現(xiàn)場判斷頂板冒頂方法(頂板冒頂預(yù)兆)
1.頂板冒頂有哪些預(yù)兆
在正常情況下，頂板冒落事先都有預(yù)兆。
預(yù)兆有下面幾種：響聲巖層下沉斷裂、頂板壓力急劇加大時，木支架就會發(fā)生劈裂聲，緊接著出現(xiàn)折梁斷柱現(xiàn)象；金屬支柱的活柱急速下縮，也發(fā)出很大聲響。有時也能聽到采空區(qū)內(nèi)頂板發(fā)生斷裂的悶雷聲。
掉碴頂板嚴(yán)重破裂時，折梁斷柱就要增加，隨著就出現(xiàn)頂板掉碴現(xiàn)象。掉碴越多，說明頂板壓力越大。
在人工頂板下，掉下的碎矸石和煤碴更多，工人叫“煤雨”，這就是發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU信號。片幫冒頂前煤壁所受壓力增加，變得松軟，片幫煤比平時多。
裂縫頂板的裂縫，一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于采空區(qū)頂板下沉引起的采動裂隙。老工人說：“流水的裂縫有危險，因為它深；縫里有煤泥、水銹的不危險，因為它是老縫；茬口新的有危險，因為它是新生的”。
如果這種裂縫加深加寬，說明頂板繼續(xù)惡化。人們常常在裂縫中插上木楔子，看它是不是松動或掉下來，觀察裂縫擴(kuò)大了沒有，作出預(yù)報。
脫層頂板快要冒落的時候，往往出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。檢查脫層要用“問頂”的方法，如果聲音清脆，表明頂板完好；頂板發(fā)出“空空”的響聲，說明上下巖層之間已經(jīng)脫離。
漏頂破碎的偽頂或直接頂，在大面積冒頂以前，有時因為背頂不嚴(yán)或支架不牢出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。漏頂如不及時處理，會使棚頂托空，支架松動。
頂板巖石繼續(xù)冒落，就會造成沒有聲響的大冒頂。
2.冒頂?shù)念A(yù)兆以及應(yīng)采取的措施是什么
局部冒頂?shù)陌l(fā)生主要決定于頂板的巖石性質(zhì)以及支架對每一塊頂板的支撐力。
當(dāng)頂板破碎、節(jié)理發(fā)育時，不進(jìn)行支護(hù)，就會發(fā)生冒頂。在地質(zhì)條件變化的區(qū)域，也易發(fā)生冒頂。
有時盡管頂板比較穩(wěn)定，但忽視支架規(guī)格質(zhì)量，違反操作規(guī)程，也會引起局部冒頂。 1.局部冒頂?shù)念A(yù)兆 （1）工作面遇到小地質(zhì)構(gòu)造； （2）頂板裂隙張開，裂隙增多，敲幫問頂時發(fā)出不正常的聲音； （3）頂板裂隙內(nèi)卡有活矸，并有掉碴、掉矸現(xiàn)象，先小后大； （4）煤層與頂板接觸面上，極薄的矸石片不斷地脫落； （5）滴淋水從頂板劈裂面滴落。
2.預(yù)防局部冒頂?shù)拇胧?（1）支護(hù)方式必須和頂板巖石性質(zhì)相適應(yīng)。 （2）采煤機(jī)采后要及時支柱。
（3）整體移置輸送機(jī)要采取必要的安全措施。 （4）工作面上下出口要有特種支架。
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，一般采取在上、下平巷中超前工作面架抬棚，在機(jī)頭、機(jī)尾處架抬棚，有時要加打密集支柱或木垛等措施加以特別支護(hù)。 （5）防止放炮崩倒棚子。
（6）認(rèn)真做好回柱放頂工作。回柱放頂一定要及時，控頂距超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定時，禁止采煤。
回柱后頂板仍不冒落，超過規(guī)定懸頂距離時，必須采取人工放頂或其他有效措施進(jìn)行強(qiáng)制放頂。 （7）堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)。
（8）堅持執(zhí)行必要的制度。如敲幫問頂制度、驗收支架制度、崗位責(zé)任制度、金屬支架檢查制度、交接班制度、頂板分析制度等。
3.頂板事故最常見的征兆有哪些
【頂板事故頻繁發(fā)生的基本原因】
