一、矿井顶板事故的含义
在地下煤层中，煤层上面的岩层称为顶板，顶板分为伪顶、直接顶和基本顶。直接在煤层上面、有一定强度、并会随回柱放顶而冒落的岩层叫直接顶，常见的有页岩、砂页岩等；直接在直接顶上面，强度比较大、厚度在1.5m以上，大面积暴露后才冒落的岩层叫基本顶，常见的有砂岩、沙砾岩、石灰岩等；有时在煤层和直接顶（或基本顶）之间，存在一层厚度小于0.5m、随采随冒的软弱岩层，叫伪顶，常见的伪顶有炭质页岩、泥质页岩等。
在地下煤层中采煤，如果对顶板管理不当，顶板就会冒落，轻则影响生产，重则造成人员伤亡，这就是顶板事故。顶板事故是煤矿不容忽视的重要灾害事故之一，它不同于瓦斯煤尘爆炸，群死群伤的重特大恶性事故通常比较少见，而零散事故却频繁发生。凡是有人工作的地点，都有可能发生这类事故，分布范围也特别广泛。也正因为一次死亡人数难以构成群死群伤的恶性事故，造成人们对它的重视程度不够，管理不细，忽视其累计的恶果。顶板事故这一特点要引起煤矿广大管理干部和职工的警觉。
二、矿井顶板事故的分类
（一）矿井顶板事故的分类
矿井顶板事故按地点可以分为采煤工作面（采场）顶板事故和巷道顶板事故两类。1954－1985年期间，顶板事故的死亡人数占事故死亡人数的45%，其中采煤工作面顶板事故占75%，巷道顶板事故占25%。1986－1992年期间顶板事故死亡人数占总死亡人数的40%，相比较1954－1985年期间的顶板事故死亡人数有所下降，不过按事故发生地点，其比例有较大变化。其中，采煤工作面顶板事故占顶板事故总数的比例有所下降，但依然达到了66%，巷道顶板事故则上升到34%。采煤工作面顶板事故发生比例的下降，得益于煤矿科技的进步和作业规程的不断完善，得益于煤矿企业干部职工的安全意识、管理水平的逐渐提高，得益于支护设备、支护形式的改进，尤其是综合机械化开采的逐步推广应用。但由于为了满足大型矿井的生产系统，要求巷道的断面变大，服务年限变长，而且随着开采深度的增加和岩性的改变，矿山压力的显现也越来越明显，巷道支护的方式以及支护材料的刚度、柔度、结构、质量难以满足上述因素的要求，巷道顶板事故比例有所上升。
（二）采煤工作面顶板事故的分类
1.从力源上看有压垮、漏冒、推垮三种基本类型。
回采工作面采煤后，不同物理性质的顶板岩层都要对回采工作面支架
有垂直于层面方向的或大或小的顶板力，如果支架支不起这个顶板力，就会发生压垮型冒顶。依据岩层的强度、分层厚度和岩层内裂隙情况宏观上可以把直接在煤层上面的顶板分为松软的、中等稳定的和坚硬的三类。对中等稳定以下，尤其是松软的直接顶板，采煤后如果支架支护不住碎顶，就会发生漏冒型冒顶。此外，直接顶板岩层还可能施加给支架以沿层面方向的推力，支架的稳定性不好，受推力时稳不住，就会发生推垮型冒顶。
2.按照冒顶范围和严重程度可分为局部冒顶和大型冒顶两大类。
局部冒顶是指范围不大、伤亡人数不多（每次死亡1－2人）的冒顶。常发生在靠煤壁附近、采煤工作面两端以及放顶线附近。大型冒顶是指冒顶范围较大、伤亡人数较多（每次死亡3人及3人以上）的冒顶。它包括两端来压时的压垮型冒顶、厚层难冒落的大面积冒顶、直接顶导致的压垮型冒顶、复合顶板推垮型冒顶、金属网下推垮型冒顶、大块游离顶板旋转推垮型冒顶和采空区冒矸冲入采煤工作面的推垮型冒顶等。
三、矿井顶板事故的预兆
（一）发出响声
岩层下沉断裂，顶板压力急剧加大，木支架会发出劈裂声，紧接着会出现折梁断柱现象，金属支柱活柱会急速下缩，采空区内会发出顶板断裂的闷雷声。
（二）掉渣
顶板严重破裂时，出现掉渣；掉渣越多，说明顶板压力越大。
（三）片帮加重
（四）顶板出现裂缝
顶板有裂缝并张开，裂缝增多。
