一、?頂板類型和支護方式
??????? 1.?頂板類型
??????? 煤層頂板由偽頂、直接頂和老頂構成。偽頂是指緊貼在煤層之上，極易垮落的薄巖層；直接頂是位于偽頂或煤層（無偽頂時）之上，一般由一層或幾層厚度不定的泥巖、頁巖、粉砂巖等比較容易垮落的巖層所組成，直接頂按穩(wěn)定性可分為：不穩(wěn)定頂板，中等穩(wěn)定頂板，穩(wěn)定頂板，堅硬頂板；老頂又叫基本頂，一般指位于直接之上（有時也直接位于煤層之上）厚而堅硬的巖層。
??????? 頂板分為堅硬難冒頂板、破碎頂板和復合型頂板。堅硬難冒頂板是指直接頂巖層比較完整、堅硬（固），回柱后不能立即垮落的頂板。一般為砂巖、礫巖和石灰?guī)r。破碎頂板指的是巖層的強度低、節(jié)理裂隙十分發(fā)育、整體性差，自穩(wěn)能力低，并在工作面控頂區(qū)范圍內(nèi)維護困難的頂板。
??????? 2.?頂板常見支護方式
??????? 頂板常見支護方式有單體支柱支護、液壓支架支護、錨桿支護。
??????? 單體支柱支護主要是指采用木支架，摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱支護。
??????? 液壓支架是在摩擦式金屬支柱和單體液壓支柱等基礎上發(fā)展起來的采煤工作面機械化支護設備。
??????? 錨桿支護主要是指用木錨桿、竹錨桿、金屬錨桿、樹脂錨矸、快硬水泥錨矸結(jié)合錨網(wǎng)進行支護的一種支護方式。
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??????? 二、?常見冒頂事故的預兆
??????? （一）?局部冒頂?shù)念A兆
??????? (1)?工作面遇有小地質(zhì)構造，由于構造破壞了巖層的完整性，容易發(fā)生局部冒頂。
??????? (2)?頂板裂隙張開、裂隙增多，敲幫問頂時，聲音不正常。
??????? (3)?頂板裂隙內(nèi)卡有活矸，并有掉渣、掉矸現(xiàn)象，掉大塊前，往往先落小塊矸石。
??????? (4)?煤層與頂板接觸面上，極薄的矸石片不斷掉落。這說明劈理（即頂板的節(jié)理、裂隙和摩擦滑動面）張開，有冒頂?shù)目赡堋?br /> ??????? (5)?淋頭水分離頂板劈理，常由于支護不及時而冒頂。
??????? （二）?大型冒頂?shù)念A兆
??????? 1.?頂板的預兆
??????? (1)?頂板連續(xù)發(fā)生斷裂聲。這是由于直接頂和老頂發(fā)生離層，或頂板切斷而發(fā)生的聲響。有時采空區(qū)頂板發(fā)生像悶雷一樣的聲音，有人叫“板炮”，這是老頂板和上方巖層產(chǎn)生離層或斷裂的聲音。
??????? (2)?掉渣。頂板巖層破碎下落，一般由少變多，由稀變密，在人工假頂下，掉下的碎矸石和煤渣更多（俗稱“煤雨”），這是發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU信號。
??????? (3)?頂板裂縫增加或裂隙張開。頂板的裂隙，一種是地質(zhì)構造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于頂板下沉產(chǎn)生的采動裂隙。有經(jīng)驗的老工人說：“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”。人們常常在列縫中插上木楔子，看它是否松動或掉下來，觀察裂縫是否擴大，以便做出預報。
??????? (4)?脫層。頂板快要冒落的時候，往往出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，檢查是否脫層可用“問頂”的方法，如果聲音清脆，表明頂板完好；如果頂板發(fā)出“空空”的聲響聲，說明上下巖層之間已經(jīng)脫離。
??????? 2.?煤壁的預兆
??????? 由于冒頂前壓力增加，煤壁受壓后，煤質(zhì)變軟，片幫增多，使用電鉆打眼時，鉆眼省力，用采煤機割煤時負荷減少。
??????? 3.?支架的預兆
??????? 使用木支架時，支架折斷、壓劈并發(fā)出聲音；使用金屬摩擦支柱時，活柱急劇下縮并發(fā)出強烈的金屬摩擦聲，大量柱鎖變形、柱體被壓壞；使用單體液壓支柱時，大量支柱的安全閥自動放液，損壞的支柱比平時大量增加。
??????? 工作面使用絞接頂梁時，損壞的頂梁比平時大量增加，大量的扁銷子被擠出。
??????? 底板松軟或底板留有底矸石，丟底煤時，支柱會被大量壓入底板。
??????? 4.?工作面其他預兆
??????? 含有瓦斯的煤層，冒頂前瓦斯涌出量突然增大。有淋水的頂板，淋水量增加。
??????? 三、?頂板事故的防治措施
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??????? 1.?堅硬難冒頂板大面積切冒預防
