《煤矿矿山压力与顶板灾害防治.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿矿山压力与顶板灾害防治.doc（69页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、矿 山 压 力 与 顶 板 灾 害 防 治第一篇 煤炭在中国能源中的重要地位1.1 能源发展现状 历史发展表明，人类从18世纪产业革命以来，煤炭逐渐成为主要能源，1920年煤炭在世界能源结构中占到87%。但到20世纪中叶，由于石油与天然气热值高，使用效率高，燃烧时对环境的影响小，因而逐渐取代煤炭成为主要能源。 世界在以煤炭作为主体能源时，经济年均增长速度不足2%，而以石油为主时则达到4.5%。显然，以石油作为能源比煤炭有更大的优越性.总体上看:世界工业化的过程中，煤炭在能源结构中的地位逐渐下降。1950年到1995年，世界煤消费比重由61.2%下降到27.1%，而石油和天然气则由37%增至63
2、%。但是，根据世界能源会议公布的探明储量数据，石油与天然气将在几十年内枯竭，而煤炭储量还可供开采200 300a。随着人们对环保的重视以及对不可再生资源的珍惜，根据可持续发展的要求，一次能源充分利用太阳能、风能、海洋能与地热能等可再生能源，逐步取代化石燃料是发展的必然趋势，但由于可再生能源目前只是在试验阶段，而且它的调整成本高，因而近期一个相当时期内还不能取代化石燃料。世 界 范 围 各 年 能 源 消 费 构 成据国际能源机构和美国能源部能源消息局最近预测(2003年4月) ： 一、在未来20年内，世界能源消费量年均增长为2.0；世界煤炭年均增长为 1.7；世界天然气需求量年增长为2.7。
3、二、世界煤炭消费量将由2000年的43亿吨增加到2020年的58亿吨。其中，亚洲煤炭消费增长量达13.2亿吨。 三、煤炭在世界一次能源消费构成中所占比例将由1999年的22下降到2020年的20。 四、世界煤炭贸易量将由1999年的5.48亿吨增加到2020年的7.04亿吨。 在过去的19 年中，澳大利亚、印度、美国和南非煤炭产量呈强劲增长趋势，澳大利亚、印度、美国分别增长约1亿吨，南非增长约5000万吨。俄罗斯和德国均下降1亿吨以上，英国和波兰也分别下降6000万吨左右。 北欧和西欧地区由于大量使用天然气,从1985年到1999年，煤炭消费下降了35。在前苏联和东欧国家，从1985年到199
4、9年，煤炭消费量下降了48。世界多数国家在这一时期的煤炭消费则呈增长趋势。但总趋势是，世界煤炭消费量在能源构成中所占比例趋于下降，已由1985年的 27下降到1999年的22.1.2 我国的煤炭我国近年来的煤炭产量199619971998199920012002200313.9713.2512.510.451013.817.05 能源消费总量构成（能源消费总量=100%） （万吨标准煤） 煤炭 石油 天然气 水电中国（1998） 136000 71.6 19.8 2.1 6.5中国（1999） 122000 67.1 23.4 2.8 6.7美国（1998） 306700 24.9 39.7
5、25.2 1.2世界（1998） 1211060 26.2 40.0 23.8 2.6截止到1994年末，全国深度在2000米以内:煤炭资源总量:5.56万亿吨（1000米以内为2.86万亿吨）其中预测资源量为4.55万亿吨累计探明煤炭储量为1.02万亿吨保有储量为1.00万亿吨，其中烟煤约占75%，无烟煤占12%，褐煤占13%。西部地区煤炭资源总量为43134亿吨，约为全国的78%“三西”(山西、陕西、蒙西)保有储量为6322亿t,占全国64.1%其中陕西，内蒙，新疆，宁夏，甘肃，青海已发现资源总 量为全国的71.6%，查明储量的44.18%。1.3 油气资源 地质储量石油为940亿吨，天然
