准化工作，防止掘进工作面冒顶塌方事故；

4、严格按照各种机械设备操作规程作业，做好各种设备设施的检修检查工作，预防提升运输事故；轨道铺设要“平、直”；道床要够“厚、宽”；水沟要够“大、深”；

5、按规定选用防爆型设备、阻燃电缆，避免电气事故和电气火灾。

6、提高矿井抗灾能力的措施

在为矿井设计和配备了通风系统、排水系统、提升系统、安全集中监测系统、火灾束管监测系统、消防洒水系统、隔爆系统，配备了个体防护装备、巡检装备、井下消防设备列车和库房，并按规定配置了各种符合安全规定条件的设备、设施、器材等以外，矿井还需要做如下工作，以提高矿井抗灾能力。

1、与当地消防管理部门保持密切联系，签定服务合同；

2、配备矿山救护队和装备；保证常设人员稳定；

3、制定矿井井下避灾路线图和标志；

4、与当地气象管理部门保持密切详细资料联系；

5、与当地政府和行业安全监督管理部门保持密切联系，接受指导和监督检查；

6、聘请矿井地质、水文地质专家单位进行技术咨询；

7、聘请矿井开采专家单位进行技术咨询；

8、以务实、科学、求实的精神和作风，加强安全技术管理和措施落实；

9、配合做好每两年一次的生产安全评价，并按要求进行整改。