采煤顶板风险辨识评估报告

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2017 年度采煤专业顶板风险辨识

目录

一、确定评估的风险对象 ----------- ---------- 2 二、评估小组的构成 ---------------- --------- 2 三、评估对象的基本情况描述 ---------- ------- 3 四、识别评估对象面临的各种风险因素五、风险至灾因素的分析六、确定风险等级七、制定管控措施八、专业风险辨识清单说明 ----------- 5 ----------------------- 7 ----------------------------- 11 ----------------------------- 12 ------------ ------- 15

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一、确定评估的风险对象

本评估报告依据《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法（试 行）》相关要求、《2017 年采煤工程衔接安排》及正在施工的工作面情 况，对回采在生产过程中可能存在的顶板风险因素进行分析，确定风 险因素导致事故造成损失的严重程度和风险等级，并制定管控措施。 据统计，以往煤矿生产过程中所发生的事故，近八成是由于工作面顶 板所引发。而大部分事故发生，是由于煤矿企业的相关管理者对顶板 管理不完善所导致的，另有一部分事故起初仅仅是由于一个小的疏漏 蔓延而成，如果管理及时，完全可以避免，由于本矿井是复采对于顶 板的管理更为重要。为了更好的对采煤巷道顶板风险进行管理，本次 风险辨识评估的对象为大窑沟矿采煤巷道顶板。

、 评估小组的构成 评估小组构成 姓名 职务 矿长 生产副矿长 总工程师 职称 高级工程师 评估人员 签字 评估小组组长 王福春 张瑞良 梁维江 工程师 工程师 康友谊 生产副总工程师 评估小组成员 杨万柱 采煤主管工程师 刘光田 程立军 宋宝军 采一区区长 采二区区长 采三区区长 2

工程师 工程师 工程师 助理工程师 助理工程师 三、 评估对象的基本情况描述

2017 年大窑沟矿井主要开采煤层为 8 煤层。

矿井一季度回采工作面为： -600 西一区 -570 阶段西翼工作面；

-600 东三区 -595 阶段西翼； -800 西一区 -775 阶段西翼；

矿井二季度回采工作面为： -600 西一区 -570 阶段西翼工作面；

-600 东三区 -495 阶段东翼； -800 西一区 -775 阶段西翼； -800

西一区 -775 阶段东翼；

矿井三季度回采工作面为： -600 西一区 -570 阶段东翼工作面；

-600 东三区 -495 阶段西翼工作面； -1000 东二区 -850 阶段东翼工

作面； -800 西一区 -800 阶段西翼工作面；

矿井四季度回采工作面： -600 西一区 -595 阶段西翼工作面： -

1000 东二区 -850 阶段东翼工作面； -800 西一区 -800 阶段西翼工

作面； 17 年回采各煤层顶底板岩性基本特征如下：附图

17 年计划回采工作面基本情况介绍：

-600 西一区工作面：本采区位于大窑沟井田西翼，西起 13#勘探

线西 215m，东至 15#勘探线西 30m，平均煤层走向长 580m，本次设计 开采上限标高 -494m、下限标高 -590m、垂高 96m，煤层平均倾角

67 ° 于 1999 年已采完，通过煤巷实际揭露，一、二石门煤层较薄，

下部煤 层赋存较稳定，煤厚平均厚度 5.0m。上部为 -450 西一、二区已采完， 下部为 -800 西二区已采完， 东部为 -600 采区已采完， 西部为 -600 西二区。从已揭露的地质资料综合分析得知，本采区

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东、西翼分别受

一组斜交逆断层影响，其中：西翼断层走向 N8°、倾角 68°、断距 2 至 5m；东翼断层走向 N25°、倾角 74 °、断距 3 至 5m。对采掘巷道布 置有一定影响。

-600 东三区工作面：本采区位于大窑沟井田东翼，西起 23#勘探

线西 140m，东至 24#勘探线东 220m。平均煤层走向长 350m，开采上限 标高 -470m、下限标高 -591m、垂高 121m，煤层平均倾角 47°上部为