6、气为38万亿m3 。探明程度很低，油只占20%，气占7%。即油为203亿，天然气为1.7万亿m3 。据世界能源委员会估计则更低,仅分别为32.6亿吨及1.127万亿m3。近期探明储量在增加,至1998年仅西部天然气累计探明储量已达1.31万亿m3。显然, 由于我国油气资源形成构造复杂，目前找到的油气大部分是在新生代陆相沉积盆地中获得。而对于古生代和中生代海相油气资源的形成与演化还缺乏认识。因此，增加探明储量有相当大的难度，但又有一定的潜力, 勘探技术是增加油气产量的关键技术。幻灯片11 石油1993年出现供不应求变为进口国，1995年进口1200万吨，2000年进口石油花费200亿美元。到20
7、10年我国油气产量达3亿油当量，但油还缺口1亿吨，天然气400亿方。相当1.4亿吨原油当量需用外汇购买，合1400亿人民币。1.4 核能 由于核电基本投资昂贵，因此在未来二、三十年内，在人口多、国土广的我国，核能不可能在能源结构中占较大比例，但在一次能源缺口较大而交通运输又很紧张的地区发展核电站有其突出的优势。1.5 水能资源 预计全国蕴藏量达6.76 亿 kw ，可能开发达3.78 亿 kw（年电量19000亿千瓦时），占世界首位。但大部分集中于西南地区占67.8% ，其次中南为 15.5%，而后为西北占9.9%，华东占3.6%，东北占2%，华北占1.2%。目前，我国水资源开发利用仅7.8%
8、，世界平均为20%，其中美国达39%，主要原因是水电建设投资大，工期长（相对于火力发电）。1.6 新能源与可再生能源：国家经贸委制订的2000-2015年规划, 将达到4300万吨标煤.1.7 太阳能: 我国陆地每年接受太阳辐射能相当于2.4万亿吨标煤.我国西部地区年均日照2000小时,有人认为太阳能是未来能源的主流.1.8 风能: 我国风能资源理论总储量约32.26亿千瓦,陆地上储量为2.53亿千瓦.我国风能资源开发始于80年代初，至1999年底全国风电装机容量达26.79万千瓦,“十五”期间将新增风电容量119.2 万千瓦。其中有新疆,内蒙,吉林,黑龙江,河北,江苏,辽宁,广东和上海.1.
9、9 地热能源: 我国地热资源远景储量为1353.5亿吨标煤,探明储量相当31.6亿吨标煤.我国地热资源以中低温地热为主,主要分布在四川,华北,松辽,苏北等地,可采资源量为18亿吨标准煤。高温地热资源主要分布在云南,西藏,川西和台湾。据估计,我国喜马拉雅地带的高温地热系统达255处,总资源量为0.058亿千瓦.在地热泉水中,温度40-60度的温泉有807处,60-80度的温泉有398处. 据报导2000年世界利用地热采暖与热泵已超过50%,我国1997年地热采暖还不足8%.结 论 我国是世界上最大的煤炭生产和消费国。建国以来，我国煤炭产量和消费量在一次能源中占的比重一直保持在70%以上，近年来才
10、略有下降。随着国家对环境保护的高度重视，产业结构的调整，能源结构将进一步优化。但是，在未来相当长的时间内，煤炭仍然是我国主要能源。预测2015年煤炭在一次能源消费结构中占55%左右，到2030年仍占50%以上。煤炭是可靠、廉价和可洁净利用的能源，是通向未来能源系统的桥梁。合理开发和利用煤炭资源，充分发挥煤炭资源优势，是我国能源可持续发展的现实选择和必然要求，也是煤炭工业可持续发展的必然要求。第二篇 我国煤炭开采中存在的主要问题1、我国煤矿生产技术水平和装备水平低全国煤矿非机械化采煤占60%以上。我国煤矿点多面广，多种所有制并存，经济状况多为亏损，装备水平和人员素质参差不齐，总体上比较落后。国有
