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浅谈煤矿冒顶的防治及措施

  
评论: 更新日期:2011年07月17日

  摘要:文章阐述了煤矿巷道施工漏垮冒顶的防治及措施,根据巷道软岩巷道的特征和成因巷道的支护技术、维护原理井巷工程地质预测预报、监测方法、安全技术措施超前支护应用、巷发生冒顶后控制处理实践。锚杆支护研究理论和实践经验,全面介绍巷道掘进锚杆支护理论、设计方法,及支护加强支护技术的措施等,岩巷道支护的设计方法和软岩巷道监控量测技术。

  关键词:顶板漏垮 冒顶 超前支护 顶板控制

  0 引言

  因为顶板意外冒落造成的人员伤亡、设备损害、生产中止等事故,仍然是煤矿生产的主要灾害之一,许多特殊的地质技术环境中需要制定特殊的顶板支护安全措施,并且有关干部要亲自到现场指挥。在松软的煤、岩层和流沙及地质破碎带,断层带掘进井巷时,较有可能大面积漏垮冒顶。由此可见,预防井巷冒顶,重视井巷漏垮冒顶处理是十分必要的。

  1、井巷漏垮冒顶事故的防治

  由于井巷遇煤层松软倾角大,直接顶帮异常破碎,工作面支护如果某个地点失效或无法支护,发生局部漏冒,破碎顶板就有可能从这个位置在重力作用下往下漏空,导致工作面漏垮冒顶事故。

  1.1井巷工程地质预测预报

  (1)井巷工程施工前地质预测预报,利用地质勘探、已有井巷工程揭露有关地质资料,预测工程施工过程中可能遇到的地质破碎带、大断层、陷落柱、背向斜挤压等构造,松软厚煤层的位置,影响范围,以便制定有针对性的安全技术措施。

  (2)井巷工程施工过程特殊的地质技术环境观察,井巷工程顶板裂隙发育,地质破碎带出现,断层面间多充以粉状或泥状物,断层面都比较光滑,上下盘之间的岩石几乎没有黏结力,尤其是断层面成为导水裂隙时更是彼此分离、漏煤、大淋水等现象,是可能冒顶预兆,就必须果断预测,加以防范。

  1.2预防井巷漏垮冒顶的安全技术措施

  (1)选用合适的支护,巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力。支架所能承受的变形量,应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应。

  (2)尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时,尽可能采用有初撑力的支架,支架施工时要严格按工序质量要求进行,并特别注意顶与帮的背严背实问题,杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象。

  (3)凡因支护失效而空顶的地点,在新支护时应先护顶,再施工。巷道替换支架时,必须先支新支架,再拆老支架。靠近掘进工作面10米长度内的支护,在爆破前必须加固,被爆破崩倒、崩坏的支架必须先修复。

  (4)在易发生推垮冒顶的巷道中要提高巷道支架的稳定性。可以在巷道的支架之间拉撑件连接固定,增加架棚的稳定性,以防推倒。倾斜巷道中支架被推倒的可能性更大,其支架后拉撑件的强度,密度要适当加大,并有防止矸石、物料、支架滚落和支架歪倒的安全措施。

  1.3井巷施工超前支护应用井巷工程施工遇异常破碎顶板,松软煤层,需继续往前施工,预防冒顶重点是控制顶板。对此,近年来我煤矿井巷作业施工实践中应用超前支护,减少冒顶,效果明显。在掘进迎头井巷顶部使用超前钻杆,超前过顶控制顶板。在巷道前进方向打眼,留设钻杆,数条钻杆形成渠与围岩共同承载,达到控制顶板。钻杆长度3~5米,平行钻杆间距15~20cm,钻杆条数根据巷道断面宽度选择,一般6.1m2常用断面井巷,上宽1.7米,使用6~8根钻杆,钻杆仰角控制在5°~8°。为保证钻杆分布均衡平行,原则上不使用长钻矸一次打到位,而是先用短钻杆1.5米左右打一节后,逐步用长钻杆加深到最终长钻杆固定下来。钻杆是否复用回收,必须根据工程后期安全性及回收成本确定。破碎顶板巷道长,可以重复使用此方法,相互叠加使用。

  常用工具: 1.气腿式凿岩机YZ-24型。2.钻头规格:Ф42mm,Ф38mm。3.钻杆:B22-1.5 B22-3.5。

  1.4炮眼布置及装药量合理,尽量避免崩倒支架

  例如:双柳矿207综采工作面在92#~98#支架发生漏顶,漏下的矸石使溜子过载无法正常启动。为了正常生产和有效控制工作面顶板,对该地段加固顶板,保证安全,特制定以下安全技术措施:

  (1)人员进入煤壁侧作业前,将工作面刮板输送机和采煤机进行闭锁,并要清理好退路,用长柄工具处理掉可能掉落的煤与矸石,严格执行"敲帮问顶"制度后方可进入机道往外搬矸,待溜子启动再搬进去运走。

  (2)处理漏顶期间,队长、书记要跟班作业,现场要有副队长统一指挥,分工明确,协调作业,并有专人观察,退路要畅通,物料充足,工具齐全。

  具体措施如下:

  (1)在发生漏顶地段,现场人员要冷静,处理问题要果断,要立即停止工作面其他工作,迅速把漏顶区维护好。漏顶区以外支架初撑力达到24Mpa以上,卡口,防止漏顶区扩大。

  (2)要及时停止采煤机、运输机,并闭锁,不经作业现场人员同意不得开机。

  (3)割煤过程中,采煤机司机要密切注意观察冒落区顶板的情况,以防冒落矸石伤人,拉架工要及时拉架,及时升直前探梁和护帮板,起到挡矸的作用,尽量不要让大块矸石掉入机道内,严格执行“带压擦顶移架”,并伸出前探梁、护帮板及时支护。

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