-450 东三区及东四区已采完， 下部为 -800 东二区已采完， 东部为 -600 东四 区已采完，西部为本水平东二区已复采完。本采区首采时间为 1995 年，结束时间为 2000 年，通过煤巷实际揭露， 本采区煤层局部

受火成 岩侵蚀较严重，煤厚 5.0m 至 14m，平均厚度 7.6m。从已揭露的地质资 料综合分析得知，本采区煤层赋存不稳定，二石门以上煤层受火成岩 侵蚀较严重，造成煤层变薄。

-800 西一区工作面：本采区位于大窑沟井田东翼，西起 18#勘探

线，东至 20#勘探线东 75m。平均煤层走向长 570m，开采上限标高 -

650m、 下限标高 -795m、垂高 145m，煤层平均倾角 57°上部为 -600

东一区及 -600 东二区西翼已采完，下部为 -1000 东一、东二区现正在开采，东 部为 -800 东一区已采完，西部为采区隔离煤柱。本采区于

2007 年已 采完，通过煤巷实际揭露，本采区煤层赋存较稳定，煤厚平

均厚度 8.0m。从已揭露的地质资料综合分析得知，本采区煤层赋存较稳定， 对采掘影响不大。本采区煤层无火成岩侵入。

-1000 东二区工作面：本采区位于大窑沟井田东翼，西起 20 号勘

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探线西 48 米，东到 22 号勘探线，设计煤层平均走向长 580 米。设计 煤层开采上限 -800 ，开采下限 -1000 ，垂高 200 米，煤层平均倾角

67° 上部为五水平西一区、五水平东一区已采完 , 东部为六水平东三

区 , 西 部为本水平东一区现正在一石门西翼煤掘 , 下部无开拓工程。 上部已动 用采区为五水平西一区、 五水平东一区， 本采区上部煤层赋存较稳定， 煤质较好，煤层平均厚度在 2.5 米 ~7.7 米之间。根据上部采区实际揭 露，本阶段煤层赋存极不稳定，煤层产状变化非常大，西翼煤层平均 倾角 49°，东翼煤层平均倾角 86°。

四、 识别评估对象面临的顶板风险因素 由于是复采煤层，煤层破碎不稳定。在掘进工作面生产过程中， 采场和巷道围岩会在地应力作用下发生变形或破坏，所造成的危害主 要表现为顶板离层、底鼓、帮鼓、片帮、支架变形破坏、局部冒顶等。

(一)、采煤工作面施工过程中的顶板隐患辨识与分析

1. 井下采煤工作面顶板事故的主要类型分析 井下采煤工作面的顶板

事故主要有以下几种类型：

(1) 推垮型冒顶事故。这类顶板事故经常会出现在煤矿生产过程

中，特别是在工作面开采的初期，这也是煤矿企业防治采煤工作面顶 板事故的重点所在；

(2) 漏垮型冒顶事故。这类事故主要发生在采煤工作面破碎顶板

中，必须要采取有效顶板控制技术对这类顶板事故 ;

(3) 冲垮型冒顶事故。这类事故主要是发生在回采过程中，工作 面

如有巨石块掉下， 将会沿倾斜滑向放货口， 将支架及特殊支架冲倒，

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造成顶板事故；

2. 发生顶板事故的管理因素

顶板事故是煤矿在生产过程中常见的多发事故，且多发生在采掘 工作面。有短距离局部顶板冒落事故，也有长距离大面积顶板冒落的 恶性事故。从我国煤矿顶板事故案例的统计分析可见，顶板管理方面 主要原因有：

支护质量不符合要求； (1)

(2) 安全管理差；

(3) 对地质情况、地应力等了解掌握不够；

对顶板性质及其变化不能有效及时的掌(4)