（五）顶板出现离层
检查顶板要用“问顶”的方法，如果声音清脆表明顶板完好；顶板发出“空空”的响声，说明上下岩层之间已脱离。
（六）漏顶
大冒顶前，破碎的伪顶或直接顶有时会因背顶不严和支架不牢固出现漏顶现象，造成棚顶托空、支架松动。
（七）瓦斯涌出量增加
含瓦斯煤层顶板冒落前瓦斯涌出量会突然增大。
（八）顶板的淋水量明显增加
（九）锚杆支护巷道异常
锚杆支护巷道出现锚杆锚索拉断、失效，托盘变形，顶板整体下沉或出现锅底状，两肩断裂等。
四、矿井顶板事故的防治措施
（一）老顶来压时的压垮型冒顶预防
压垮型冒顶是指因工作面支护强度不足和顶板来压引起支架大量压坏而造成的冒顶事故。预防方法如下：
1.采煤工作面支架的初撑力应能平衡垮落带直接顶及老岩层的重量。
2.采煤工作面的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层。
3.采煤工作面支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求。
（二）破碎顶板大面积漏垮型冒顶预防
由于煤层倾角大，直接顶又异常破碎，工作面支护不及时，在某个局部地点发生冒漏，破碎顶板就可能从这个地方开始沿工作面往上全部漏空，造成支架失稳，导致漏垮型工作面冒顶。预防漏垮型冒顶的措施有：
1.先用合适的支柱，使工作面支护系统有足够的支撑力和可缩量。
2.顶板必须背严背实。
3.严禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。
（三）采煤工作面局部冒顶事故预防
局部冒顶多发生在工作面上下端头、煤壁区、放顶区等地点，许多垮面事故是由局部冒顶发展而成的，一般预防措施如下：
1.预防采煤工作面冒顶的一般措施。
（1）支护方式需和顶板岩性相适应，不同岩性的顶板要采用不同的支护方式。
（2）采煤后要及时支护。一般要采用超前挂金属探梁或打临时支柱的办法及时支护，防止局部冒顶。
（3）工作面上下出口要有特种支架。一般要在上下出口范围内加设抬棚或木垛等，加强支护。
（4）防止放炮崩倒棚子，一是炮眼的布置必须合理，装药量要适当；二是支护质量必须合格，要牢固有劲，不能打在浮煤浮矸上；三是留出炮道。如果放炮崩倒柱子，必须及时架设，不允许空顶。
（5）坚持执行必要的制度。例如，敲帮问顶制度、验收支架制度、岗位责任制、顶板分析制度和交接班制度等。应严格遵守作业规程和操作规程，严禁违章作业。
2.预防镶嵌形顶板局部冒顶的措施。
（1）从地质方面要尽可能查明是否有镶嵌形（俗称锅顶）顶板结构，以便在制定作业规程和操作规程，以及选择支架形式时，制订出针对性的措施，做出有针对性的设计。
（2）选择支架形式时，必须选定能及时支护，超前支护的支架形式。
（3）明确规定支护操作人员必须首先安置探板、挂梁，不得在无支护区工作。其他人员，如攉煤工等均不得在无支护区工作。
3.预防脆性支架突然折断造成局部冒顶的措施。
（1）木顶梁（大板梁）必须是平行木纹理加工。
（2）带有疤痕的木板梁绝对禁止使用。
4.预防局部空顶（空洞）冒落冲击造成局部冒顶的措施。
（1）从支护方法上采取措施防止漏顶空顶。对顶板局部破碎处，采取超前支护的方法，将顶板扦严背实，防止漏顶。如掏梁窝的办法。
（2）对漏顶采取封堵措施。对漏顶，不能任意扩大，防止形成大面积、大高度的空洞。可用撞楔法和用泡沫等封堵材料进行封堵。
（3）对已形成的空洞应采取预防冒落冲击的措施。在单体支柱的工作面，空洞下的特殊支架必须是木垛。
5.预防采煤工作面过断层时冒顶的措施。
