中级安全工程师《煤矿安全》第6章高频考点：矿井顶板灾害防治

第六章 矿井顶板灾害防治 【考点 1】矿（地）压灾害的分类 （一）压垮型冒顶：垂直层面方向的顶板压力破坏支架而导致的顶板灾害。 （二）漏冒型冒顶：已破碎顶板没有得到防护，受重力作用冒落而导致的冒顶。 （三）推垮型冒顶：平行于层面方向的顶板力推倒支架而导致的冒顶。 （四）综合类冒顶（其他类型冒顶） （五）冲击地压：井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象，常伴有煤（岩）体抛出、巨响及气浪等现象。【考点 2】矿（地）压灾害的预兆 （1）发生煤壁片帮； （2）顶板下沉速度急剧增加，支柱载荷急剧增大； （3）靠煤壁顶板断裂、掉碴； （4）煤炮密集等征兆。 【考点 3】冲击地压发生的具体原因 （1）自然因素：最基本的因素是原岩应力，主要由岩体的重力和构造残余应力组成。岩（煤）层的强度大，整体性好，冲击地压的倾向性就高。并不是说，强度小和弹性差的岩（煤）层不会发生。（2）技术因素：生产的集中化程度越高，应力集中越凸显，越容易发生冲击地压。 （3）管理因素：采矿作业措施未到位，支架和技术装备未到位，没有选择有效冲击地压预报仪器和防治装备等。【考点 4】顶板灾害防治技术 （1）巷道掘进工作面 ①如难以避开采动支承压力影响，应尽量避免支承压力叠加的强烈作用，或尽量缩短支承压力影响时间，避免在遗留煤柱下方布置巷道等。②巷道通过地质构造带时，巷道轴向应尽量垂直断层构造带或向斜构造、背斜构造。 ③相邻巷道或硐室之间选择合理的岩柱宽度。 ④巷道的轴线方向尽可能与构造应力方向平行，避免与构造应力方向垂直。 【考点 5】冒顶预防的支护方案 （一）预防压垮型冒顶 （1）支柱或支架的工作阻力应能支撑开采区域上方垮落带岩层的重量。 （2）支柱或支架的初撑力能限制顶板岩层之间的离层。 （3）支柱或支架能适应顶板的适当下沉。 （4）对难冒厚层坚硬顶板，应实施松动措施。 （二）预防漏冒型冒顶 （1）选择支撑掩护或掩护式支架，适当缩小端面距，采用及时支护，必要时采取临时支护措施。（2）支柱顶梁必须背严背实。（3）遇到断层破碎带等围岩松动区域时，应考虑采用临时围岩加固措施，如化学加固、注浆加固、锚注加固等。（三）预防推垮型冒顶 （1）支柱或支架的初撑力应能限制顶板岩层的离层，并具有足够的切顶能力，限制岩层间的滑动。（2）支柱或支架的初撑力应保证网兜高度不超过 150mm。 （3）尽可能采用整体支架，或支柱连锁。 【考点 6】井巷支护【考点 7】采场顶板事故防治技术 （一）压垮型顶板灾害防治技术及措施 压垮型顶板灾害防治的关键是削弱顶板载荷，特别是基本顶来压的附加载荷。 支架设计选型时，应使支架具有足够的支撑力和可缩量，要选用大流量安全阀，支架应具有较强的切顶能力；对坚硬厚层顶板，用超前钻孔预爆破法（循环浅孔爆破法或步距式深孔爆破法）、高压注水弱化法等强制放顶措施，使顶板垮落并尽可能充分充填采空区。（二）漏垮型顶板灾害防治技术及措施 漏垮型顶板灾害防治的关键是“及时”与“护”的配合。在选择支护技术与确定支护方案时，要求支柱或支架具有良好的顶板封闭性能，支柱的初撑力大；爆破作业时应控制装药量；安排工艺环节时，应进行及时支护，必要时可进行超前支护；工作面端头应制定专门的支护设计，优先选用端头支架，提高支护强度；通过断层破碎带等地质异常区时，除制订加强的支护方案外，必要时应进行围岩加固措施（注浆等）。