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顶板事故及勘察
第三章 顶板事故及勘察
王家臣
中国矿业大学（北京校区）采矿教研室
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（010）62331107（H）
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几万平方米，甚至十几万平方米才冒落。这样大面积的顶板在极短时间内冒落下来，不仅由于重量的作用会产生严重的冲击破坏力，而且更严重的是会把已采空间的空气瞬时挤出，形成巨大的暴风，破坏力极强。
预兆：顶板断裂声响的频率和音响增大；煤帮有明显受压与片帮现象；底板出现底鼓或沿煤柱附近的底板发生裂缝；上下平巷超前压力较明显；工作面中支柱载荷和顶板下沉速度明显增大；有时采空区顶板发生裂缝或淋水加大。
探测方法：可以用微震仪、地音仪和超声波地层应力仪等进行预测，厚层坚硬岩层的破坏过程，长的在冒顶前几十天就出现声响和其他异常现象，短的在冒顶前几天，甚至几小时也会出现预兆，因此，根据仪器测量的结果，再结合历次冒顶预兆的特征，可以对大面积冒顶进行较准确的预报，避免造成灾害。
预防措施：（1）顶板高压注水 （2）强制放顶
30m
17-21º
高压注水
爆破放顶
3. 漏垮型冒顶的致因及防治
致因：由于煤层倾角较大，直接顶又异常破碎，采场支护系统中如果某个地点失效发生局部漏冒，破碎顶板就有可能从这个地点开始沿工作面往上全部漏空，造成支架失稳，导致漏垮工作面。
预防漏垮型冒顶的措施：选用合适的支柱，使工作面支护系统有足够的支撑力与可缩量；顶板必须背严实；严禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。
工作面漏垮示意图
4. 复合顶板推垮型冒顶
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”岩层间有煤线或薄层软弱岩层；
（3）<下部“软”岩层的厚度<。
复合顶板推垮型冒顶的机理：
(1)支柱的初撑力小，软硬岩层下沉不同步，软快而硬慢，从而导致软岩层与其上部硬岩层离层;
(2)下位软岩断裂出六面体 的原因: 1)地质构造，即下位软岩层中存在原生的断层、裂隙或尖灭构造；2)巷道布置原因，即在工作面开采范围内存在沿走向或沿倾斜的旧巷，下沉、断裂；3)支柱初撑力低，由于支柱初撑力低，导致下位软岩层沿煤帮断裂。
下位软岩层离层断裂
预防措施
应用伪俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达4～6°;
掘进上下顺槽时不破坏复合顶板;
工作面初采时不要反推;
控制采高，使软岩层冒落后能超过采高;
尽量避免上下顺槽与工作面斜交;
灵活地应用戗柱戗棚，使它们迎着六面体可能推移的方向支设;
在开切眼附近于控顶区内，系统地布置树脂锚杆; 但是，在采用这个措施时应考虑采场中打锚杆钻孔的可能性和顶板硬岩层折断垮落时，由于没有已垮落软岩层作垫层，来压是否会过于强烈。
除上述措施外，还有两条应该采用的。
第一，在使用摩擦支柱和金属铰接顶梁的回采工作面中，用拉钩式连接器把每排支柱从工作面上端至工作面下端连接起来，由于在走向上支架已由铰接顶梁连成一体，这就在采场中组成了一个稳定的可以阻止六面体下推的“整体支架”。
第二，必须提高单体支柱的初撑力，使初撑力不仅能支承住顶板下位软岩层，而且能把软岩层贴紧硬岩层，让其间的摩擦力足够阻止软岩层下滑，从而支架本身也能稳定。
二 巷道冒顶事故的致因及防治
发生地点：
巷道顶板死亡事故80%以上发生在掘进工作面及巷道交叉口。
（一）掘进工作面冒顶事故
第一，掘进破岩后，顶部存在将与岩体失却联系的岩块，如果支护不及时，该岩块可能与岩体失去联系而冒落；
第二，掘进工作面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。
原因：
预防掘进工作面冒顶事故的措施:
（1）严格控制空顶距。当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，棚子支护时应紧靠掘进工作面，并缩小棚距，在工作面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；
（2）严格执行敲帮问顶制度，危石必须挑下，无法挑下进应采取临时支撑措施，严禁空顶作业。
（3）掘进工作面冒顶区及破碎带必须背严接实，必要时要挂金属网防止漏空。
（4）掘进工作面炮眼布置及装药量必须与岩石性质、支架与掘进工作面距离相适应，以防止因放炮而崩倒棚子。
（5）采用“前探掩护式支架”，使工人在顶板有防护的条件下出渣，支棚腿，以防止冒顶伤人。
（二）巷道交叉处的冒顶事故
原因：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却联系的岩块，并且围岩正向巷道挤压，而新支设抬棚的强度不够，或稳