摘要：文章闡述了煤礦巷道施工漏垮冒頂?shù)姆乐渭按胧鶕?jù)巷道軟巖巷道的特征和成因巷道的支護(hù)技術(shù)、維護(hù)原理井巷工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、監(jiān)測(cè)方法、安全技術(shù)措施超前支護(hù)應(yīng)用、巷發(fā)生冒頂后控制處理實(shí)踐。錨桿支護(hù)研究理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，全面介紹巷道掘進(jìn)錨桿支護(hù)理論、設(shè)計(jì)方法，及支護(hù)加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的措施等，巖巷道支護(hù)的設(shè)計(jì)方法和軟巖巷道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)。
關(guān)鍵詞：頂板漏垮冒頂超前支護(hù) 頂板控制
0引言
因?yàn)轫敯逡馔饷奥湓斐傻娜藛T傷亡、設(shè)備損害、生產(chǎn)中止等事故，仍然是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，許多特殊的地質(zhì)技術(shù)環(huán)境中需要制定特殊的頂板支護(hù)安全措施，并且有關(guān)干部要親自到現(xiàn)場(chǎng)指揮。在松軟的煤、巖層和流沙及地質(zhì)破碎帶，斷層帶掘進(jìn)井巷時(shí)，較有可能大面積漏垮冒頂。由此可見(jiàn)，預(yù)防井巷冒頂，重視井巷漏垮冒頂處理是十分必要的。
1井巷漏垮冒頂事故的防治
由于井巷遇煤層松軟傾角大，直接頂幫異常破碎，工作面支護(hù)如果某個(gè)地點(diǎn)失效或無(wú)法支護(hù)，發(fā)生局部漏冒，破碎頂板就有可能從這個(gè)位置在重力作用下往下漏空，導(dǎo)致工作面漏垮冒頂事故。
1.1井巷工程地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
（1）井巷工程施工前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，利用地質(zhì)勘探、已有井巷工程揭露有關(guān)地質(zhì)資料，預(yù)測(cè)工程施工過(guò)程中可能遇到的地質(zhì)破碎帶、大斷層、陷落柱、背向斜擠壓等構(gòu)造，松軟厚煤層的位置，影響范圍，以便制定有針對(duì)性的安全技術(shù)措施。
�。�2）井巷工程施工過(guò)程特殊的地質(zhì)技術(shù)環(huán)境觀察，井巷工程頂板裂隙發(fā)育，地質(zhì)破碎帶出現(xiàn)，斷層面間多充以粉狀或泥狀物，斷層面都比較光滑，上下盤之間的巖石幾乎沒(méi)有黏結(jié)力，尤其是斷層面成為導(dǎo)水裂隙時(shí)更是彼此分離、漏煤、大淋水等現(xiàn)象，是可能冒頂預(yù)兆，就必須果斷預(yù)測(cè)，加以防范。
1.2預(yù)防井巷漏垮冒頂?shù)陌踩夹g(shù)措施
�。�1）選用合適的支護(hù)，巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖壓力。支架所能承受的變形量，應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。
�。�2）盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時(shí)，盡可能采用有初撐力的支架，支架施工時(shí)要嚴(yán)格按工序質(zhì)量要求進(jìn)行，并特別注意頂與幫的背嚴(yán)背實(shí)問(wèn)題，杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現(xiàn)象。
�。�3）凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn)，在新支護(hù)時(shí)應(yīng)先護(hù)頂，再施工。巷道替換支架時(shí)，必須先支新支架，再拆老支架。靠近掘進(jìn)工作面10米長(zhǎng)度內(nèi)的支護(hù)，在爆破前必須加固，被爆破崩倒、崩壞的支架必須先修復(fù)。
�。�4）在易發(fā)生推垮冒頂?shù)南锏乐幸岣呦锏乐Ъ艿姆�(wěn)定性�？梢栽谙锏赖闹Ъ苤g拉撐件連接固定，增加架棚的穩(wěn)定性，以防推倒。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架后拉撐件的強(qiáng)度，密度要適當(dāng)加大，并有防止矸石、物料、支架滾落和支架歪倒的安全措施。