（三）推垮型顶板灾害防治技术及措施 推垮型顶板灾害防治的关键是限制顶板上下位岩层之间的离层。 选择合理的支护方法，提高支柱的初撑力及支护系统刚度，加强支柱或支架的稳定性；可适当布置锚杆，将上位硬岩与下位软岩组合为一个整体；当有大块孤立顶板岩块或坚硬岩层时，须采用挑顶措施，也可采用墩柱或特种支柱切断顶板。【考点 8】顶板监测 （1）巷道掘进前及掘进期间，应进行巷道围岩稳定性监测，包括巷道围岩应力监测、巷道周边位移监测（巷道表面位移监测）、巷道围岩深部位移监测、巷道围岩松动圈监测等。（2）开采前及开采过程中，应进行围岩的压力监测、位移量监测、支柱的工作阻力监测等。综采工作面须进行工作面支架工作阻力监测（包括初撑力、最大工作阻力、时间加权平均工作阻力、初次及周期来压步距、动载系数等）【考点 9】冲击地压（岩爆）防治技术 （一）煤岩体的冲击倾向性指标及判据有下列情况之一的，应当进行煤岩冲击倾向性鉴定：（1）有强烈震动、瞬间底（帮）鼓、煤岩弹射等动力现象的。 （2）埋深超过 400m 的煤层，且煤层上方 100m 范围内存在单层厚度超过 10m、单轴抗压强度大于 60MPa（冲击地压细则增加的内容）的坚硬岩层的。（3）相邻矿井开采的同一煤层发生过冲击地压或经鉴定为冲击地压煤层的。 （4）冲击地压矿井开采新水平、新煤层的。 （5）开采煤层埋深大于 800m。 （6）井田范围内发生震级 2.0 级以上矿震事件。（二）冲击地压的预测预报技术（三）冲击地压的防范措施 1.采用合理的开拓布置和开采方式 （1）对煤层群开采：首先开采无冲击危险或冲击危险小的煤层作为保护层，且优先开采上保护层。（2）冲击地压煤层应当严格按顺序开采，不得留孤岛煤柱。开采孤岛煤柱的，应当进行防冲安全开采论证；严重冲击地压矿井不得开采孤岛煤柱。（3）开采冲击地压煤层时，在应力集中区内不得布置 2 个工作面同时进行采掘作业。2 个掘进工作面之间的距离小于 150m 时，采煤工作面与掘进工作面之间的距离小于 350m 时，2个采煤工作面之间的距离小于 500m 时，必须停止其中一个工作面。相邻矿井、相邻采区之间应当避免开采相互影响。严重冲击地压厚煤层中的巷道应当布置在应力集中区外。双巷掘进时 2 条平行巷道在时间、空间上应当避免相互影响。（4）地质构造区域应采取避免或减缓应力集中和叠加的开采程序。褶皱构造区应从轴部开始回采；盆地构造应从盆底开始回采；断层或采空区附近时，应从断层或采空区开始回采。（5）开拓巷道不得布置在严重冲击地压煤层中，永久硐室不得布置在冲击地压煤层中。煤层巷道与硐室布置不应留底煤，如果留有底煤必须采取底板预卸压措施。（6）尽可能采用长壁开采。缓倾斜、倾斜厚及特厚煤层采用综采放顶煤工艺开采时，直接顶不能随采随冒的，应当预先对顶板进行弱化处理。2.开采保护层 是防治冲击地压的有效和根本性区域性防范措施。具备开采保护层条件的冲击地压煤层，应当开采保护层。一般的有效解压期限为：用全部垮落法开采保护层时为 3 年，用全部充填法开采保护层时为 2 年。3.煤层预注水 煤层预注水是在采掘工作前，对煤层进行长时间压力注水。该方法是一种积极主动的区域性冲击地压防范措施。