11、重点煤矿基础相对较好，机械化程度达74.23%，但与国际先进水平相比仍有很大差距，何况国有重点煤矿的原煤产量仅占全国总产量的53.61%；国有地方煤矿采煤机械化程度只有25%左右；而乡镇集体煤矿数量多、井型小，大多数是非常落后的近乎原始的开采方式，矿工的文化素质低 ，流动性大，安全生产保障极差。2、煤炭企业经济效益低下 由于我国煤炭企业技术水平不高，效率低，加之企业之间过度竞争，造成我国煤炭企业效益普遍低下，多年来煤炭企业绝大部分连年亏损。2001年度原中央财政煤炭企业补贴前亏损18.44亿元，亏损面达67%。近两年来虽然煤矿企业有所好转,但是煤矿建设欠帐多、采掘接替紧张、发展后劲不足、职工工
12、资低、职工生活条件差、国家税收负担过重。3、资源回收率低我国绝大多数小煤矿采用原始的开采方式，煤炭回收率低（平均只有15%左右），资源破坏严重。4、 煤矿安全条件差最近20年，我国煤矿安全状况虽然有很大的改善，但事故死亡率仍是世界最高的。2001年全国煤矿死亡人数达5395人，国有重点煤矿、地方煤矿和乡镇煤矿百万吨死亡率分别为1.473、4.099和14.821。我国煤矿事故死亡率高，与国外相比，除了技术和管理上的差别外，用人多也是主要因素。Error! Reference source not found.5、 煤炭开采的出路在于机械化 我国煤矿采煤机械化起步于50年代。1964年研制成功M
13、LQ-64型浅截深单滚筒采煤机，与SGW-44型可弯曲刮板输送机配套，采用金属摩擦支柱和金属铰接顶梁，形成了当时的普通机械化采煤工作面。1978年后研制了单体液压支柱与双滚筒采煤机和150型刮板输送机配套，形成了新的第二代普通机械化采煤设备(高档普采)。1988年后无链牵引采煤机和大功率刮板输送机、单体液压支柱等设备配套形成新的第三代普通机械化采煤配套设备 (新高档普采)。自1954年世界上第一个综合机械化采煤工作面在英国问世以来，延续多年的普通机械化采煤也进入了具有历史意义的新阶段，并发展成为各先进采煤国家主导的采煤技术。液压支架整体性强、支护性能好，显著地改善了采煤工作面安全状况和作业环境
14、，实现了采煤工作面支护工序的机械化。为煤矿实现高产、高效、安全生产开辟了新的道路。我国综合机械化采煤始于20世纪70年代。1970年我国研制的第一套综采成套设备在大同矿务局投入工业性试验。1973至1979年我国先后从国外引进了一批先进的综采设备，通过消化吸收和大规模生产应用，有力地推动了综采整体技术的提高和发展。20世纪80年代，我国综合机械化采煤技术逐步成熟，进入全面推广应用阶段。随着煤矿开采技术进步和采煤装备的发展，采煤机械化水平不断提高。2000年国有重点煤矿采煤机械化程度达到74.4%，综采机械化程度达到56.7%，全国近240个综采工作面共生产煤炭2.3亿t。国有重点煤矿全员效率从
15、“七五”末的1.22t/工提高到了2000年的2.526t/工，2000年全国综采创百万吨队的个数达78个，百万吨综采队产量占国有重点煤矿综采总产量的56.45%。其它Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.采煤引起的顶板事故综述煤层开采后必然引起岩体向采空区内移动，形成矿山压力显现，引起采场和巷道顶板的下沉、垮落和来压，甚至引发冲击矿压等强烈的矿压显现，危及井下人员和设备的安全，需要采取适当的支护措施等维护采场的生产安全。 由于冒顶事故引起的人员伤亡，一直占据煤矿各类伤亡事故的首位。1990年前，
