破碎頂板

破碎頂板是指岩層強度低、節理裂隙發育、整體性差、自穩能力低，在工作面控制區範圍內維護困難的頂板。破碎頂板極易發生漏垮型局部冒頂事故，給安全生產帶來許多不利因素。局部冒頂範圍雖然較小，有時不過在1-2或3-5架支架範圍內，但它所占的冒頂死亡事故的比例卻很大，在人們的習慣認識上稱局部冒頂事故為“零打碎敲”事故，正因為這樣，往往容易被忽視。

中文名稱	破碎頂板
英文名稱	fractured roof;friable roof
定　　義	岩層節理裂隙十分發育、整體強度差、自穩能力低的頂板。
套用學科	煤炭科技（一級學科），煤礦開採（二級學科），礦山壓力與岩層控制（三級學科）

基本介紹

• 中文名：破碎頂板
• 外文名：Broken roof
• 影響：造成冒頂事故
• 學科：礦業工程

破碎頂板冒頂的機理及規律

破碎頂板多發生在斷層帶、褶曲、節理裂隙穿舊巷隙的地段，由於以上地質構造的存在造成該處的頂板下沉和節理裂隙的發育較嚴重，岩塊十分破碎，主要表現在頂煤或頂板強度較低，在礦山壓力的作用下極易斷裂折斷，有時頂板表現為較碎的幾米直徑的塊狀，甚至粉末狀。

（1）由於地質變動過程中岩層受拉或擠壓、受剪下力的作用將岩層切斷形成斷層，破壞了頂板的完整性，使斷裂面附近頂板裂隙發育、破碎，斷層面間多充以粉狀或泥狀物，斷層面比較光滑，使上、下盤間的岩石無粘結力，尤其是斷層面成為導水裂隙時，更是彼此分離而且構造應力和殘餘應力改變了原岩的應力場分布和應力的大小，因此，斷層附近容易發生局部冒頂，而且改變了初次放頂、初次來壓、周期來壓步距，使頂板管理失去了規律性。

（2）由於地殼運動使地層岩石不再能承受住水平壓力而出現褶曲，使褶曲內的構造應力和殘餘應力影響到原岩層應力場的分布和應力的大小，容易在背斜和向斜區域聚集大量的彈性能。特別是小褶曲在受采動影響時，使頂板局部破碎，垮落的破碎岩石易推倒支架，引起局部冒頂。

（3）由於煤層受擠壓作用的影響，使擠壓的煤、岩層變薄，而且頂板擠壓後會形成許多節理、裂隙滑動面，使頂板大多變的非常破碎，工作面在經過破碎面時，容易造成局部冒頂。由於原生或構造的影響，使煤、岩層存在大量的節理、裂隙，這些節理、裂隙使頂板形成了單獨、孤立的“人字形”、“草帽花”、“鍋底石”等形狀的岩塊，由於其單獨和孤立性，容易脫落造成局部冒頂，甚至有時把支架推倒，造成大冒頂。原生或構造裂隙因與工作面的位置關係不同而會造成不同的冒頂事故，主要是節理裂隙面與工作面線的關係不同而造成傘檐、探頭煤、頂板下沉、水平移動、台階錯動，特別是在頂板具有含水層或老塘積水條件下，傾向煤層的斜裂隙使回採空間淋水增加，降低了直接頂的岩石強度，從而造成工作面片幫、局部冒頂，甚至造成大面積推倒棚的冒頂事故。

主要特點

破碎頂板的主要特點就是其破碎性。破碎頂板允許暴露的時間較短，暴露面積小，如得不到及時支護易發生漏頂事故，如得不到及時有效地控制，漏頂範圍越來越大，造成較大的冒頂事故，為了防止破碎頂板發生漏跨型災害，必須在局部發生以前就要妥善地控制住頂板，使其不形成薄弱環節或者在發生局部漏頂以後及時加以封堵，加強支護、限制局部漏頂的面積進一步擴大。為此，根據破碎頂板的冒頂機理規律，防止局部冒頂事故的發生，必須採取有針對性的措施。

管理措施

（1）加強生產地質工作，在工作面回採前必須提供詳細的地質說明書，包括工作面地質構造變化、斷層產狀、褶曲和破碎帶、節理裂隙、水的情況。

（2）採區技術員和主管工程師在回採過程中，必須及時掌握工作面的斷層的性質、小褶曲的構造、頂板岩性、破碎帶等實際情況，預測可能冒頂的範圍、性質，並制定切實可行的、有針對性的措施。

（3）加強職工培訓教育，使職工充分認識到局部冒頂的危害及加強工程質量的重要性。要求將工作做得很細，對采、支、回等主要工種人員要反覆進行局部冒頂機理的教育，要總結防止局部冒頂的經驗，把局部冒頂事故的發生控制在最小的範圍。

（4）加強循環進度和作業工序管理。單體支柱工作面，由於支護阻力較小，頂底板移近量大，在我礦工作面日進2米和2天進1米的頂板破碎狀況就有明顯差別，只要達到日進2米，就很大程度的改善了頂板狀況，保證了頂板的完整性。在作業工序上，保證落煤和放頂不同時進行，杜絕因放頂與落煤同時進行而造成局部冒頂。

（5）節理裂隙發育的鑲嵌形頂板，大多發生煤壁側，時間大多在放炮後，在永久支架尚未建立的空頂階段內，因此，我礦採用超前掛梁、提前打探板等方法，縮短梁端至煤壁的距離來控制局部冒頂。

（6）及時超前支護、插背嚴實處理局部空頂（空洞）來防止冒頂及抽冒，當直接頂因頂板破碎、疏鬆而冒頂形成空洞時，要及時在空頂區域架設木垛、插背嚴實。