架已由铰接顶粱连成一体，这就在采煤工作面中组成了一个稳定的可以阻止岩体下推的“整体支架”。

(2)必须提高单体支柱的初撑力，使初撑力不仅能支撑住顶板下位软岩层，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，从而支柱本身也能稳定。

对综采工作面来讲，为预防液压支架倒架，设计掩护式或支撑掩护式支架时，一般是要求在支架使用倾角范围内，通过支架重心的垂线不会落在底座与底板接触线以外，而且应该考虑顶板沿倾斜方向可能施加给支架的推力。因此，必须用支架的初撑力预防复合顶板下位软岩层推倒支架，即令支架初撑力不仅能平衡软岩层的重量，而且令软岩层与上位硬岩层问正压力所产生的摩擦力能够平衡软岩层向下的推力。满足这种要求的支架初撑力可以通过计算来获得。

五、金属网下推垮型冒顶

在应用倾斜分层下行垮落金属网假顶走向长壁采煤法，回采下分层时，金属网处于下列两种情况时，可能发生推垮型冒顶。

(1)当上、下分层开切眼垂直布置时，在开切眼附近，金属网上的碎矸石与上部断裂了的硬岩大块之间存在一个空隙。

(2)当下分层开切眼内错布置时，虽然金属网上的碎矸与上部断裂了的硬岩大块之间不存在空隙，但是一般也难以胶结在一起。

金属网下推垮型冒顶的全过程分为两个阶段。第一是形成网兜阶段。这是由工作面内某位置支护失效导致的(见图3—5a)。这时如果周围支架的稳定性很好，一般不会发展到第二阶段，即还不至于发生冒顶事故。第二是推垮工作面阶段。如前所述，在开切眼附近，金属网上面碎矸之上有空隙，或者由于支架初撑力4、，而使网上碎矸石与上位断裂了的硬岩大块离层，这就造成网下单体支柱不稳定，在网兜沿倾斜推力的作用下，使网兜下方的支柱由

迎山变成反山，最终造成推垮型冒顶(图3—5b)。当然这两个阶段有可能间隔很短时间。

生产实践表明，由于支柱初撑力低导致产生高度超过150mm的网兜时，有可能引发网下推垮型冒顶。防止这类冒顶事故的主要措施是提高支柱初撑力及增加支架的稳定性，也可附加其他一些措施。

(1)回采下分层时用内错式布置开切眼，避免金属网上碎矸之上存在空隙。 (2)提高支柱初撑力，增加支架稳定性，防止发生高度超过150mm的网兜。

(3)用“整体支架”增加支护的稳定性。如金属支柱铰接顶梁加拉钩式连接器的整体支护、金属支柱铰接顶梁加倾斜木梁对接棚子的整体支护、金属支柱与十字铰接顶梁组成的整体支护。

(4)采用伪俯斜工作面，增加抵抗下推的阻力。 (5)初次放顶时要把金属网下放到底板。 六、采空区冒矸冲入采场的推垮型冒顶

当煤层上直接是较坚硬岩石，并成大块垮落，可能顺以垮落的矸石冲入采场推倒支柱导致推跨型冒顶。

预防此种冒顶主要有以下两种措施： 1、 挑顶增加小块矸石超过采高；

2、 使用切顶支柱切断顶板，减小冒矸块度并阻止冒矸冲入采场。

七、冲击推垮型冒顶

当下位岩层先离层，上位岩层中掉下大块矸石或上位岩层折断对在下位以离层的岩层造成冲击而导致推跨型冒顶。预防冲击推垮型冒顶只有提高支柱的初撑力避免离层，并提高支护系统的稳定性避免被推垮。

工作面冒顶有压、漏、推三各基本类型，它们的发生与工作面的支护情况是相关联的，因此预防工作面大面积冒顶就要求工作面支架要做到支的起、护的好、稳的住。所谓支的起，就是要求能够支撑住顶板所施加的压力；护的好，就是能控制顶板不发生冒落，保护回柱工人安全工作，即护顶护人；稳的住，就是能够抵抗来自层面方向的推力，不至于被推倒。

总之，在选择工作面支架类型及布置方式时候，要结合煤层顶板和倾斜角度进行合理的控顶设计，并在生产过程中进行必要的顶板监测。只有这样才能保证正常生产把顶板事故降到最低限。

第四节采煤工作面顶板事故预报

一、采煤工作面来压预报

老顶的初次来压和周期来压是采煤工作面的重要矿山压力显现现象。初次来压时，老顶垮距比较大，影响的范围比较广，工作面容易出现事故。周期来压是伴随着工作面的推进周期性地发生，其影响时间长，带来的影响同样较大，所以在生产实践中，对老顶来压的预测、预报及防范工作必须高度重视。工作面来压预报包括来压强度、来压时间和来压地点的预报。对老顶来压的预测、预报一般应开展如下三方面的工作。

(一)研究顶板岩层的组成及物理力学性质

顶板事故来源于采煤工作面老顶与直接顶的活动。顶板的活动规律与顶板岩层的组成有直接关系，因此在顶板来压预报中首先需要了解、掌握工作面顶板岩层的组成及物理力学性质，工作面范围内断层、弱层、各种地质弱面的分布情况，节理层理等的分布规律。顶板中

存在较大的不连续面、地质破碎带的地方，通常是顶板来压强烈的位置。

对于由坚硬岩层组成的顶板，顶板的初次垮落步距大、易形成大面积悬空、一旦垮落，对工作面产生强烈冲击，其危害极大。直接顶岩层厚度小时，冒落后不能填满采空区，当老顶垮落时，无法起到支撑作用，使老顶的载荷主要由工作面支架承担，加大了来压的危险性。

运用顶板活动与破断理论，对顶板岩层破断与垮落的规律进行研究，计算顶板岩层的极限跨距，参照类似工作面的实测结果，估算预测工作面的初次来压与周期来压步距。

(二)建立老顶来压预报监测系统

(1)在工作面内布置测站，并设置动态仪或矿压仪，捕捉工作面顶板动态(顶板下沉量、下沉速度、支柱载荷)变化的信息，据此进行预报。

(2)在巷道中布置测站，在工作面超前平巷(回风巷和运输巷)中，按间距3m～5m，设置4台～5台动态仪，捕捉工作面推进过程中支承压力显现(巷道顶底板相对移近速度)的变化信息，据此进行预报。

(3)在工作面两侧布置测站，在工作面上侧或下侧的观测巷内安设顶板动态仪，捕捉侧向支承压力显现变化的信息，对工作面侧向顶板运动状态和压力分布进行预报。

(三)老项来压预报 1．预报来压强度

根据老顶结构、来压时的悬顶范围、有无动压现象及其运动形式等，预计工作面矿压显现的影响程度。其来压强度按照对工作面安全生产的影响程度划分大致有以下三种情况：

(1)来压十分明显，来压时除加强支护措施外，必须撤出工作面内工作人员； (2)来压明显，来压时要有针对性地加强控制措施，可不撤出工作人员； (3)来压不明显，只需在来压地带加强控制措施，不必撤人。 2．预报来压时间