16、煤矿冒顶事故死亡人数占全部事故死亡人数的45%，随着支护技术的进步，这一比例下降到35%。随着开采深度不断增加，冲击矿压问题也日益严重。 同时由于开采引起地表沉降、建筑物、水系、交通道路、农田破坏等现象也十分严重。2002年全国共发生顶板事故2364起，共死亡2766人，分别占事故次数和死亡人数的50.71%和34.69%。2003年发生顶板事故2040起，死亡2366人，同比增长71起、10人。美国由于顶板事故造成的死亡事故占了所有地下死亡的70%。 锚杆支护巷道带来巨大效益的同时（支护成本低、巷道掘进速度快、对工作面推进速度影响小），也难以发现和预报锚杆巷道的冒顶事故，尤其是以偏盖全、以点
17、代面、近期在锚杆巷道的支护方法和施工质量的要求上出现偏差等，导致煤巷锚杆支护巷道顶板事故越来越多。据调查，我国很多大型矿业集团煤巷锚杆支护巷道每年都发生38次的冒顶事故，人员伤亡事故也屡有发生。很多冒顶事故虽然造成人员伤亡，但是这种无伤亡冒顶事故的大量出现给煤矿的正常生产和井下人员的安全造成了极大的威胁。据统计，国内冒顶事故伤亡次数与二级以上非伤亡事故数的比例为1：19.3，国外为1：29。 （5）矿压研究与岩石力学的关系虽然人类与岩石打交道已有数百万年,且真正意义上的建造岩石工程也有数千年,但作为指导岩石工程构筑的最基础理论岩石力学的创立,至今却只有40余年的时间.二十世纪四十年代末,第二次
18、世界大战结束,各国水利、交通、建筑、和矿业工程进入大规模开发和建设时期,极大地促进了岩石工程基础理论研究,到了五十年代,前苏联、法国等国家逐渐开始借助于土力学、弹性力学和工程地质学等理论,编写了岩石力学的专门著作。 1950年,前苏联的里涅耐特编写了岩石力学导论一书,书中利用了弹性力学理论求解岩石工程问题.法国的塔罗布尔于1957、1958年先后编著的岩石力学和岩石力学在土木工程中的应用两书正式出版,较系统地介绍了岩石力学研究的理论、方法和重要意义,1956年美国的科罗拉多矿业学院首次为本科生(采矿专业)开设了岩石力学课程.五十年代完成了岩石力学作为一门独立学科的创立过程. 1962年在奥地利
19、萨尔茨堡成立了“国际岩石力学学会” (International society of Rock Mechanics, i.e. ISRM),并于1966年开始每四年举行一次国际岩石力学大会,从此岩石力学进入到了迅速发展阶段.至今已形成了很多学术观点,甚至学派,如以重视节理裂隙为主的奥地利学派,注重理论分析的法国学派等.今天,岩石力学的研究更加多样化、复杂化和深澳,很多学科渗入到了岩石力学领域,如断裂力学、损伤力学、分形几何、分叉、混沌、突变理论、协同论等,但作为以工程应用为主的研究者和实践者来说,必须注重岩石工程的实质,且适当建立帖切实际的理论模型,引用较成熟的相关学科成果,进行符合实际的分
20、析和研究,只有这样,才能使岩石力学真正地服务于工程.在目前岩石力学与工程的众多研究方向中,有一个非常重要且有前途的研究方向,事实上矿山压力及其围岩控制就是岩石力学的一个分支。随着工作面推进还可能形成四、五不同数量岩块的咬合平衡，直到岩块间的咬合关系不能满足平衡关系为止。此时，老顶的失稳将对工作面带来严重的矿山压力显现，甚至危及生产和人身安全，形成老顶的初次来压。 初次来压是工作面矿山压力显现的重要现象，衡量其指标是来压强度和初次来压步距，顶板坚硬、直接顶薄的工作面初次来压强度大、来压步距大。 初次来压特征：老顶初次来压比较突然。来压前回采工作空间上方的顶板压力比较小。因而往往容易使人疏忽大意。