（1）过断层前，应先摸清工作面与断层走向的交角，交角越小，工作面越危险，冒顶的可能性越大。断层落差小的可直接采过去，落差较大的要采用挑顶卧底，工作面要加强支护。
（2）在断层破碎地点，要垂直断层面打带帽顶柱，柱根要支在硬底上，在断层两侧都要打木垛。
（3）挑顶过断层时要丢底煤，支柱要穿木鞋，防止下沉卧底。过断层时要丢底煤，为防止顶煤落下造成空顶，留顶煤处要刹严刹紧。
（四）掘进工作面冒顶的防治
1.掘进迎头冒顶事故的防治措施
（1）坚持敲帮问顶。进入掘进工作面后，在打眼放炮前后均应敲帮问顶。
（2）检查工作地点支架架设质量。发现不合格支架，必须先处理后施工。
（3）严格控制巷道掘进迎头的空顶面积。当迎头掘进中空顶面积超出规定的要求，或顶帮比较破碎时应及时设支架棚子支护裸露的顶板。背顶封帮要严实，切忌虚设。
（4）加强对巷道迎头附近围岩稳定状况的观察。如果顶板松软，或巷道接近断层时，应采用前探梁支护顶板，并缩小棚距。
（5）掘进工作面放炮崩倒的棚子应由外向里逐架扶正背牢。
（6）厚煤层中下分层顺槽掘进时，事先要探明顶板冒落矸石的压实情况，掘进中要及时对前方老巷、构造等情况及时观察，并及时制定有效控制措施。
（7）在大倾角煤层中掘进顺槽时，如果是破顶掘进，则要随时随刻注意支架封顶情况，出现空顶要及时打木垛封顶。如果发现上帮破顶处支架受力、变形较大，应及时加大斜撑或抬棚，提高支架的侧向承载能力。
2.掘进巷道冒顶事故防治措施
（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的压力。
（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；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）在易发生推垮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。
3.掘进巷道交叉点处冒顶事故防治措施
（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，切忌先拆棚后支护架棚。
（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。
4.掘进巷道过断层等构造变化带的安全措施
（1）加强巷道掘进地段的地质调查工作，特殊地段，应当有相应的针对性措施，否则不能开工。
（2）巷道在破碎带中掘进时，应做到一次成巷，尽可能缩短围岩暴露时间。
（3）施工中严格执行操作规程、交接班和安全检查制度。
（4）掘进工作面临近断层或穿断层带时，巷道支护应尽量采用砌碹或U型钢可缩性支架支护，棚距要缩小。
（5）减少放炮装药量，降低因放炮对断层附近破碎顶板的震动。
（6）减少空顶距离，及时支设临时支架，永久支架要跟上，滞后距离不得大于2－4m。
（7）巷道支架背板要严实，一方面提高支架对围岩的支护能力，另一方面要防止掘进中漏顶或漏帮。
（8）当断层带处顶板特别松软、破碎时，要采用超前探梁支护的办法管理端面不稳定顶板，即用长5m左右的钎杆沿支架顶梁的周边把断层破碎带处顶板裂隙圈起来。
（9）在掘进迎头挖柱窝时，要先架好探板式撞楔，然后人在撞楔下工作。
（10）在顶板岩性突变地段，要及时打点柱支护突变带顶板。对伞檐状危害岩石要及时敲掉，敲不掉时，要在伞檐下打上撑柱，并在其下加密柱棚，可加打抬板棚。
（11）巷道临近断层等构造带时，放炮前必须检查掘进头瓦斯等有害气体的积存情况，工作面附近20m内瓦斯等有害气体浓度不得超过1%。如果断层与某含水层有水力联系，事先还必须做好断层水的疏排工作。