握；

(5) 采掘工艺参数不科学等。

3. 顶板控制危险性分析

顶板在采场支撑系统中的地位：顶板和底板是支架能够发挥支撑 力的两个基础，任何一个出现问题，支撑系统就不能正常工作，任何 一个的刚度发生变化，就会影响整个系统的支撑刚度。由底板引发的 顶板事故发生过多起，因此“控顶必先控底”是顶板控制的一条重要 原则。

顶板事故分析：顶板事故主要有两类：一是支架引起支护系统失 稳发生的事故，二是顶板自身在重力作用下滑动而发生的事故。

4. 采高和控顶距

采高和工作面走向跨度与煤层的赋存条件和工作面所用的工艺方 式有关。采高越大，工作面走向跨度越大，顶板压力越大，直接顶的 稳定性也降低，会增加支架的压力：放顶步距太大，采空区垮落的面

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积太大将易推倒支架。

（二）、回采工作面收尾过程中的顶板隐患辨识与分析

1. 工作面回采末期及收尾期间顶板稳定程度。

工作面收尾期间的顶板稳定程度可极大影响收尾质量和工作面回 撤期间的安全管理，特别是收尾定位位置要合理选择本煤层相对稳定 且不受其他工作面回采影响的地段，如收尾位置位于上附煤层的隔离 煤柱或断层多发地段则势必影响顶板支护安全，因此工作面收尾回撤 要根据停采线附近的煤层稳定情况合理选择。

2. 施工单位的收尾方案和工程质量。

工作面准备收尾期间，施工单位要根据工作面地质条件和设备布 置制定安全有效的收尾方案以及高标准的工程质量，施工中对各个环 节都应严格把关。

3. 翻替棚的现场操作管理

工作面进行翻替棚工作时必须先对周围顶板支护情况要进行排查 观察金属支架及顶板的情况，翻替棚顺序必须是由里向外逐架进行， 架设和拆除金属支架时，在一架未完工前不得终止工作。必须严格执 行先给木棚后拆除铁棚的原则，并预刹好帮顶。新给木支护巷道断面 要符合要求。金属支架替除后及时接顶封帮，帮、顶刹严刹实，保证 作业地点的安全。翻替棚的操作方法和现场管理对顶板管理工作十分 有利。

五、风险至灾因素的分析

（一）、利用作业条件危险性评估法对采煤系统进行分析如下：

危险程 度 地点 危险有害因素 L E C D=LEC 7

煤层倾角大，运输顺槽自掘小道 一区工 或翻棚易发生冒顶危险。 作面 运输顺槽自掘小道或翻棚，支架 三区工 上方漏顶，造成支架失稳。 作面 煤层再生胶结充分， 局部压力-800 西 一区工 大， 造成支架变形，背帮背顶支作面 护易 损坏。 -600 西 1 3 15 45 一般危 险 1 6 7 21 一般危 险 -600 东 1 2 15 30 一般危 险 -1000 东煤质坚硬难冒，工作面面积大， 二区 工大块岩石易冲击放货口支护。 作面 1 3 15 45 一般危 险 1. 顶板来压、破碎冒落： (1) 找掉不及时、找掉不彻底；

(2) 没进行超前支护、支护滞后、空顶作业、控顶距离过大； (3) 过断层、地质构造期间没有按制定专项措施落实。

(4) 过老巷、 贯通老巷、 回采巷道贯通等没有按制定专项措施落

实。 造成找掉片帮伤人，冒顶掩埋等事故。

2. 采煤工作面易发生大面积顶板事故的地点： (1) 反井附近；

(2) 地质破坏带(断层、褶曲等)附近； (3) 老巷附近。由于老巷顶板被破坏；

(4) 倾角大的地段。这些地段由于重力作用，大岩块沿倾斜下滑力

大；

(5) 顶板岩层淋水段。顶板岩层含水使顶板裂隙容易张开或沿裂隙 面

滑动；

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(6) 局部冒顶区附近。由于局部冒顶破坏了顶板的完整性，引起了 顶