21、初次来压时，老顶垮距比较大，影响的范围也比较广，工作面易出现事故。 老顶初次来压对工作面的影响较大，因此必须掌握初次来压步距的大小，以便及时采取对策。在来压期间，必须加强支架的支撑力，尤其要加强支架的稳定性。一般可以采用木垛、斜撑等特种支架加强回采工作空间的支护。 A 老顶来压前，回采工作面的顶板压力并不大。但煤壁内的支承压力却达到了这种情况下的最大值。所以，煤帮的变形与塌落（片帮），常常是预示工作面顶板来压的一个重要标志。B 随着回采工作面的推进，在老顶初次来压以后，裂隙带岩层形成的结构，将始终经历“稳定-失稳-再稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。由于结构的失稳导致了工作面顶板的来
22、压。这种来压也将随着工作面的推进而呈周期性出现。因此，由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。C 周期来压的主要表现形式是：顶板下沉速度急剧增加，顶板的下沉量变大；支柱所受的载荷普遍增加；有时还可能引起煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。如果支柱参数选择不合适或者单体支柱稳定性较差，则可能导致局部冒顶、甚至顶板沿工作面切落等事故。（2）分层开采时的矿山压力显现的基本规律由于在第一分层回采时顶板岩层已经历了一次悬露、破裂、折断和垮落的过程，完整性受到了破坏；因此，下分层工作面的老顶来压将会显著减弱或者不再显现，即通常所说的在回采顶分层时可能出现“动压”，而
23、在回采下分层时则主要表现为“静压”。其基本表现为老顶来压步距小，强度低; 支架载荷变小; 顶板下沉量变大。预采顶分层（8413）和一次采全高（8415）轻放面矿山压力显现比较初次来压周期来压平均初撑力/KN工作阻力/KN步距/m增载系数步距/m增载系数8413面26281.22781.081.20133214388415面26281.378101.111.2811181305顶煤的冒落形态 顶煤的冒落角越大，说明顶煤的破碎越充分，易于顶煤的放出。当顶煤的冒落角小时，甚至在采空区出现悬臂时，说明顶煤破碎不充分，将有一部分顶煤冒落在采空区，而且冒落的块度大，不利于顶煤放出与回收。 坚硬煤层（f3）
24、： 冒落角小于60； 中硬煤层（f=13）：冒落角介于60 80；软煤层（f1）， 冒落角大于90;极软煤层（f0.5），无法分辨软煤层顶煤的冒落边界，不宜用冒落角指标（4）顶煤流动与放出的散体介质流理论 提出了顶煤运移的散体介质流理论并用于确定放煤参数。顶煤与直接顶在工作面上方已经形成散体，在由顶煤与顶板组成的复合散体介质中，支架放煤口成为了介质流动和释放介质颗粒间作用应力的边界，支架的上部和后部的散体会以阻力最小的路径逐渐向放煤口处移动，形成了类似于牵引流动的运动场（3）按防止老顶沿工作面切落或发生台阶下沉来估算老顶载荷坚硬顶板地区，或经常发生老顶切落或台阶下沉的地区（4）实测法按相关工作
25、面实际观测到的顶板压力对新工作面进行估算，或者通过模拟试验、数值计算等估算。第五篇 采场顶板支护方式1、顶板分类方案及其指标直接顶分类指标及参考指标类别1类不稳定顶板2类中等稳定顶板3类稳定顶板4类非常稳定顶板1a1b2a2b基本指标r44 r88 r1212 r1818 r2828 r50岩性和结构特征泥岩、泥页岩、节理裂隙发育或松软泥岩、炭质泥岩、节理裂隙发育致密泥岩、粉沙岩、砂质泥岩、炭质泥岩、节理裂隙不发育砂岩、石灰岩、节理裂隙很少致密砂岩、石灰岩、节理裂隙极少老顶分级指标老顶分级IIIIIIIV老顶来压显现不明显明显强烈非常强烈IVaIVb分级指标Pe 895895 Pe975975