4.厚层坚硬顶板预处理 当岩体载荷超过其强度就发生冲击地压。 比较有效的防范措施主要有注水软化顶板和爆破断顶。 爆破断顶措施是通过顶板巷道对顶板进行深孔爆破，人为切断顶板，进而促使采空区顶板冒落、削弱采空区与待采区之间的顶板连续性，减小顶板来压时的强度和冲击性。5.冲击地压安全防护措施 冲击地压危险区域的巷道必须加强支护，采煤工作面必须加大上下出口和巷道的超前支护范围和强度。严重冲击地压危险区域，必须采取防底鼓措施。有冲击地压危险的采掘工作面必须设置压风自救系统，明确发生冲击地压时的避灾路线。 人员进入冲击地压危险区域时必须严格执行“人员准入制度”。 冲击地压危险区域不得存放备用材料和设备；巷道内杂物应当清理干净，保持行走路线畅通；对冲击地压危险区域内的在用设备、管线、物品等应当采取固定措施，管路应当吊挂在巷道腰线以下，高于 1.2m 的必须采取固定措施。进入严重冲击地压危险区域的人员必须采取穿戴防冲服等特殊的个体防护措施，对人体胸部、腹部、头部等主要部位加强保护。【考点 10】冲击地压的解危措施 1.爆破卸压 装药位置越靠近支承压力峰值区，爆破卸压的效果越好。 2.钻孔卸压钻孔直径越大，卸压效果越好；钻孔长度根据具体情况而定，一般回采工作面的钻孔长度为 3 倍采高；钻孔尽可能布置在高压区。3.定向水力裂缝法 实施定向水力裂缝法时，可采用水压力的变化和声发射的脉冲进行检验。当水压力突然下降或突然出现大量的声发射时，说明有较大的裂缝产生。还可采用声发射法确定裂缝的范围。4.诱发爆破 诱发爆破作为辅助手段，只有存在严重冲击危险性，而其他方法无效或无法实施时应用。 【考点 11】《防治煤矿冲击地压细则》 第三十四条 对冲击地压煤层，应当根据顶底板岩性适当加大掘进巷道宽度。应当优先选择无煤柱护巷工艺，采用大煤柱护巷时应当避开应力集中区，严禁留大煤柱影响邻近层开采。巷道严禁采用刚性支护。第五十七条 冲击地压矿井应当选择合理的开拓方式、采掘部署、开采顺序、煤柱留设、采煤方法、采煤工艺及开采保护层等区域防冲措施。第五十九条 冲击地压矿井进行采掘部署时，应当使巷道处于应力降低区，优先选择无煤柱护巷或小煤柱护巷，避免或减弱巷道的冲击危险性。第六十五条 冲击地压煤层应当采用长壁综合机械化开采方法。第六十七条 冲击地压矿井应当在区域防范基础上选择合理的煤层钻孔卸压、煤层爆破卸压、煤层注水、底板钻孔或爆破卸压、顶板爆破预裂、顶板水力致裂等局部防冲措施。第七十五条 冲击地压危险工作面实施解危措施后，必须进行效果检验，确认检验结果小于临界值后，方可进行采掘作业。防冲效果检验可采用钻屑法、应力监测法或微震监测法等，防冲效果检验的指标参考监测预警的指标执行。第八十一条 严重冲击地压危险区域，必须采取防底鼓措施。防底鼓措施可根据巷道底板岩性采取底板卸压、底板加固等措施。底板卸压可采取底板爆破、底板钻孔卸压等；底板加固可采用 U 型钢底板封闭支架、带有底梁的液压支架、打设锚杆（锚索）、底板注浆等。第八十三条 冲击地压巷道严禁采用刚性支护，可采用抗冲击的锚杆（锚索），可缩支架及高强度、抗冲击巷道液压支架等，提高巷道抗冲击能力。 >>>限时免费试听，专业老师带你划重点>>>

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