矿井顶板安全管理矿井顶板安全管理1 1;. ;.2 2主要内容主要内容一、矿井顶板管理制度（11方面）二、煤层顶板基本知识1、 矿山压力基本概念2、矿山压力来源3、矿山压力显现三、我矿顶板控制方面支护材料演习过程一、矿井顶板一、矿井顶板一、矿井顶板一、矿井顶板安全管理制度安全管理制度安全管理制度安全管理制度3 3;. ;.4 41 1、采、掘工作面作业规程中必须编制工作面顶板管理安全技术措施。编制的作业规程必须、采、掘工作面作业规程中必须编制工作面顶板管理安全技术措施。编制的作业规程必须报矿有关科室和矿总工程师审批后方可执行。报矿有关科室和矿总工程师审批后方可执行。5 52 2、采煤工作面必须及时回柱放顶或充填，控顶距离超过作业规程规定时，工作面禁止采掘、采煤工作面必须及时回柱放顶或充填，控顶距离超过作业规程规定时，工作面禁止采掘作业。用垮落法控制顶板，回柱后顶板不垮落、悬顶超过作业规程的规定时，必须停止采作业。用垮落法控制顶板，回柱后顶板不垮落、悬顶超过作业规程的规定时，必须停止采掘作业，采取人工强制放顶或其他措施进行处理。掘作业，采取人工强制放顶或其他措施进行处理。6 63 3、采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。严禁在控顶区内提前摘柱。、采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。严禁在控顶区内提前摘柱。采煤工作面遇到顶底板松软或破碎、过断层、过老空、过煤柱或冒顶区以及托伪顶开采时，采煤工作面遇到顶底板松软或破碎、过断层、过老空、过煤柱或冒顶区以及托伪顶开采时，必须制定安全技术措施。必须制定安全技术措施。7 74 4、加强掘进工作面的顶板管理工作。要求严格执行敲帮问顶、一炮三检，用好前探梁和防、加强掘进工作面的顶板管理工作。要求严格执行敲帮问顶、一炮三检，用好前探梁和防倒器、支架连锁。对掘进巷道贯通要把好七关，作好防止透水、防有害气体超限、防通风倒器、支架连锁。对掘进巷道贯通要把好七关，作好防止透水、防有害气体超限、防通风系统混乱、防止放炮崩透着火、防崩坏设备、防贯通伤人、防止冒顶等工作。当两个掘进系统混乱、防止放炮崩透着火、防崩坏设备、防贯通伤人、防止冒顶等工作。当两个掘进工作面相距工作面相距2020米时，必须停止一个工作面，实行单工作面掘进。米时，必须停止一个工作面，实行单工作面掘进。8 84 4、用垮落法控制顶板时，回柱放顶的方法和安全措施，放顶与爆破、机械落煤等工序平行、用垮落法控制顶板时，回柱放顶的方法和安全措施，放顶与爆破、机械落煤等工序平行作业的安全距离，放顶区内支架、木柱、木垛的回收方法，必须在作业规程中明确规定。作业的安全距离，放顶区内支架、木柱、木垛的回收方法，必须在作业规程中明确规定。9 95 5、采煤工作面必须经常存有一定数量的备用支护材料。工作面严禁使用折损的坑木、损坏、采煤工作面必须经常存有一定数量的备用支护材料。工作面严禁使用折损的坑木、损坏的金属顶梁、失效的摩擦式金属支柱和失效的单体液压支柱，单体液压支柱入井前必须逐的金属顶梁、失效的摩擦式金属支柱和失效的单体液压支柱，单体液压支柱入井前必须逐根进行压力试验。根进行压力试验。10106 6、采煤工作面初次放顶及收尾，必须制定安全技术措施。放顶人员必须站在支架完整，无、采煤工作面初次放顶及收尾，必须制定安全技术措施。放顶人员必须站在支架完整，无崩绳、崩柱、甩沟、断绳抽人等危险的安全地点工作。回柱放顶前，必须对放顶的安全工崩绳、崩柱、甩沟、断绳抽人等危险的安全地点工作。回柱放顶前，必须对放顶的安全工作进行全面检查，清理好退路。回柱放顶时，必须指定有经验的人员观察顶板。作进行全面检查，清理好退路。回柱放顶时，必须指定有经验的人员观察顶板。11117 7、采用分层垮落法开采时，必须向采空区注水或注浆。注水或注浆的具体要求，应在作业、采用分层垮落法开采时，必须向采空区注水或注浆。注水或注浆的具体要求，应在作业规程中明确规定。规程中明确规定。12128 8、采掘工作面必须坚持顶板动态监测和顶板离层监测，并且有组织、领导、分析。、采掘工作面必须坚持顶板动态监测和顶板离层监测，并且有组织、领导、分析。13139 9、掘进工作面必须使用前探梁。严禁空顶作业，严格执行敲帮问顶。、掘进工作面必须使用前探梁。严禁空顶作业，严格执行敲帮问顶。1010、采用锚网、锚喷等支护时，锚杆必须做拉拔试验，必须对顶板离层进行监测，对喷体、采用锚网、锚喷等支护时，锚杆必须做拉拔试验，必须对顶板离层进行监测，对喷体必须做厚度和强度检查，并有检查和试验记录。必须做厚度和强度检查，并有检查和试验记录。14141111、生产技术部门要定期进行检查、记录、总结、汇报分析顶板活动规律、制定切实可行、生产技术部门要定期进行检查、记录、总结、汇报分析顶板活动规律、制定切实可行的技术措施。的技术措施。