26、Pe10751075 r1145 r1145Pe是老顶初次来压当量，和老顶初次来压步距Lf、直接顶充填系数N、煤层采高hm有关系。 Pe=241.3ln(Lf)-15.5N+52.6hm ,KPa hi/hm hi是直接顶厚度，m2、采场支架类型与力学特性支架性能：指支架的支撑力与支架可缩量的关系。常用PS曲线表示。支柱的撑力：支柱对顶板的主动作用力；支柱的工作阻力：支柱受顶板压力作用而反映出来的力；初撑力：支架支设时，支架对顶板的主动支撑力，液压支柱时，由泵站压力定；始动阻力P0：在顶板压力下，活柱开始下缩的瞬间，支柱上所反映出来的力；初工作阻力P1：在支架性能曲线中，工作阻力由急剧增长转为
27、缓慢增长的转折点处的工作阻力； 最大工作阻力P2：支柱所能承受的最大负载能力，又称额定工作阻力。目前所使用的工作特性有如下几种： P000P0P2S/mmP/KNP0P2S/mmP/KNNP0P1P2S/mmP/KNP0急增阻式微增阻式恒阻式第六篇 顶板事故的致因及防治1、 采场顶板事故的致因及防治1.1顶板事故分类按冒顶范围可将顶板事故分为局部冒顶和大型冒顶两类。 局部冒顶是指范围不大，有时仅在35支架范围内，伤亡人数不多(12人)的冒顶，常发生在靠近煤壁附近、采场两端以及放顶线附近。实际煤矿生产中，局部冒顶事故的次数远多于大型冒顶事故，约占采场冒顶事故的70%，总的危害比较大。 大型冒顶是
28、指范围较大，伤亡人数较多（每次死亡3人以上）的冒顶。（2）采场两端的局部冒顶（1）单体支柱工作面原因：两端机头机尾处，暴露的空间大; 支承压力集中; 巷道提前掘进; 引发了巷道周边的变形与破坏。经常要进行机头机尾的移置工作，拆除老支柱支设新支柱时，碎顶可能进一步松动冒落。随着回采工作面的推进，要拆掉原巷道支架的一个棚腿，换用抬棚支承棚梁，在这一拆一支之间，碎顶也可能冒落。预防：在机头机尾处各应用四对一梁三柱的钢梁抬棚支护（即四对八梁支护），每对抬棚随机头机尾的推移迈步前移；或在机头机尾处采用双楔铰接顶梁支护。在工作面巷道相连处，宜用一对抬棚迈步前移，托住原巷道支架的棚梁。此外，在采场两端还可以
29、采用十字铰接顶梁支护系统以防漏冒。在超前工作面10米以内，巷道支架应加双中心柱，超前工作面1020米，巷道支架应加单中心柱以预防冒顶。（2）综采工作面 如果工作面两端没有应用端头支架，则在工作面与巷道相连处，需用一对迈步抬棚。此外，超前工作面20米内的巷道支架也应以中心柱加强。当顶板中存在被断层、裂隙、层理等切割而形成的大块游离岩块时，回柱后游离岩块就会旋转，可能推倒采场支架导致发生局部冒顶，在金属网假顶下回柱放顶时，由于网上有大块游离岩块，也可能会发生上述的因游离岩块旋转而推倒支架的局部冒顶。预防措施：第一，加强地质及观察工作，记载大岩块的位置及尺寸；第二，在大岩块范围内用木垛等加强支护；第
30、三，当大岩块沿工作面推进方向的长度超过一次放顶步距离时，在大岩块的范围内要延长控顶距；第四，如果工作面用的是单体金属支柱，在大岩块范围内要用木支架替换金属支架；第五，待大岩块全部都处在放顶线以外的采空区时，再用绞车回木支柱。（4） 地质破坏带附近的局部冒顶地质破坏带及附近的顶板裂隙发育、破碎，断层面间多充以粉状或泥状物；断层面都比较尖滑,使上、下盘之间的岩石无粘结力,尤其是断层面成为导水裂隙时，更是彼此分离。单体支柱工作面如果遇到垂直于工作面或斜交于工作面的断层时，在顶板活动过程中，断层附近破断岩块可能顺断层面下滑。从而推倒工作面支架，造成局部冒顶。 为预防这类顶板事故，应在断层两侧加设木垛加