板压力的变化，因而可导致大冒顶。

3. 采煤工作面冒顶事故的一般规律： (1) 局部冒顶比大面积冒顶发生次数频繁； (2) 初次来压阶段比正常回采冒顶次数多；

(3) 地质破碎带是采煤工作面冒顶事故的多发地点；

(4) 落煤时(放炮落煤) ；开工、快下班时，是采煤工作面冒顶

事故的多发时间；

(5) 隐蔽工程或工程质量低劣是重大冒顶事故的祸根；

(6) 图省事、怕麻烦、撞大运、不在乎、麻痹大意、违章指挥、违 章

作业、安全第一思想不牢是发生事故的根源。

通过对 2017 年回采衔接工作面冒顶片帮至灾因素分析， 冒顶片帮 事故是煤矿中最常见的事故。在顶板事故中，主要是回采工作面、维 修巷道的冒顶事故，它的发生频率高，相对危险系数较大。

冒顶片帮顶板事故危险、有害因素的分析，采用“作业条件危险 性评价法”对工作面发生冒顶事故的危险程度进行评价。

顶板来压、破碎冒落危险等级Ⅰ级，属一般危险；巷道失修漏垮 型冒顶等级Ⅰ级，属可能危险；其它地点危险等级也为Ⅰ级，属可能 危险。

综上， 2017 回采工作面发生冒顶片帮顶板事故的危险等级为Ⅰ 级，属可以承受风险

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序号 易发生冒顶事故的 场所 L E C D=LEC 等级 危险程度 1 顶板来压、破碎冒 落 1 2 15 30 Ⅰ 一般危险 一般危 Ⅰ 险 Ⅰ 一般危险 2 3 巷道失修漏垮型冒 顶 其它地点 1 1 6 1 7 15 42 15 （二）、利用作业条件危险性评估法对安拆工作面顶板分析如下： 冒顶片帮事故是煤矿中最常见的事故。在工作面顶板事故中尽管 冒顶一次伤亡人数不多， 可是由于它的发生频率高， 所以危险性较大。

2017 年的 -600 西一区工作面顶板存在不稳定因素， 煤层破碎有

可 能发生造成片帮垮落或小面积冒顶。小断层较发育，造成局部煤层反 倾对采掘有一定影响。 由于是复采煤层的影响， 有可能造成围岩破碎， 发生顶板事故，造成人员伤害，还可能造成通风巷道堵塞，造成通风 事故。收尾期间受原有采空区煤柱和本煤层回采影响，顶板多为破碎 状态、支护效果差等因素的影响可能发生冒顶事故，导致的巷道局部 冒顶风险。 -600 东三区由于煤层倾角比较缓，所以对采掘期间的顶板 影响不大，但局部受火成岩侵蚀较严重。 -800 西一区虽为复采但煤层 再生条件较好，顶板危险性较低。 -1000 东二区为原生煤层并且煤质 坚硬顶板稳定，不易发生顶板事故。

通过对上述工作面顶底板危险、有害因素的分析，采用“作业条 件危险性评价法”对工作面发生冒顶事故的危险程度进行评价。 通过对

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上述工作面主要危险、有害因素的辨识分析，危险等级为 Ⅱ级， 属一般危险； 工作面回风顺槽、 运输顺槽冒顶危险等级为Ⅰ级， 属可能危险。

序 易发生冒顶事故的场 号 所 工作面放货口 L E C D=LEC 等级 危险程 度 1 0.5 6 15 45 Ⅰ 一般危 险 一般 2 反井口拉门点 掘进期间冒顶区域采 煤翻棚区域 断层构造带 1 6 7 42 Ⅰ 危险 3 0.5 6 15 45 Ⅰ 一般危 险 0.5 6 15 45 Ⅰ 一般危 险 一般 Ⅰ 4 火成岩侵入区域 0.5 6 15 45 5 六、确定风险等级

