淺析軟巖礦井巷道掘進頂板支護

【摘要】軟巖礦井巷道掘進頂板支護的研究已成為重要的課題，然而在現(xiàn)實生活卻存在許多安全問題有待解決，本文主要從以下幾個方面進行了分析，軟巖礦井巷道掘進頂板支護的存在問題，呈現(xiàn)的特點、影響軟巖礦井巷道掘進頂板支護的因素以及具體解決方案。

【關鍵詞】軟巖礦井頂板支護措施

引言

由于煤礦開采深度的不斷增大，安全問題也會增多。作為煤礦安全生產(chǎn)當中最為重要的一項頂板管理，其質(zhì)量的好壞對礦井安全起到了直接的影響，其對材料消耗、支護安全、施工質(zhì)量等的影響會造成整個礦井經(jīng)濟效益的下降。本文將三軟巖層的實際情況結合到一起，對頂板管理進行規(guī)律性的分析和總結，力求探索出能夠進行提前預測和監(jiān)控的事故預防措施，使其能夠知道礦井的生產(chǎn)和施工，給頂板管理提供基礎性的條件。

一、頂板事故的分類

（一）采煤工作面頂板事故的分類

1、按造成冒頂?shù)牧υ醇笆┝Ψ较蚍譃橛衫享敾蚶享敽椭苯禹斠鸬膲嚎逍兔绊斠约奥╉斝兔绊敗?、按冒頂?shù)姆秶譃榫植棵绊敽痛竺绊敗?/p>

（二）巷道頂板事故的分類

1.鑲嵌型圍巖墜矸事故。2.離層型圍巖片邦冒頂事故。冒落時，巖塊呈片狀、塊狀、板狀等。3.松散破碎圍巖塌漏抽冒事故。4.塊狀圍巖斷裂冒頂事故。主要發(fā)生在圍巖為塊狀砌體結構受地質(zhì)構造破壞較大，碎煤巖填充體進入溶洞等情況下。5.軟巖膨脹變形毀巷事故。

二、軟巖礦井巷道掘進頂板支護產(chǎn)生的問題

1、受到爆破震動而出現(xiàn)結構上的微破壞，導致巖體出現(xiàn)變化，在滑移在結構面上的移動距離超出最大值的時候，必然會導致巖體結構的解體，而這樣的解體一般情況下是不明顯的。斷層基本上在所有的構造中都會出現(xiàn)，并且類型是比較多的，其活動會通過地層、每層等構件反映出來。所以在礦井的施工過程當中，會遇到性質(zhì)多樣的斷層結構，這些斷層破碎的程度不同，破壞力也有所不同；再加上斷層兩端力的作用下，煤層就會出現(xiàn)壓薄或者是突增的現(xiàn)象，在突增處就會極容易的出現(xiàn)煤層垮落等情況。2、煤礦巖體的抗拉強度小，所以在掘進的時候，巖體的抗拉強度實際上事來源于有頂板內(nèi)的巖體，在巖體暴露面積達到一定程度之后，暴露的時間也達到一定程度之后，頂板承受的拉力和巖體的抗拉強度之間不協(xié)調(diào)，也就是說前者超過了后者，這時候就會出現(xiàn)頂板上的巖石冒落。3、施工當中，如果采空面積不斷的進行擴大，但是回柱放頂卻沒有緊跟其后，必然會導致應力出現(xiàn)集中的情況，脆弱的部位就會出現(xiàn)頂板垮落，也有可能出現(xiàn)瓦斯涌出，這些都會對工作面的安全施工產(chǎn)生影響。4、煤巖結構本身就具有復雜性，再加上其中有著一定量的夾矸層，所以在施工的時候夾矸層很容易出現(xiàn)脫落的情況。

三、軟巖礦井巷道掘進頂板支護呈現(xiàn)的特點

1、初始速度快，危害性大

一旦巖層處于構造應力的作用之下，地殼就會出現(xiàn)水平方向的位移，這也是引起地質(zhì)構造出現(xiàn)變化的原因之一。單一性的巖層在應力之下會出現(xiàn)裂痕、斷層等構件變化。尤其是在褶皺的部分產(chǎn)生裂縫的機會就更大了，煤層一旦暴漏之后就會導致吸水性的脫落，再加上軸部的急劇變化，所以在回采的過程當中采取支護的方式是不適用的，很容易就會造成冒頂?shù)氖鹿食霈F(xiàn)。

2、過大的膨脹壓力，使底鼓受損嚴重

煤層偽頂完整性差，強度低，采面推進時極易產(chǎn)生頂板事故?；仄碌酌旱V在三軟巖層當中是比較典型的，分別為頂板軟、煤層軟以及底板軟，故在掘進的進程當中，臨時支護的提前也是十分必要的，將圍巖可能引起的變形盡量的降到最低。

