第一節?? 頂板災害基礎知識
2007年3月至10月，長陽縣煤礦共發生各類死亡事故13起，死亡14人，其中頂板事故10起，死亡11人，分別占事故總起數和死亡總人數的71％?！ ?br />
長陽縣煤礦的頂板事故頻發率高于全國同類事故水平，一方面與長陽縣煤礦經常被停產有關，但最主要的是煤礦在安全管理上缺乏一定的力度，同時在安全培訓上有一定的欠缺，因而導致管理人員及工人的素質上存在不足?！ ?br />
下面就煤礦頂板事故及維修事故方面的防治講一講。
一、煤層的頂底板
煤層的頂底板是指煤系中位于煤層上下一定距離的巖層，按照沉積順序，在下常情況下，位于煤層之下，先于煤層生成的巖層是底板；位于煤層之上，在煤層形成之后的巖層叫頂板。由于沉積物質和沉積環境的差異，頂底板巖層性和厚度各不相同，在開采過程中破碎，冒落的情況也就不同，了解這些巖層的巖性特征、厚度、層理及節理發育程度，強度及含水性等，對確定頂板管理和巷道支護方式均有重要意義。
根據頂底板巖層相對煤層的位置和垮落性能，強度等特征的不同，從上至下頂板劃分為基本頂（老頂）、直接頂、偽頂三個部分；底板分為偽底、直接底及老底三個部分。不過，對于某個特定的煤層來說，其頂底板的這六個組成部分不一定發育俱全。可能缺失某一個或幾個組成部分的巖層。
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1、偽頂：是緊貼煤層之上的，極易隨煤炭的采出而同時垮落的較薄巖層，厚度一般為0.3m～0.5m,多由頁巖，炭質頁巖等組成。
2、直接頂：是直接位于偽頂或煤層（如無偽頂）之上巖層，常隨著回撤支架而垮落，厚度一般在1m～2m,多由泥巖、而巖、粉砂巖等較易垮落的巖石組成。
3、基本頂：又叫老頂，是位于直按頂之上或直接位于煤層這上（此時無直接頂和偽頂）的厚而堅硬的巖層。常在采空區上方懸露一段時間，直到達到相當面積之后才能垮落一次，通常由砂巖、礫巖、石灰巖等堅硬巖石的組成。
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1、偽底：直接位于煤層之下的薄層軟弱巖層，多為炭質頁巖或泥巖，厚度一般為0.2m～0.3m.
2、直接底：直接位于煤層之下硬度較低的巖層，厚度一般由幾十厘米到1米左右，通常由泥巖、頁巖或粘土巖。若直接底為粘土巖，則遇水后易膨脹，可能造成巷道底鼓與支架插底現象，輕者影響巷道運輸與工作面支護，重者可使巷道遭愛嚴重破壞。
3、老底：指位于直接底之下，比較堅硬的巖層，多為砂層，石灰巖等。
二、采煤工作面頂板分類
根據工作面頂板冒落的難易程度，將頂板分為五類。
1、易冒落的松軟頂板
該類頂板的特點是煤層頂板是易垮落的松軟巖層，回柱后頂板能立即冒落，且能填滿采空區。這類頂板由于冒落比較充分，使位于裂隙帶的老頂巖層，在回采過程中，很容易取得平衡，因而老頂的開裂，彎曲下沉，對工作面幾乎沒有什么影響，工作面來壓比較緩和，無明顯的周期壓力，靠采空區一側的頂板下沉量較穩定，頂板容易管理。
2、中等冒落性的頂板