??????? 堅硬難冒頂板大面積切冒又稱大面積來壓，是指采空區(qū)大面積懸露的堅硬頂板在短時間內(nèi)突然塌落而造成的大型頂板事故；其預防措施主要有：
??????? (1)?頂板高壓注水。從工作面平巷向頂板打深孔，進行高壓注水，注水泵最大壓力達15兆帕。
??????? (2)?強制放頂。就是用爆破的方法人為地將頂板切斷，使頂板冒落一定厚度形成矸石墊層。
??????? 2.?老頂來壓時的壓垮型冒頂預防
??????? 壓垮型冒頂是指因工作面支護強度不足和頂板來壓引起支架大量壓壞而造成的冒頂事故。預防方法如下：
??????? (1)?采煤工作面支架的初撐力應能平衡垮落帶直接頂及老頂巖層的重量。
??????? (2)?采煤工作面的初撐力應能保證直接頂與老頂之間不離層。
??????? (3)?采煤工作面支架的可縮量應能滿足裂隙帶老頂下沉的要求。
??????? (4)?普采工作面遇到平行工作面的斷層時，在斷層范圍內(nèi)要及時加強工作面支護（最好用木垛），不得采用正常辦法回柱。
??????? (5)?普采要擴大控頂距，并用木支柱替換金屬支柱，待斷層進到采空區(qū)后再回柱。
??????? (6)?工作面支護是液壓自移支架時，若支架的工作阻力有較大的富余，則工作面可以正常推進；若支架的工作阻力不夠富余，則工作面與斷層斜交過斷層。
??????? 3.?破碎頂板大面積漏垮型冒頂預防
??????? 由于煤層傾角大，直接頂又異常破碎，工作面支護不及時，在某個局部地點發(fā)生冒漏，破碎頂板就可能從這個地方開始沿工作面往上全部漏空，造成支架失穩(wěn)，導致漏垮型工作面冒頂。預防漏垮型冒頂?shù)拇胧┯校?br /> ??????? (1)?選用合適的支柱，使工作面支護系統(tǒng)有足夠的支撐力和可縮量。
??????? (2)?頂板必須背嚴背實。
??????? (3)?嚴禁放炮，移溜等工序弄到支架，防止出現(xiàn)局部冒頂。
??????? 4.?復合型頂板推垮型冒頂預防
??????? 推垮型冒頂是指因水平推力作用使工作面支架大量傾斜而造成的冒頂事故。
??????? 復合頂板是由于下軟上硬巖層構成，在開采時，容易形成離層、斷裂，導致冒頂。預防措施有：
??????? (1)?應用偽俯斜工作面并使垂直工作面方向的向下傾角達40°~60°。
??????? (2)?掘進上下平巷時不破壞復合頂板。
??????? (3)?工作面初采時不要反推。
??????? (4)?控制采高，使軟巖層冒落后能超過采高。
??????? (5)?盡量避免上下平巷與工作面斜交。
??????? (6)?在開切眼附近于控頂區(qū)內(nèi)，系統(tǒng)地布置樹脂錨桿。
??????? (7)?靈活地應用戧棚，使它們迎著巖體可能推移的方向支設。
??????? (8)?提高單體支柱的初撐力和剛度。
??????? (9)?提高支架的穩(wěn)定性，用拉鉤式的連接器把每排支柱從工作面上端至工作面下端連接起來。
??????? 5.?金屬網(wǎng)下推垮型冒頂預防
??????? 回采下分層時，金屬網(wǎng)假頂可能發(fā)生推垮型冒頂，預防方法如下：
??????? (1)?回采下分層時用內(nèi)錯式布置開切眼，避免金屬網(wǎng)上碎矸之上存在空隙。
??????? (2)?提高支柱初撐力，增加支柱穩(wěn)定性，防止發(fā)生高度超過150毫米的網(wǎng)兜。
??????? (3)?用“整體支架”增加支柱穩(wěn)定性。
??????? (4)?采用偽俯斜工作面，增加抵抗下推的阻力。
??????? (5)?初次放頂時要把金屬網(wǎng)下放到底板。
??????? 6.?采煤工作面局部冒頂事故預防
??????? 局部冒頂多發(fā)生在工作面上下端頭、煤壁區(qū)、放頂區(qū)等地點，許多垮面事故是由局部冒頂發(fā)展而成的，一般預防措施如下：
??????? (1)?支架方式需各頂板巖性相適應，不同巖性的頂板要采用不同的支架方式。
??????? (2)?采煤后要及時支護。一般要采用超前掛金屬探梁或打臨時支柱的方法及時支護，防止局部冒頂。
??????? (3)?整體移輸送機時要采取有效措施，在整體移輸送機時，對容易冒頂比較破碎的頂板，必須采取相應的措施。例如，采取邊移輸送機，邊回臨時支柱和邊支基本支柱的快速支柱回柱方法。
??????? (4)?工作面上下出口要有特種支架。一般在上下出口范圍內(nèi)加設臺棚或木垛等，加強支護。
??????? (5)?防止放炮崩倒棚子。一是炮眼的布置必須合理，裝藥量要適當。二是支護質(zhì)量必須合格，要牢固有勁，不能打在浮煤浮矸上。三是留出炮道。如果放炮崩倒柱子，必須及時架設，不允許空頂。
??????? (6)?堅持工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)。