31、强维护，并迎着岩块可能滑下的方向支设戗棚或戗柱。 对于有些综采工作面，高档普采和普采工作面，回采过程中，煤壁的前方顶板和煤层特别破碎，为保证正常割煤，不漏矸子，可采用全楔式木锚杆。当断层处的顶板特别破碎，用锚杆锚固的效果不佳时，可采用注入法，将较多的树脂注入大量的煤岩裂隙中，进行预加固。预防措施1.采场支架的支撑力应能平衡垮落带直接顶及老顶岩层的重量;2.采场支架的初撑力应能保证直接顶与老顶之间不离层;3.采场支架的可缩量应能满足裂隙带老顶下沉的要求;4.遇到平行工作面的断层时 （1）如果工作面支护是单体支柱，当断层刚露出煤壁时，在断层范围内就要及时加强工作面支护（最好用木垛），不得采用正常回
32、柱法; 要扩大控顶距，并用木支柱替换金属支柱，待断层进到采空区后再回柱; （2）如果工作面支护是液压自移支架，若支架的工作阻力有较大的富裕，则工作面可以正常推进，若支架的工作阻力没有太大的富裕，则应考虑使工作面与断层斜交或在采空区挑顶的措施过断层。（2） 厚层难冒顶板大面积冒顶发生的条件：整体厚层硬岩层顶板（如砂岩、砂砾岩、砾岩等其分层厚度大于56米）时，它们要悬露几千平方米、几万平方米，甚至十几万平方米才冒落。这样大面积的顶板在极短时间内冒落下来，不仅由于重量的作用会产生严重的冲击破坏力，而且更严重的是会把已采空间的空气瞬时挤出，形成巨大的暴风，破坏力极强。预兆：顶板断裂声响的频率和音响增大
33、；煤帮有明显受压与片帮现象；底板出现底鼓或沿煤柱附近的底板发生裂缝；上下平巷超前压力较明显；工作面中支柱载荷和顶板下沉速度明显增大；有时采空区顶板发生裂缝或淋水加大。探测方法：可以用微震仪、地音仪和超声波地层应力仪等进行预测，厚层坚硬岩层的破坏过程，长的在冒顶前几十天就出现声响和其他异常现象，短的在冒顶前几天，甚至几小时也会出现预兆，因此，根据仪器测量的结果，再结合历次冒顶预兆的特征，可以对大面积冒顶进行较准确的预报，避免造成灾害。预防漏垮型冒顶的措施：选用合适的支柱，使工作面支护系统有足够的支撑力与可缩量；顶板必须背严实；严禁放炮、移溜等工序弄倒支架，防止出现局部冒顶。预防措施1.应用伪俯斜
34、工作面并使垂直工作面方向的向下倾角达46; 2.掘进上下顺槽时不破坏复合顶板; 3.工作面初采时不要反推; 4.控制采高，使软岩层冒落后能超过采高; 5.尽量避免上下顺槽与工作面斜交; 6.灵活地应用戗柱戗棚，使它们迎着六面体可能推移的方向支设; 7.在开切眼附近于控顶区内，系统地布置树脂锚杆; 但是，在采用这个措施时应考虑采场中打锚杆钻孔的可能性和顶板硬岩层折断垮落时，由于没有已垮落软岩层作垫层，来压是否会过于强烈。除上述措施外，还有两条应该采用的。第一，在使用摩擦支柱和金属铰接顶梁的回采工作面中，用拉钩式连接器把每排支柱从工作面上端至工作面下端连接起来，由于在走向上支架已由铰接顶梁连成一体
35、，这就在采场中组成了一个稳定的可以阻止六面体下推的“整体支架”。第二，必须提高单体支柱的初撑力，使初撑力不仅能支承住顶板下位软岩层，而且能把软岩层贴紧硬岩层，让其间的摩擦力足够阻止软岩层下滑，从而支架本身也能稳定。）钻孔、锚杆、树脂卷直径进行合理匹配研究结果：1）我国目前条件下煤巷锚杆钻孔直径应采用28mm，而不宜采用大于33mm的钻孔直径。2）为了使锚杆获得最大锚固力，并且能够顺利安装，当使用无纵筋左旋螺纹钢锚杆时钻孔直径与锚杆直径之差应在4-10mm之间，最佳值为5-6mm；当使用带纵筋螺纹钢筋锚杆时钻孔直径与锚杆直径之差应在6-12mm之间，最佳值为7-8mm。3）由于在全长锚固和钻孔直径一定的情况下，锚杆直径由14mm加大到22mm后锚杆的锚固力提高了147%，但是锚固成本仅增加了13%，因此，适当地加大锚杆杆体直径在技术和经济上是十分有利的。4）采用”三径”合理匹配后，可以大大提高锚杆的锚固力，改善锚杆对围岩的支护效果，增加锚杆支护煤巷的稳定性和可靠性，同时也取得良好的技术经济效益。