1515二、煤层顶板基本知识二、煤层顶板基本知识16162-12-1矿山压力基本概念矿山压力基本概念矿山压力基本概念矿山压力基本概念矿山压力就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态，引起应力重新分布，把矿山压力就是由于井下采掘工作破坏了岩体中原岩应力平衡状态，引起应力重新分布，把存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力称为矿山压力。17172-22-2、矿山压力来源、矿山压力来源（1 1）、自重应力）、自重应力; ;（2 2）、构造应力）、构造应力; ; （3 3）、膨胀应力：遇水膨胀和温度变化与气体压力引起的应力）、膨胀应力：遇水膨胀和温度变化与气体压力引起的应力1818自重应力自重应力上覆岩层重量引起的应力上覆岩层重量引起的应力1919构造应力构造应力地壳构造运动在岩体内引起的内应力。地壳构造运动在岩体内引起的内应力。特点：特点：1 1、构造引力以水平应力为主；水平应力以压应力为主；、构造引力以水平应力为主；水平应力以压应力为主；20202-32-3、矿山压力显现、矿山压力显现在矿山压力作用下，围岩和支护物所表现出来的力学宏观现象，如围岩变形，离层，破坏在矿山压力作用下，围岩和支护物所表现出来的力学宏观现象，如围岩变形，离层，破坏和冒落，支架受力变化和折损，煤（岩）突出，充填物产生压缩和地面塌陷等，称为矿山和冒落，支架受力变化和折损，煤（岩）突出，充填物产生压缩和地面塌陷等，称为矿山压力显现，简称矿压显现。压力显现，简称矿压显现。2121工作面矿山压力显现的形式：顶板下沉、支架变形与折损、顶板破碎或大面积冒落、煤壁工作面矿山压力显现的形式：顶板下沉、支架变形与折损、顶板破碎或大面积冒落、煤壁片帮、支柱插入底板、底板膨胀鼓起等。片帮、支柱插入底板、底板膨胀鼓起等。矿压控制矿压控制所有人为的调节、改变和利用矿山压力的各种技术措施。所有人为的调节、改变和利用矿山压力的各种技术措施。22222-3 2-3 基本顶、直接顶基本顶、直接顶煤层开采过程中，把赋存在煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶，它通常由具有一定的稳定性且易于随工作面回柱放顶而垮落的页岩、砂岩或粉砂岩等岩层组成；把位于直接顶之上（有时直接位于煤层之上）对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为基本顶，基本顶一般由砂岩、石灰岩等岩层组成。随着回采工作面自开切眼开始推进，直接顶发生初次垮落。由于基本顶的强度较大，因而继续呈悬露状态。此时，可将基本顶视为悬露的板。随着弯矩的增2323大，基本顶岩层强度达到极限时，将发生断裂，基本顶达到初次断裂时的跨距称为极限跨距，也称为初次断裂步距。基本顶发生初次断裂后，回采工作面继续推进，裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定-失稳-稳定”的变化，这种变化将呈现周而复至的过程，进而形成周期性断裂的来压。2424 纵向：纵向： “老顶老顶直接顶直接顶支架支架底板底板”支撑系统支撑系统老顶老顶直接顶直接顶支架支架底板底板 老顶以上岩层为载荷； 直接顶、底板的刚度直接影响支架特性的发挥； 支架特性为插背物、顶梁、支柱、柱鞋的综合性质； 当其它结构物刚度很大时，支撑系统的特性即为支柱的刚度； 在整个支架群中，该支撑系统的特性影响到支架所受载荷的大小。2525煤层顶底的构成煤层顶底的构成名称 岩性老顶 粗砂岩或石灰岩 直接顶 粉砂或页岩伪顶 炭质页岩或页岩煤层直接底 泥岩或页岩老底 砂岩或砂砾岩2626一、直接顶的初次垮落一、直接顶的初次垮落采煤工作面自开切眼推进一段距离后，直接顶悬露达到一定跨度，就要对采空区顶板进行采煤工作面自开切眼推进一段距离后，直接顶悬露达到一定跨度，就要对采空区顶板进行初次放顶，使直接顶垮落下来，这一过程称作直接顶的初次垮落。初次放顶，使直接顶垮落下来，这一过程称作直接顶的初次垮落。2727直接顶初次跨落直接顶初次跨落 2828基本顶的初次垮落与初次来压基本顶的初次垮落与初次来压基本顶初次垮落基本顶初次垮落随着采煤工作面继续推进，直接顶不断垮落，基本顶悬露跨度逐渐增随着采煤工作面继续推进，直接顶不断垮落，基本顶悬露跨度逐渐增大并产生弯曲，当达到极限跨度时，基本顶将出现断裂，进而发生垮落。基本顶的第一次大并产生弯曲，当达到极限跨度时，基本顶将出现断裂，进而发生垮落。基本顶的第一次垮落称为基本顶初次垮落。垮落称为基本顶初次垮落。2929 基本顶来压前的状态 3030三、我矿顶板控制方面支护三、我矿顶板控制方面支护材料演习过程材料演习过程木支护 摩擦柱+铰接梁 工字钢支护、砌碹 单体柱+型钢 型钢 悬移支架 3131谢谢大家谢谢大家