危险 通过“作业条件危险性评价法” 对 2017 年回采工作面冒顶片帮顶 板事故进行评价，得出顶板事故的危险等级为Ⅰ级，属可以承受的风 险。

通过“作业条件危险性评价法” 对 2017 年安拆工作面冒顶片帮顶 板事故进行评价，得出顶板事故的危险等级为Ⅰ级，属可以承受的风

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险。

七、制定管控措施

（一）、工作面回采期间顶板管理安全技术措施

1. 回采工作面施工前编制作业规程和措施，确定施工工艺及支护 参

数，以回采工作面安全顺利施工。

2. 每周组织不少于一次顶板专项排查质量标准化验收工作，对检 查

出问题确定整改期限、负责人等，确工作面保支护质量合格有效。

3. 回采工作面施工期间加强顶板管理、 支护方式及防止冒顶措

施。

4. 过断层或顶板破碎带时，及时与地测科联系，根据断层性质、

落差和现场实际情况等制定专项有针对性措施；顶板冒落严重时要采 用撞楔法，严禁采用出货法施工。先由有经验的人员打好穿楔做好超 前控顶。控制好顶板后及时架设永久支架，并将冒空处打好木垛背实 接顶。根据现场情况，可适当缩小棚距施工。

5. 回采施工中必须严格执行“敲帮问顶，安全确认”制度；每班 开

工前、放炮后，班组长都要对作业地点的支护情况进行检查；班中 作业人员也要勤检查，发现顶空、支架变形等问题，必须由外向里逐 架处理好后， 才准开工；放炮后要及时进行临时支护， 严禁空顶作业； 过地质变化带时必须制定安全技术措施。巷道使用期间，发现巷道支 架变形、巷道掉渣时，必须及时进行处理。

6. 回采施工中，坚持“敲帮问顶，安全确认”制度。找掉时使用 专用的

找掉工具。现场由班组长指派有经验人员进行找掉工作并有一 名监护人

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员， 找掉时按由外向里， 先顶后帮的顺序进行， 将活矸找净。

7. 放货口放货时， 首先加固防货口对棚， 放货口附近 20m范围内

的支护要加强检查维护，帮顶必须刹严刹实撑木打齐打牢。

8. 进行戳棚腿和上梁等工作时， 施工人员严禁背对迎头， 必须在

有效或可靠支护范围内进行作业。

9. 回采时随时注意顶板变化， 如遇顶板压力突然增大时， 应及时

将迎头人员撤到安全地点，并汇报区领导、矿调度室，待制定具体措 施后再开工。

（二）、采煤工作面顶板管理安全技术措施

1. 一般规定 每班开工前，进入到工作地点必须执行“敲帮问顶、安

全确认” 制度。对工作面内支护情况进行一次全面检查，确认无安全隐患后方 可入内作业。如有失效要及时进行更换，对局部顶板压力较大的地段 及时处理。工作面放货口必须采用对棚支护保证支护完整，在放货口 20m 范围内要加强支护，必要时采用密集支护。运输顺槽棚距不得大 于 0.8m，超过时必须加备木棚，回风顺槽工作面以外 20m 范围内要采 用“一梁三柱”加强支护。在采煤作业期间设置专人随时注意观察顶 板状态，加强工作面顶板监测。发现有顶板垮落预兆和顶板压力突然 增大、片货频繁、支架有响动、帮鼓等顶板压力增大现象，应立即将 现场所有人员撤离至安全区域，并同时向有关单位汇报采取相应的有 效措施进行处理，待隐患排除后方可继续施工。每班结束作业后，由 现场班组长及时将工作面情况汇报给区队