1、地質(zhì)結(jié)構(gòu)：煤礦所處的地區(qū)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較其他地區(qū)復(fù)雜，地殼、地層等多因為長期的斷層和擠壓而不斷地發(fā)生變化，最終形成了獨特的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。一旦煤礦開采遇到這些相對特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，就十分容易造成頂板破碎，由此導(dǎo)致冒頂、漏雨等事故。另外在進(jìn)行煤礦開采或者回采時，由于對頂板各種力的作用，致使頂板的下沉速度及下沉量發(fā)生迅猛的變化，頂板在短時間內(nèi)承受的壓力劇變，也容易造成頂板破裂。
2、支護(hù)不及時或質(zhì)量差：在煤礦的開采中，支護(hù)不及時和支護(hù)質(zhì)量差都容易引發(fā)頂板事故。在煤礦開采時，由于支護(hù)不及時，再加上沒有合理的安全措施和補(bǔ)救措施等都很容易發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU。而支護(hù)質(zhì)量差則很容易發(fā)生斷裂，引發(fā)頂板事故發(fā)生。
3、不合理開采煤礦：我國除了幾個大型的煤礦之外，煤礦也不斷崛起，但是這些型煤礦由于經(jīng)濟(jì)實力有限，煤礦開采技術(shù)不夠成熟，開采順序不當(dāng)，對煤礦當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)、支設(shè)情況等方面的了解也不足，常常是一邊開采的同時一邊進(jìn)行勘探，破壞了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的均衡，使支護(hù)的壓力不斷增加，由于支護(hù)不及時而造成了空頂現(xiàn)象。
4、不合理放炮：在任何煤礦開采中，都必須打炮眼放炮。許多為了追求煤礦的產(chǎn)量和進(jìn)度，忽略了炮眼的布置，不合理的打炮眼或者火過量，都容易發(fā)生冒頂事故。
5、操作順序不合理：開采煤礦的方法不合理，開采順序不當(dāng)，對回柱操作先后順序不當(dāng)，嚴(yán)重破壞了煤層的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可引起破碎頂板落下，引發(fā)頂板事故。
6、管理不夠規(guī)范：煤礦開采是一項高危工作，所以在每一次煤礦開采時都應(yīng)該確保每位開采人員的安全，要對每一次編制作業(yè)采取針對性的安全措施，針對每一個地區(qū)的地質(zhì)特征、支護(hù)情況等采取不同的安全措施，只有這樣，才能夠有效的控制頂板事故的發(fā)生。
7、管理不夠完善，安全意識不足：根據(jù)資料顯示，在調(diào)查了多起頂板事故后，大多數(shù)事故的發(fā)生都是因為安全意識不足，對安全措施的管理意識淡薄，因為違章作業(yè)而引發(fā)的頂板事故不在少數(shù)。
【頂板事故】是指在采煤、掘進(jìn)、巷修過程中，頂板意外冒落造成人員傷亡、設(shè)備損壞、生產(chǎn)中止等的事故。過去，頂板事故死亡人數(shù)占煤礦全部死亡人數(shù)的40%以上。隨著科技進(jìn)步，設(shè)備更新，工藝改革，頂板事故每年成下降趨勢，但仍是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。頂板事故按冒頂范圍分局部和大型冒頂；按力學(xué)原因分為壓垮型冒頂、漏垮型冒頂和推垮型冒頂。
4.頂板管理方式有哪幾種 煤礦安全生產(chǎn)
1、控制頂板事故發(fā)生是減少目前煤礦安全事故的重要內(nèi)容。為此，要強(qiáng)化安全技術(shù)培訓(xùn)，嚴(yán)格落實現(xiàn)場管理責(zé)任，切實加強(qiáng)煤礦頂板管理，確保煤炭行業(yè)安全發(fā)展。 1、強(qiáng)化培訓(xùn)，提高管理技能。提高煤礦從業(yè)人員的頂板管理意識和技能，是預(yù)防和減少頂板事故的前提。行業(yè)管理部門要聘請煤礦頂板管理方面的專家，對所有煤礦安全技術(shù)管理人員和采煤隊長、班組長進(jìn)行一次培訓(xùn)，全面分析煤礦頂板管理工作的難點和重點，并就典型頂板事故做出科學(xué)剖析，圍繞煤層頂板運動規(guī)律研究、加強(qiáng)礦壓監(jiān)測預(yù)報、改善支護(hù)質(zhì)量、強(qiáng)化現(xiàn)場管理、依靠科技進(jìn)步促進(jìn)管理等方面，提出做好煤礦頂板管理的工作思路和方法。
