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技術、維護原理井巷工程地質(zhì)預測預報、監(jiān)測方法、安全技術措施超前支護應用、巷發(fā)生冒頂后控制處理實踐。錨桿支護研究理論和實踐經(jīng)驗,全面介紹巷道掘進錨桿支護理論、設計方法,及支護加強支護技術的措施等,巖巷道支護的設計方法和軟巖巷道監(jiān)控量測技術。
關鍵詞:頂板漏垮 冒頂 超前支護 頂板控制
0 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。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。
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。
1.1井巷工程地質(zhì)預測預報
?。?)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。
?。?)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。
1.2預防井巷漏垮冒頂?shù)陌踩夹g措施
?。?)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。
?。?)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。
?。?)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。
1.3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。
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。
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載無法正常啟動。為了正常生產(chǎn)和有效控制工作面頂板,對該地段加固頂板,保證安全,特制定以下安全技術措施:
?。?)人員進入煤壁側作業(yè)前,將工作面刮板輸送機和采煤機進行閉鎖,并要清理好退路,用長柄工具處理掉可能掉落的煤與矸石,嚴格執(zhí)行"敲幫問頂"制度后方可進入機道往外搬矸,待溜子啟動再搬進去運走。
?。?)處理漏頂期間,隊長、書記要跟班作業(yè),現(xiàn)場要有副隊長統(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?,現(xiàn)場人員要冷靜,處理問題要果斷,要立即停止工作面其他工作,迅速把漏頂區(qū)維護好。漏頂區(qū)以外支架初撐力達到24Mpa以上,卡口,防止漏頂區(qū)擴大。
(2)要及時停止采煤機、運輸機,并閉鎖,不經(jīng)作業(yè)現(xiàn)場人員同意不得開機。
(3)割煤過程中,采煤機司機要密切注意觀察冒落區(qū)頂板的情況,以防冒落矸石傷人,拉架工要及時拉架,及時升直前探梁和護幫板,起到擋矸的作用,盡量不要讓大塊矸石掉入機道內(nèi),嚴格執(zhí)行“帶壓擦頂移架”,并伸出前探梁、護幫板及時支護。