2. 处理冒顶安全技术措施 工作面发生冒顶后，现场班长必须立即清

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点现场工作人员情况， 并汇报有关部门和当班跟班区长，待情况稳定后，根据现场实际采取 有效措施进行处理，要先对未冒顶区域进行加固支护，方可进行处理 冒顶工作，并确保后路畅通。现场由跟班区长组织处理冒顶工作，由 跟班区长现场指派一名有经验的人员进行找掉工作 , 找掉期间作业人 员作业时必须有人监护，监护人员要观察作业地点支护帮顶情况及作 业人员的的撤退路线，找掉使用专用找掉工具。冒顶距离较大时，采 用撞楔法进行施工，严禁采用出货法施工。穿楔要打到实处控制好顶 板，防止二次冒顶发生。待冒顶区域处理结束，顶板无隐患后，方可 继续回撤工作。

3. 其他安全技术措施

工作面施工人员严格按照标准工序及人员定额要求为 29 人，施工 中按照人员配置严禁其他无关人员进入施工范围。在阶段石门料场内 常备有 50 根穿楔等物料，以便发生冒顶时即及时处理。

（三）、回采期间工作面自掘小道顶板管理安全技术措施

1. 一般规定 每班开工前，进入到工作地点必须执行“敲帮问顶、

安全确认” 制度，对工作面内支护情况进行检查，及时将工作面的浮石、浮煤进 行找掉，确认安全后方可施工。自掘小道反井的断面按作业规程规定 的尺寸施工。反井拉门地点要避开原冒顶区或高顶区。反井内有人作 业时，下方要设专人监护。施工时，随时注意观察顶板情况，发现有 顶板压力突然增大等异常现象， 及时将现场所有人员撤离至安全区域， 待隐患排除后方可继续施工。反井拉门口附近的棚子要进行加固，保 证帮顶刹严刹实，撑木齐全牢固。码放垛盘要求不准留空顶，四周刹

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严刹实。

2. 处理冒顶安全技术措施

工作面发生冒顶后，现场班长必须立即清点现场工作人员情况， 并汇报有关部门和当班跟班区长，待情况稳定后，根据现场实际采取 有效措施进行处理，要先对未冒顶区域进行加固支护，方可进行处理 冒顶工作，并确保后路畅通。处理冒顶时，必须停止其他工作，待冒 顶区域处理结束无隐患后，方可继续工作。期间后路要清理好，时刻 保持安全畅通无阻。

3. 其他安全技术措施

工作面施工人员严格按照标准工序及人员定额要求为 29 人，施工 中按照人员配置严禁其他无关人员进入施工范围。在阶段石门料场内 常备有 50 根穿楔等物料，以便发生冒顶时即及时处理。

八、风险辨识清单

经《 2017 年度采煤专业顶板风险辨识评估报告》结果得知， 2017 年回采专业无重大安全风险。回采专业施工过程中，如遇特殊情况有 可能引发重特大事故时及时补充完善 《 2017 年度采煤专业顶板风险辨 识评估报告》及重大安全风险清单。

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8 煤层顶底板岩性特征

顶底 板名 称 老 顶 灰白色 粗、细砂 岩 直接 顶 浅灰色 粉、细砂 岩 伪 顶 深灰色 凝灰质基底式胶结，岩性粗 岩石 名称 平均厚 抗压强 抗拉强 度（m） 度 MPa 度 MPa 岩性特征 5.0 15.6 4.75 糙，颗粒不均匀，偶含科达 树化石及植物碎屑化石。 泥质胶结 , 水平层理发育， 3.0 48.2 5.75 有植物碎屑化石，含科达树 化石。 泥质胶结，水平层理发育， 0.5 粉砂岩 深灰及 直接 底 褐灰色 粉砂岩 浅灰色 粉、细砂 岩 2.07 划痕灰白色，含科达树及植 0. 物碎屑化石。（局部缺失） 泥质胶结，褐灰色划痕，含 1.9 3.16 0.63 植物碎屑化石。 老 底 5.8 5. 0.69 泥质及凝灰质胶结，含植物 碎屑化石。 16