2、推進(jìn)改革，淘汰落后方式。結(jié)合資源整合、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和煤礦災(zāi)后重建，進(jìn)一步貫徹落實小煤礦基礎(chǔ)管理指導(dǎo)意見，全面推行煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，督促各煤礦借鑒和學(xué)習(xí)成功的經(jīng)驗和做法，強(qiáng)力推行礦井支護(hù)材料改革。要在所有煤礦采煤工作面全面采用金屬支柱支護(hù)，取消技改擴(kuò)能礦井開拓巷道和準(zhǔn)備巷道木支護(hù)，積極推廣巖巷錨噴（錨網(wǎng)噴）支護(hù)和煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，壁式回采工作面要求實現(xiàn)單體液壓支架支護(hù)和摩擦支架支護(hù)，實現(xiàn)“以鋼代木”的支護(hù)材料改革。對頂板長期懸空暴露的采空區(qū)，采取人工放炮強(qiáng)制放頂卸壓，推廣應(yīng)用頂板支護(hù)新技術(shù)、新工藝、新材料，推廣采掘機(jī)械化，推廣錨桿、錨索、錨網(wǎng)、錨噴等支護(hù)技術(shù)，徹底改變煤礦頂板管理薄弱的狀況。
3、嚴(yán)把關(guān)口，加強(qiáng)現(xiàn)場管理。一是技術(shù)規(guī)范關(guān)。煤礦工程技術(shù)人員在制定技術(shù)措施和編制采掘計劃時，要嚴(yán)格依照有關(guān)政策規(guī)范，要做到切實可行，不能照抄照搬其他煤礦的技術(shù)規(guī)范。積極探索適合本礦地質(zhì)條件和有利于頂板管理的設(shè)計方案，從源頭上減少頂板事故發(fā)生的可能性。在沒有明顯脫落征兆的巷道也必須明確規(guī)定臨時和永久支護(hù)措施，編制規(guī)程決不能粗制濫造。二是規(guī)程審批和學(xué)習(xí)關(guān)。要根據(jù)地質(zhì)資料和礦壓觀測資料，編制每個采掘工作面的采掘作業(yè)規(guī)程，使規(guī)程真正起到指導(dǎo)生產(chǎn)、保證安全的作用；對地質(zhì)構(gòu)造不清、頂板管理措施不具體、措施沒有針對性的規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行“三不批”制度，班次安排上要合理，確保掘進(jìn)放炮后立即出碴支護(hù)，及時消除冒頂因素。要組織干部和職工認(rèn)真學(xué)習(xí)“三大規(guī)程”，讓大家領(lǐng)會和掌握。三是工程質(zhì)量關(guān)。采掘工程質(zhì)量是頂板管理的基礎(chǔ)，煤礦井下各單項工作必須嚴(yán)格按照單項工作作業(yè)規(guī)程施工。要嚴(yán)把支護(hù)質(zhì)量關(guān)，由安監(jiān)員對每個采掘面的支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行安全檢查，實行動態(tài)管理，做到工程質(zhì)量不合格不驗收。四是初次和周期來壓關(guān)。初次來壓和周期來壓時易造成大冒頂垮面事故。要摸索和掌握來壓步距，在來壓前采取加木垛、叢柱等加強(qiáng)支護(hù)的措施，確保不發(fā)生事故。五是事故多發(fā)地點頂板管理關(guān)。
5.煤礦處理冒頂?shù)幕驹瓌t是什么
具體措施如下： （1）在發(fā)生漏頂?shù)囟危F(xiàn)場人員要冷靜，處理問題要果斷，要立即停止工作面其他工作，迅速把漏頂區(qū)維護(hù)好。
漏頂區(qū)以外支架初撐力達(dá)到24Mpa以上，卡口，防止漏頂區(qū)擴(kuò)大。 （2）要及時停止采煤機(jī)、運輸機(jī)，并閉鎖，不經(jīng)作業(yè)現(xiàn)場人員同意不得開機(jī)。