5.掘进巷道在开帮或贯通时的安全措施
（1）选好开帮和贯通的地点。要选在顶板和地质条件比较好、远离交叉点与停采线、煤柱等各种受集中承力影响的地方。
（2）要在贯通前进行超前探测。在两巷贯通前15m打好超前钻，探钻眼深不得小于3m，并保持1.5m以上的超前探眼，以观察异常。贯通掘进时放小炮，贯通后再刷大，防止冒顶。
（3）开帮贯通与被开帮贯通的巷道之间要保持一定的夹角。夹角在45°～90°之间为好。
（4）开帮贯通点附近的支架要加固好，要将受施工影响的棚子进行加强，其方法有挑棚、打点柱、设木垛等。
（5）开帮贯通巷道的交接处要及时扶上抬棚，抬棚承载能力应视围岩性质而定，一般选择大于正常支护材料承载能力的2－3倍。
（6）要处理好被透点的积水及瓦斯等有害气体。
（五）巷道维修冒顶事故的防治
1.维修井巷支护时，必须有安全措施。严防顶板冒落伤人、堵人和支架歪倒。
2.扩大和维修井巷连续撤换支换时，必须保证在发生冒顶堵塞井巷时有人员能撤退的出口。在独头巷道维修支架时，必须由外向里逐架进行，并严禁人员进入维修地点以里。
3.撤掉支架前，应先加固工作地点的支架。架设和拆除支架时，在一架未完工之前，不得中止工作。撤换支架的工作应连续进行；不连续施工时，每次工作结束前，必须接顶封帮，确保工作地点安全。
4.维修倾斜井巷时，应停止行车；需要通车作业时，必须制定行车安全措施。严禁上、下段同时作业。
四、矿井顶板事故的避灾、自救及互救措施
（一）采煤工作面冒顶时的避灾自救措施
1.迅速撤退到安全地点。
当发现工作地点有即将发生冒顶的征兆，而当时又难以采取措施防止采煤工作面顶板冒落时，最好的避灾措施是迅速离开危险区，撤退到安全地点。
2.遇险时要靠近煤帮贴身站立或木垛处避灾。
从采煤工作面发生冒顶的实际情况来看，顶板沿煤壁冒落比较少见。因此，当发生冒顶来不及撤退到安全地点时，遇险者应靠煤帮贴身站立避灾，但要注意煤壁片帮伤人。另外，冒顶时可能将支柱压断或推倒，但在一般情况下是不可能压垮或推倒质量合格的木垛。因此，如遇险者所在位置靠近木垛时，可撤至木垛处避灾。
3.遇险后立即发出呼救信号。
冒顶对人员的伤害主要是砸伤、掩埋或隔堵。冒落基本稳定后，遇险者
应立即采用呼叫、敲打，如敲打物料、岩块（可能造成新的冒落时，则不能敲打，只能呼叫）等方法，发出有规律、不间断的呼救信号，以便救护人员和撤出人员了解灾情，组织力量进行抢救。
4.遇险人员要积极配合外部的营救工作。
冒顶后被煤矸、物料等埋压的人员，不要惊慌失措，在条件不允许时切忌采用猛烈挣扎的办法脱险，以免造成事故扩大。被冒顶隔堵的人员，应在遇险地点有组织地维护好自身安全，构筑脱险通道，配合外部的营救工作，为提前脱险创造良好的条件。
（二）独头巷道迎头冒顶被堵人员应急措施
1.遇险人员要正视已发生的灾害，切忌惊惶失措，坚信矿领导和同志们一定会积极进行抢救。应迅速组织起来，主动听从灾区中班组长和有经验的老工人的指挥。要团结协作，尽量减少体力和隔堵区的氧气消耗，有计划地使用饮水、食物和矿灯等，做好较长时间避灾的准备。
2.如人员被困地点有电话，应立即用电话汇报灾情、遇险人数和计划采取的避灾自救措施；否则，应采用敲击钢轨、管道和岩石等方法，发生有规律的呼救信号，并每隔一定时间敲击一次；要不间断地发出信号，以便营救人员了解灾情，组织力量进行抢救。
3.维护加固冒落地点和人员躲避处的支架，并派人检查，以防止冒顶进一步扩大，保障被堵人员避灾时的安全。
4.如人员被困地点有压风管，应打开压风管给被困人员输送新鲜空气，但要注意保暖。
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