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淺談煤礦井巷漏垮冒頂?shù)念A防及其處理

摘要：文章闡述了煤礦井巷施工漏垮冒頂?shù)念A防和處理方法、井巷工程地質(zhì)預測預報、安全技術措施超前支護應用、井巷發(fā)生冒頂后控制處理實踐。

關鍵詞：井巷工程；冒頂；超前支護；頂板控制

一、引言因為頂板意外

冒落造成的人員傷亡、設備損害、生產(chǎn)中止等事故，仍然是煤礦生產(chǎn)的主要災害之一，許多特殊的地質(zhì)技術環(huán)境中需要制定特殊的頂板支護安全措施，并且有關干部要親自到現(xiàn)場指揮。在松軟的煤、巖層和流沙及地質(zhì)破碎帶，斷層帶掘進井巷時，較有可能大面積漏垮冒頂。例如：2001年7月吉林省白山市某礦在施工付井井筒發(fā)生冒頂，在處理冒頂時又發(fā)生冒頂和潰水，將當場作業(yè)的5名工人埋住。在搶救過程中，再次發(fā)生冒頂和潰水事故，將13名礦工和3名救護隊員全部埋壓。事故后當?shù)厥∈屑巴ɑV務局制定了積極穩(wěn)妥的事故搶救方案，歷時16天，被埋壓的21人全部扒出。事故直接原因：違章處理冒頂，發(fā)生埋人事故后，又盲目違章?lián)尵仍斐擅绊敳l(fā)生潰水，致使事故擴大。由此可見，預防井巷冒頂，重視井巷漏垮冒頂處理是十分必要的。

二、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，工作面支護如果某個地點失效或無法支護，發(fā)生局部漏冒，破碎頂板就有可能從這個位置在重力作用下往下漏空，導致工作面漏垮冒頂事故。

（一）井巷工程地質(zhì)預測預報

1.井巷工程施工前地質(zhì)預測預報，利用地質(zhì)勘探、已有井巷工程揭露有關地質(zhì)資料，預測工程施工過程中可能遇到的地質(zhì)破碎帶、大斷層、陷落柱、背向斜擠壓等構造，松軟厚煤層的位置，影響范圍，以便制定有針對性的安全技術措施。

2.井巷工程施工過程特殊的地質(zhì)技術環(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有黏結力，尤其是斷層面成為導水裂隙時更是彼此分離、漏煤、大淋水等現(xiàn)象，是可能冒頂預兆，就必須果斷預測，加以防范。

（二）預防井巷漏垮冒頂?shù)陌踩夹g措施

1.選用合適的支護，巷道支架應有足夠的支護強度以抗衡圍巖壓力。支架所能承受的變形量，應與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應。

2.盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時，盡可能采用有初撐力的支架，支架施工時要嚴格按工序質(zhì)量要求進行，并特別注意頂與幫的背嚴背實問題，杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現(xiàn)象。

3.凡因支護失效而空頂?shù)牡攸c，在新支護時應先護頂，再施工。巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆老支架?？拷蜻M工作面10米長度內(nèi)的支護，在爆破前必須加固，被爆破崩倒、崩壞的支架必須先修復。

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度，密度要適當加大，并有防止矸石、物料、支架滾落和支架歪倒的安全措施。

（三）井巷施工超前支護應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，預防冒頂重點是控制頂板。對此，近年來我們在煤礦井巷作業(yè)施工實踐中應用超前支護，減少冒頂，效果明顯。在掘進迎頭井巷頂部使用超前鉆桿，超前過頂控制頂板。在巷道前進方向打眼，留設鉆桿，數(shù)條鉆桿形成渠與圍巖共同承載，達到控制頂板。鉆桿長度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，逐步用長鉆桿加深到最終長鉆桿固定下來。鉆桿是否復用回收，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，可以重復使用此方法，相互疊加使用。例如：豐海煤礦307采區(qū)+15C9N，兩次過厚煤層，301采區(qū)-60C9S過破碎帶采用該方法，巷道施工順利通過。

常用工具：

1.氣腿式鑿巖機YZ—24型。

2.鉆頭規(guī)格：Ф42mm，Ф38mm.

3.鉆桿：B22-1.5 B22-3.5.

（四）炮眼布置及裝藥量合理，盡量避免崩倒支架

三、井巷冒頂后工程處理

（一）控制冒頂范圍擴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%考-試-大%木裝頂，控制頂板垮落；二是噴漿，可以弱化頂板和擴大巖層中裂隙以弱面的作用。

（二）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法操作，混凝土砌拱過冒頂區(qū)，按正規(guī)的程序作業(yè)施工困難，基礎無法先挖。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。最后逐步對砌體不完整的部位進行修整完善。豐海礦307采區(qū)-130石門冒頂處理，加福礦206采區(qū)軌道上山-20岔口冒頂都采用該方案過冒頂區(qū)。

四、結語

煤礦井巷工程施工頂板冒頂事故災害的預防和處理，是生產(chǎn)施工管理過程一項不可避免的工作，影響到礦井安全、生產(chǎn)、效益多方面。

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