該類頂板的特點是直接頂，厚度一般小于煤層平等的6～8倍，其上部為比較堅硬的老頂，雖然回柱后直接頂隨之垮落，但因厚度不大，不能填滿采空區，老頂則置于懸露狀態，當工作面推進一段距離后老頂才開始垮落，此時因采空區落差較大，致使工作面呈現周期來壓狀態，嚴重時可使采場切頂垮面。對于這類頂板應注意老頂的活動規律。
3、難冒落的堅硬頂板
這類頂板的特點是老頂直接賦于煤層之上，或有一偽頂，無直接頂，由于老頂垮時采空區的落差太大，使工作面呈現明顯的周期來壓，工作面平時的下沉量及下沉速度較小，而當周期來壓時下沉速度急劇增加，工作面頂板情況迅速惡化，應當注意及時采取措施。
4、極難冒落的堅硬頂板
這類頂板的特點是煤層板為極其堅硬的整體性厚巖層，在采空區能懸露上萬平方米而不垮落，當垮落時則能形成暴風，致使工作面造成垮面和嚴重破壞。
5、可塑性彎曲的頂板
該類頂板的特點是直接頂，雖是具有一定厚度的堅硬巖層（如砂巖、石灰巖），但由于其中存在有平行于工作面的節理裂隙，采煤后頂板下沉，在移動過程中斷裂成塊，但仍互相擠在一起具有傳遞水平的能力，就像“砌體梁”一樣，各巖塊互相牽制而成平衡，隨工作面推進頂板彎曲下沉接觸底板。
堅硬堅硬冒頂板指的是直接頂巖層比較完整、堅硬（固），回柱后頂板不能立即垮落的頂板。一般為砂巖、砂巖和石灰巖。堅硬難冒頂板具有整、厚、硬的性質。
第二節?? 堅硬難冒頂板災害防治
一、堅硬難冒頂板的主要特點
開采堅硬難冒頂板的煤層，采空區易形成大面積懸頂。使用刀柱法開采時，懸頂面積高達幾萬平方米到幾十萬平方米；長壁垮落法開采時，老頂初次來壓與垮落面積出可達1萬m2以上。在超過極限面積后，頂板就會突然冒落，造成劇烈的動力現象。大面積的頂板在極短時間內冒落，不僅對回采工作面支護產生嚴重的破壞，而且把已采空間的空氣瞬時壓迫排出，形成巨大的暴風，對附近巷道甚至礦井破壞極大。
所謂壓垮型冒頂是由垂直于巖層層面的頂板壓力破壞工作面支架而導致的冒頂。壓垮型冒頂是主要頂板災害之一。頂板大面積來壓與冒落，產生壓垮型頂板災害事故，是開采堅硬難冒頂板的煤層的主要特點。
二、堅硬難冒頂板工作面來壓規律
頂板大面積來壓與冒落，對于采用全部垮落法和刀柱法采煤的采煤工作面，其來壓規律又有所不同，在這里我主要講一下采用全部垮落法管理頂板的情況。
長壁工作面開采堅硬難冒頂板的煤層，在初次來壓前堅硬難冒頂板可視為板結構，這時采煤工作面處于“板”結構的保護之下，頂板壓力并不顯著。周期來壓前，工作面上方尚未破壞的老頂巖層開始呈懸露狀態，上復巖層的重量由老頂的懸板直接傳遞給煤壁，此時采煤工作面空間處于“懸板”的保護之下，隨著工作面推進，老頂懸露中跨度增加。其撓度增加，致使煤壁內的支承壓力亦相應增大，同時表現為煤壁的變形與片幫。其來壓規律如下：
1、初次來壓與周期來壓步距大
堅硬難冒頂板采煤工作面初次來壓步距一般大于30m，整體厚砂巖或砂巖、礫巖組合項板則大于50m，甚至可達100m以上，周期來壓步距小于初次來壓步距，但一般也大于20m。
2、工作面切頂線后方頂板懸露面積大
堅硬難冒頂板工作面切頂線后方頂板懸露面積大，一般形成3m～6m寬度的懸頂。
3、頂板來壓猛度大
頂板來壓時，造成單體支柱折斷，嚴重的會出現摧倒支柱及工作面冒頂。