（3）割煤過程中，采煤機(jī)司機(jī)要密切注意觀察冒落區(qū)頂板的情況，以防冒落矸石傷人，拉架工要及時拉架，及時升直前探梁和護(hù)幫板，起到擋矸的作用，盡量不要讓大塊矸石掉入機(jī)道內(nèi)，嚴(yán)格執(zhí)行“帶壓擦頂移架”，并伸出前探梁、護(hù)幫板及時支護(hù)。 （4）在處理漏頂區(qū)頂板時，要安排有經(jīng)驗的老工人觀頂。
觀頂人要注意頂板及煤壁的動靜，發(fā)現(xiàn)問題及時通知作業(yè)人員撤離或處理。 （5）人員不能站在漏頂區(qū)正前方，人員進(jìn)入煤壁側(cè)作業(yè)前，要清理好退路，用長柄工具處理掉可能掉落的煤與矸石，嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問頂”制度。
（6）工作面乳化液泵工作壓力≥30Mpa，液壓支架前立柱初撐力≥24Mpa。 (7)倒架的配合單體液壓支柱及時修復(fù)扶正，提前往前靠支架，且煤機(jī)速度放慢，減少煤量防止機(jī)電設(shè)備故障延誤處理漏頂?shù)臅r間。
（8）乳化泵要保證兩泵正常使用，一用一備，保證24小時正常使用。 （9）自動落架的支架用單體點柱在支架頂梁下維護(hù)好。
（10）加強(qiáng)綜采工作面的設(shè)備檢修，特別是煤機(jī)、溜子、裝載機(jī)、破碎機(jī)，從而保證綜采設(shè)備能夠正常運行。 （11）處理冒頂期間，調(diào)度室要組織相關(guān)部門進(jìn)行跟班作業(yè)，現(xiàn)場指揮，確保施工安全。
支架前腳及架間矸石必須清理干凈，大塊矸石必須破碎至300mm以下，破碎時進(jìn)入溜子前必須閉鎖溜子、煤機(jī)。 1.5采用注馬麗散技術(shù)加固頂板時，嚴(yán)格執(zhí)行以下規(guī)定 （1）待頂板穩(wěn)定后，從漏頂區(qū)上下兩側(cè)開始注馬麗散加固頂板和煤幫，在距煤層頂板下300-800mm處開孔，仰角20-35°，孔深6米，間距6米。
（2）注漿時要保證壓風(fēng)壓力大于4MPa以上。 （3）注漿孔采用錨桿鉆機(jī)打眼，眼深6米，然后使用風(fēng)鉆將鉆孔外2米的孔徑掏至不小于46mm。
(4)注漿時，注漿孔的前方及其附近嚴(yán)禁站人，以防傷人。 （5）現(xiàn)場作業(yè)人員要采取個體防護(hù)措施，并佩戴專用手套和眼鏡。
2、井巷冒頂后工程處理 （1）控制冒頂范圍擴(kuò)大防止和減弱大面積切冒危害的原則是改變巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，以減小頂板懸露及冒落面積，減小頂板冒落高度，降低空氣排放速度。一是用坑木裝頂，控制頂板垮落；二是噴漿，可以弱化頂板和擴(kuò)大巖層中裂隙以弱面的作用。
（2）局部繞灌混凝土充填井巷冒頂空間大，高度5~6米以上，裝頂控制頂板難度較大及無法操作，混凝土砌拱過冒頂區(qū)，按正規(guī)的程序作業(yè)施工困難，基礎(chǔ)無法先挖。必須根據(jù)空間掌握，能施工拱體或墻體先局部澆灌上混凝土。
冒頂區(qū)附近圍巖往往壓力大、破碎。為保證新施工繞灌的砌體有一定抗壓初撐力，一般都使用軌拱，或型鋼做骨架。
最后逐步對砌體不完整的部位進(jìn)行修整完善。 3、加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的措施 加大頂板錨桿的強(qiáng)度，原則上錨桿直徑增加2mm，如錨桿直徑超過22mm，則改用更優(yōu)的材質(zhì)。
（3）A>A,D>D或E>0.7E（頂板錨桿）。 （1）加強(qiáng)頂板支護(hù)的技術(shù)措施： 一是加大頂板錨桿黏結(jié)段長度，提高錨桿黏結(jié)力；二是減少頂板錨桿間排距，原則上每排先增加一根錨桿。
（4）AB。五是加大頂板錨桿長度，原則上先增加200mm。
(2)加強(qiáng)兩幫支護(hù)的技術(shù)措施： 一是加強(qiáng)錨桿，原則上每幫先增加一根，或在兩幫和等角注漿，防止錨固區(qū)外頂板離層；二是頂板打錨索。3.3.2.3兩幫存在的問題。
三是加大兩幫錨桿的強(qiáng)度和長度，增加兩幫錨桿黏結(jié)段長度，提高錨桿黏結(jié)力；原則上直徑先增加2mm長度增加200mm；如錨桿直徑超過22mm，則改用更優(yōu)質(zhì)的材質(zhì)。四是減小兩幫錨桿間排距，原則上每排先增加一根錨桿。