1.3井巷施工超前支護(hù)應(yīng)用井巷工程施工遇異常破碎頂板，松軟煤層，需繼續(xù)往前施工，預(yù)防冒頂重點(diǎn)是控制頂板。對(duì)此，近年來(lái)我煤礦井巷作業(yè)施工實(shí)踐中應(yīng)用超前支護(hù)，減少冒頂，效果明顯。在掘進(jìn)迎頭井巷頂部使用超前鉆桿，超前過(guò)頂控制頂板。在巷道前進(jìn)方向打眼，留設(shè)鉆桿，數(shù)條鉆桿形成渠與圍巖共同承載，達(dá)到控制頂板。鉆桿長(zhǎng)度3～5米，平行鉆桿間距15～20cm，鉆桿條數(shù)根據(jù)巷道斷面寬度選擇，一般6.1m2常用斷面井巷，上寬1.7米，使用6～8根鉆桿，鉆桿仰角控制在5°～8°。為保證鉆桿分布均衡平行，原則上不使用長(zhǎng)鉆矸一次打到位，而是先用短鉆桿1.5米左右打一節(jié)后，逐步用長(zhǎng)鉆桿加深到最終長(zhǎng)鉆桿固定下來(lái)。鉆桿是否復(fù)用回收，必須根據(jù)工程后期安全性及回收成本確定。破碎頂板巷道長(zhǎng)，可以重復(fù)使用此方法，相互疊加使用。
常用工具： 1.氣腿式鑿巖機(jī)YZ-24型。2.鉆頭規(guī)格：Ф42mm，Ф38mm。3.鉆桿：B22-1.5 B22-3.5。
1.4炮眼布置及裝藥量合理，盡量避免崩倒支架
例如：雙柳礦207綜采工作面在92#～98#支架發(fā)生漏頂，漏下的矸石使溜子過(guò)載無(wú)法正常啟動(dòng)。為了正常生產(chǎn)和有效控制工作面頂板，對(duì)該地段加固頂板，保證安全，特制定以下安全技術(shù)措施：
�。�1）人員進(jìn)入煤壁側(cè)作業(yè)前，將工作面刮板輸送機(jī)和采煤機(jī)進(jìn)行閉鎖，并要清理好退路，用長(zhǎng)柄工具處理掉可能掉落的煤與矸石，嚴(yán)格執(zhí)行"敲幫問(wèn)頂"制度后方可進(jìn)入機(jī)道往外搬矸，待溜子啟動(dòng)再搬進(jìn)去運(yùn)走。
�。�2）處理漏頂期間，隊(duì)長(zhǎng)、書(shū)記要跟班作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)要有副隊(duì)長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，分工明確，協(xié)調(diào)作業(yè)，并有專人觀察，退路要暢通，物料充足，工具齊全。
具體措施如下：
�。�1）在發(fā)生漏頂?shù)囟危F(xiàn)場(chǎng)人員要冷靜，處理問(wèn)題要果斷，要立即停止工作面其他工作，迅速把漏頂區(qū)維護(hù)好。漏頂區(qū)以外支架初撐力達(dá)到24Mpa以上，卡口，防止漏頂區(qū)擴(kuò)大。
�。�2）要及時(shí)停止采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)，并閉鎖，不經(jīng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)人員同意不得開(kāi)機(jī)。
�。�3）割煤過(guò)程中，采煤機(jī)司機(jī)要密切注意觀察冒落區(qū)頂板的情況，以防冒落矸石傷人，拉架工要及時(shí)拉架，及時(shí)升直前探梁和護(hù)幫板，起到擋矸的作用，盡量不要讓大塊矸石掉入機(jī)道內(nèi)，嚴(yán)格執(zhí)行“帶壓擦頂移架”，并伸出前探梁、護(hù)幫板及時(shí)支護(hù)。
（4）在處理漏頂區(qū)頂板時(shí)，要安排有經(jīng)驗(yàn)的老工人觀頂。觀頂人要注意頂板及煤壁的動(dòng)靜，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)通知作業(yè)人員撤離或處理。
�。�5）人員不能站在漏頂區(qū)正前方，人員進(jìn)入煤壁側(cè)作業(yè)前，要清理好退路，用長(zhǎng)柄工具處理掉可能掉落的煤與矸石，嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問(wèn)頂”制度。
�。�6）工作面乳化液泵工作壓力≥30Mpa，液壓支架前立柱初撐力≥24Mpa。
（7）倒架的配合單體液壓支柱及時(shí)修復(fù)扶正，提前往前靠支架，且煤機(jī)速度放慢，減少煤量防止機(jī)電設(shè)備故障延誤處理漏頂?shù)臅r(shí)間。
（8）乳化泵要保證兩泵正常使用，一用一備，保證24小時(shí)正常使用。
�。�9）自動(dòng)落架的支架用單體點(diǎn)柱在支架頂梁下維護(hù)好。
（10）加強(qiáng)綜采工作面的設(shè)備檢修，特別是煤機(jī)、溜子、裝載機(jī)、破碎機(jī)，從而保證綜采設(shè)備能夠正常運(yùn)行。
（11）處理冒頂期間，調(diào)度室要組織相關(guān)部門進(jìn)行跟班作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)指揮，確保施工安全。支架前腳及架間矸石必須清理干凈，大塊矸石必須破碎至300mm以下，破碎時(shí)進(jìn)入溜子前必須閉鎖溜子、煤機(jī)。
1.5采用注馬麗散技術(shù)加固頂板時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行以下規(guī)定