??????? (7)?堅持執(zhí)行必要的制度。例如，敲幫問頂制度、驗收支架制度、崗位責任制、金屬支柱檢查制度、頂板分析制度和交接班制度等。
??????? (8)?采取正確的回柱操作方法，防止頂板的壓力向局部支柱集中，造成局部頂板破碎及回柱工作的困難。應嚴格遵守作業(yè)規(guī)程和操作規(guī)程，嚴禁違章作業(yè)。
??????? 7.?掘進工作面冒頂?shù)念A防
??????? 1)?掘進頭冒頂事故的防治措施
??????? (1)?根據(jù)掘進頭巖石性質(zhì)，嚴格控制空頂距。當掘進頭遇到斷層褶曲等地質(zhì)構造破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育的巖層時，棚子應緊靠掘進頭。
??????? (2)?嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度，危石必須挑下，無法挑下時應采取臨時支撐措施，嚴禁空頂作業(yè)。
??????? (3)?在地質(zhì)破壞帶或?qū)永砹芽p發(fā)育區(qū)掘進巷道時要縮小棚距；在掘進頭附近應采用拉繩等把棚子連成一體，防止棚子被推垮，必要時還要打重柱以抗突然來壓。
??????? 2)?掘進巷道冒頂事故的防治措施
??????? (1)?可能的情況下，巷道應布置在穩(wěn)定的巖體中，并盡量避免采動的影響。
??????? (2)?巷道支架應有足夠的支護強度以抗衡圍巖的壓力。
??????? (3)?巷道支架所能承受的變形量，應與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應。
??????? (4)?盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時，盡可能采用有初承力的支架；特別注意頂與幫的背嚴背實問題，杜絕支架與圍巖間的空頂、空幫現(xiàn)象。
??????? (5)?凡因支架失效而空頂?shù)牡攸c，重新支護時應先護頂，再施工。
??????? (6)?巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆老支架。
??????? (7)?在易發(fā)生推垮型冒頂?shù)南锏乐幸岣呦锏乐Ъ艿姆€(wěn)定性，可以在巷道的支架之間用拉撐件連接固定，增加架棚的穩(wěn)定性，以防推倒。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架間拉撐件的強度、密度要適當加大。
??????? 3)?掘進巷道交叉點處冒頂事故防治措施
??????? (1)?開岔口應避開原來巷道冒頂?shù)姆秶?br /> ??????? (2)?必須在開口抬棚支設穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿，不得過早拆除，切忌先拆棚后支架棚。
??????? (3)?注意選用抬棚材料的質(zhì)量與規(guī)格，保證抬棚有足夠的強度。
??????? (4)?當開口處圍巖尖角被壓壞時，就及時采取加強抬棚穩(wěn)定性的措施。
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??????? 四、?采煤工作面冒頂時的避災自救措施
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??????? 1)?迅速撤退到安全地點。當發(fā)現(xiàn)工作地點有即將發(fā)生冒頂?shù)恼髡?，而當時又難以采取措施防止采煤工作面頂板冒落時，最好的避災措施是迅速離開危險區(qū)，撤退到安全地點。
??????? 2)?遇險時要靠煤幫貼身站立或木垛處避災。從采煤工作面發(fā)生冒頂?shù)膶嶋H情況來看，頂板沿煤壁冒落是很少見的。因此，當發(fā)生冒頂來不及撤到安全地點時，遇險者應靠煤幫貼身站立避災，但要注意煤壁片幫傷人。另外，冒頂時可能將支柱壓斷或推倒，但在一般情況下不可能壓垮或推倒質(zhì)量合格的木垛。因此，如遇險者所在位置靠近木垛時，可撤至木垛處避災。
??????? 3)?遇險后立即發(fā)出呼救信號，冒頂對人員的傷害主要是砸傷、淹埋或隔堵。冒落基本穩(wěn)定后，遇險者應立即采用呼叫、敲打如敲打物料、巖塊（可呼叫）等方法，發(fā)出有規(guī)律、不間斷的呼叫信號，以便救護人員和撤出人員了解災情，組織力量進行搶救。
??????? 4)?遇險人員要積極配合外部的營救工作。冒頂后被煤矸物料等埋壓的人員不要驚慌失措，在條件不允許時切忌采用猛力掙扎的辦法脫險，以免造成事故擴大。被冒頂隔堵的人員應在遇險地點有組織的維護好自生安全，構筑脫險通道，配合外部的營救工作，為提前脫險創(chuàng)造良好條件。