根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果及時對初始設(shè)計進(jìn)行分析研究，判斷其是否需要進(jìn)行修改，并對修改的設(shè)計繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測與監(jiān)控，使之趨于完善 4、結(jié)語 總之，要想管理好頂板，首先要掌握清煤層地質(zhì)構(gòu)造、特性，圍巖保持了較好的完整性，頂板未發(fā)生離層，表明錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)是可靠的，支護(hù)參數(shù)是合理的。 由于錨桿、錨索、網(wǎng)、鋼筋托梁及Π形鋼棚加強(qiáng)支護(hù)已經(jīng)形成一個有機(jī)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，在縱向橫向都能相互制約，從而能夠有效地抑制圍巖的變形。
假如局部薄弱地段有可能出現(xiàn)諸如離層、冒頂?shù)葐栴}，可以通過礦壓觀測監(jiān)測到，及時采取措施，是能夠避免的。針對實際，采取合理的支護(hù)形式，施工時要按章作業(yè)，加大管理力度，杜絕偷工減料、違章行為的發(fā)生；同時，對薄弱環(huán)節(jié)、重點地點重點監(jiān)控。
煤礦井巷工程施工頂板冒頂事故災(zāi)害的預(yù)防和處理，是生產(chǎn)施工管理過程一項不可避免的工作，影響到礦井安全、生產(chǎn)、效益多方面。
6.預(yù)防冒頂片幫事故發(fā)生的措施有哪些
預(yù)防冒頂片幫事故發(fā)生的措施有：（1） 根據(jù)礦床地質(zhì)條件，合理選擇采礦方法和采場布置。
天井、漏斗等應(yīng)布置在礦床的下盤，避免破壞上盤，造成片幫。開采時，要嚴(yán)格按采掘順序，自上而下，由遠(yuǎn)而近，有計劃的回采，盡量減少頂板暴露時間，加快采礦速度，縮短回采周期。
（2） 按照安全技術(shù)操作規(guī)程作業(yè)，建立正常的生產(chǎn)秩序和作業(yè)制度，加強(qiáng)職工安全技術(shù)教育、培訓(xùn)，提高職工安全防范意識和技術(shù)水平。（3） 加強(qiáng)采場頂板觀察、檢查，加強(qiáng)頂板管理。
根據(jù)已掌握的地質(zhì)資料，加強(qiáng)現(xiàn)場頂板管理。同時要對采場礦巖情況經(jīng)常進(jìn)行檢查，及時掌握其變化規(guī)律，根據(jù)不同情況，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
發(fā)現(xiàn)巖石松軟時，應(yīng)及時支護(hù)，盡量避免在空頂下作業(yè)。采場和附近作業(yè)點放炮后，應(yīng)仔細(xì)地檢查采場頂幫的巖石和支護(hù)。
檢查時人要站在安全的地方，由外向里用尖頭長釬子或帶矛頭的長竹竿撬下松動的巖石。檢查處理完畢，再通知其他人員進(jìn)人采場作業(yè)。
（4） 注意觀測頂板冒落預(yù)兆，防止發(fā)生大面積冒頂事故。 大多數(shù)情況下，頂板冒落之前都會有些預(yù)兆，如頂板巖石下沉，支架發(fā)出爆裂聲、發(fā)生折斷；頂板巖石發(fā)出破裂和撞擊聲；頂板有巖石碎塊掉落，涌水、淋水量增大等現(xiàn)象。
一旦發(fā)現(xiàn)采場有大面積冒頂?shù)恼髡?，?yīng)立即停止采場作業(yè)，馬上撤離作業(yè)區(qū)內(nèi)的人員。頂板冒落的觀測方法有木楔法、標(biāo)記法、信號柱法等。
木楔法就是在頂板裂隙中釘入一塊小木楔（或小金屬楔）。如果頂板變形、裂隙增大，小木楔會自動落下或松動，說明頂板有冒落危險。
標(biāo)記法是將黃泥、油漆、水泥砂漿抹在頂板裂隙上，觀察其變化，也能反映出頂板變形情況。信號柱法是在采場每隔7~10m用一根毛竹（或木柱）支撐在頂?shù)装逯g，如果發(fā)現(xiàn)毛竹（或木柱）壓裂，發(fā)出響聲，說明頂板下沉有冒落危險，應(yīng)立即將人員撤離采場，然后制定安全措施進(jìn)行支護(hù)。