�。�1）待頂板穩(wěn)定后，從漏頂區(qū)上下兩側(cè)開(kāi)始注馬麗散加固頂板和煤幫，在距煤層頂板下300-800mm處開(kāi)孔，仰角20-35°，孔深6米，間距6米。
（2）注漿時(shí)要保證壓風(fēng)壓力大于4MPa以上。
�。�3）注漿孔采用錨桿鉆機(jī)打眼，眼深6米，然后使用風(fēng)鉆將鉆孔外2米的孔徑掏至不小于46mm。
（4）注漿時(shí)，注漿孔的前方及其附近嚴(yán)禁站人，以防傷人。
�。�5）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員要采取個(gè)體防護(hù)措施，并佩戴專用手套和眼鏡。
3井巷冒頂后工程處理
（1）控制冒頂范圍擴(kuò)大防止和減弱大面積切冒危害的原則是改變巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，以減小頂板懸露及冒落面積，減小頂板冒落高度，降低空氣排放速度。一是用坑木裝頂，控制頂板垮落；二是噴漿，可以弱化頂板和擴(kuò)大巖層中裂隙以弱面的作用。
�。�2）局部繞灌混凝土充填井巷冒頂空間大，高度5～6米以上，裝頂控制頂板難度較大及無(wú)法操作，混凝土砌拱過(guò)冒頂區(qū)，按正規(guī)的程序作業(yè)施工困難，基礎(chǔ)無(wú)法先挖。必須根據(jù)空間掌握，能施工拱體或墻體先局部澆灌上混凝土。冒頂區(qū)附近圍巖往往壓力大、破碎。為保證新施工繞灌的砌體有一定抗壓初撐力，一般都使用軌拱，或型鋼做骨架。最后逐步對(duì)砌體不完整的部位進(jìn)行修整完善。
4加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的措施
加大頂板錨桿的強(qiáng)度，原則上錨桿直徑增加2mm，如錨桿直徑超過(guò)22mm，則改用更優(yōu)的材質(zhì)。(3)A>A，D>D或E>0．7E(頂板錨桿)。
�。�1）加強(qiáng)頂板支護(hù)的技術(shù)措施：
一是加大頂板錨桿黏結(jié)段長(zhǎng)度，提高錨桿黏結(jié)力；二是減少頂板錨桿間排距，原則上每排先增加一根錨桿。(4)A<A，E<0．45E(頂錨桿)。三是增加頂板錨桿黏結(jié)段，提高錨桿黏結(jié)力；四是減小頂板錨桿間排距，原則上每排先增加一根錨桿。3．3．2．2頂板錨桿錨固區(qū)外存在的問(wèn)題B>B。五是加大頂板錨桿長(zhǎng)度，原則上先增加200mm。
�。�2）加強(qiáng)兩幫支護(hù)的技術(shù)措施：
一是加強(qiáng)錨桿，原則上每幫先增加一根，或在兩幫和等角注漿，防止錨固區(qū)外頂板離層；二是頂板打錨索。3．3．2．3兩幫存在的問(wèn)題。三是加大兩幫錨桿的強(qiáng)度和長(zhǎng)度，增加兩幫錨桿黏結(jié)段長(zhǎng)度，提高錨桿黏結(jié)力；原則上直徑先增加2mm長(zhǎng)度增加200mm；如錨桿直徑超過(guò)22mm，則改用更優(yōu)質(zhì)的材質(zhì)。四是減小兩幫錨桿間排距，原則上每排先增加一根錨桿。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)對(duì)初始設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究，判斷其是否需要進(jìn)行修改，并對(duì)修改的設(shè)計(jì)繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，使之趨于完善
5結(jié)語(yǔ)
總之，要想管理好頂板，首先要掌握清煤層地質(zhì)構(gòu)造、特性，圍巖保持了較好的完整性，頂板未發(fā)生離層，表明錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)是可靠的，支護(hù)參數(shù)是合理的。
由于錨桿、錨索、網(wǎng)、鋼筋托梁及Π形鋼棚加強(qiáng)支護(hù)已經(jīng)形成一個(gè)有機(jī)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，在縱向橫向都能相互制約，從而能夠有效地抑制圍巖的變形。假如局部薄弱地段有可能出現(xiàn)諸如離層、冒頂?shù)葐?wèn)題，可以通過(guò)礦壓觀測(cè)監(jiān)測(cè)到，及時(shí)采取措施，是能夠避免的。針對(duì)實(shí)際，采取合理的支護(hù)形式，施工時(shí)要按章作業(yè)，加大管理力度，杜絕偷工減料、違章行為的發(fā)生；同時(shí)，對(duì)薄弱環(huán)節(jié)、重點(diǎn)地點(diǎn)重點(diǎn)監(jiān)控。
煤礦井巷工程施工頂板冒頂事故災(zāi)害的預(yù)防和處理，是生產(chǎn)施工管理過(guò)程一項(xiàng)不可避免的工作，影響到礦井安全、生產(chǎn)、效益多方面。
安全文化網(wǎng) m.zltai.com