四、影響軟層支護的因素

影響軟層支護的因素包括巖性、煤頂?shù)?，并且這些因素都是造成頂板事故的重要點。一般的情況之下容易引起的隱患分別為：①在煤巖節(jié)理發(fā)育的部位是很容易出現(xiàn)巖層的脫落的。②煤層偽頂完整性差，強度低導致頂板事故的易發(fā)。③在空采面積不斷擴大的過程當中，如果回柱放頂未能跟上，就會出現(xiàn)某些部位應力過于集中，導致脆弱性的頂板垮落，瓦斯涌出，最后對工作面的安全性能產(chǎn)生影響。

五、軟巖礦井巷道掘進頂板支護的措施

1、加強施工管理，施工責任劃分明確；①對工作面的地質(zhì)條件進行勘測，保證變化的地質(zhì)條件能夠及時的被發(fā)現(xiàn)，規(guī)避可能出現(xiàn)的頂板事故。②嚴把工程的設計關，預留出足夠數(shù)量的煤柱，同時還要保證采掘面和巷道的設置方面管理，最大限度的防治巷道被破壞。③將安全生產(chǎn)落實到位，干部要保證跟班，施工人員要嚴格的遵守崗位要求和職責，對于因為失誤所造成的頂板事故。④采取終身制的質(zhì)量保證工程，確保質(zhì)量能夠按照標準進行，所選取的支護材料必須要合格的，做到對施工質(zhì)量的嚴控。⑤要對該施工單位所管轄的巷道環(huán)境和細節(jié)要做到隨時的了解，一旦出現(xiàn)變化必須及時的向上級報告，并根據(jù)情況制定出相應的措施，盡量保證巷道的完整。

2、具體的改進措施

（1）當施工巷道通過破碎帶或者是斷層位置的時候，需要將頂板處理放在打眼放炮之前，比如可以將錨桿安裝在頂板的斜上方，也可以增大頂板巖石的固結度來達到提高巖體的摩擦力、強度等的目的，最終使得巖體承載力得到有效的增大，將頂板的穩(wěn)定性能增大，實現(xiàn)控制頂板的作用和目的。（2）當循環(huán)進尺的量比較大的時候?qū)τ陧敯蹇刂剖欠浅２焕?，所以在施工的時候要盡量的減少進尺的長度，爭取采用短掘快進的方式，將原本的一次成巷改成二次，達到對頂板控制的有效要求。（3）控制好工程的施工質(zhì)量，規(guī)避因為質(zhì)量問題而導致的返工當中出現(xiàn)的頂板問題，同時還需要保證巷道的質(zhì)量達到施工標準。（4）煤礦企業(yè)要推行推行和落實質(zhì)量管理制度，將井下的工程記錄保存好，采用不定期的質(zhì)量抽查，不斷的拍出安全和質(zhì)量隱患。（5）采取輔助的手段對含有斷層、破碎帶的巖層進行處理確保工程的質(zhì)量，具體的實施方式有：①為了確保圍巖的穩(wěn)定性能以及支護的強度可以在巷道進行了砌體之后充填進厚度相當?shù)幕炷?。②為了保證提高巖體的承載力，可以進行人為的巖體注漿，最終有效的控制頂板。③利用鋼棚反拱噴漿巷道區(qū)擴大鋼棚的扎角，解決巷道內(nèi)部壓力過大的問題，滿足支護的需要。

3、靠近煤壁處的局部冒頂

冒頂?shù)脑颍喉敯迓懵犊枕敳患皶r支護；地質(zhì)構造的影響；爆破引起；老頂來壓引起。雖然局部冒頂范圍較小，但它占冒頂死亡事故的比例卻很大，人們常稱為是零打碎敲，容易被忽視。因此，必須注意局部冒頂前的預兆，及時采取措施，預防局部冒頂事故的發(fā)生，或控制在最小范圍不讓其擴大。如果發(fā)現(xiàn)頂板巖石有裂口或產(chǎn)生新的裂口，同時裂隙增多，頂板矸石稍有震動就會掉落下來，敲幫問頂時發(fā)出不正常的聲音?；蛘唔敯辶严秲?nèi)卡有活矸石，并有掉喳、掉矸現(xiàn)象，頂梁在支柱上滾偏，頂梁有響聲，煤壁的傘檐突然脫落等，這些都是局部冒頂?shù)那罢祝瑧e極采取措施，杜絕冒頂危害。

結論

本文所研究的支護工作是非常復雜的、系統(tǒng)性的工程，所以對于煤礦企業(yè)來說其管理機制要不斷的進行完善，工藝要合理，做到事前預防，保證頂板的安全。

參考文獻

[1]何滿朝等.《中國煤礦錨桿支護理論與實際》.科學出版社，2004

[2]張向東等.《錨桿支護配套技術設計與施工》.中國設計出版社，2003

作者簡介

李鑫：男，漢，1987年3月25日，本科，畢業(yè)院校：太原理工大學陽泉學院采礦工程，單位：山西省、臨汾市、洪洞縣、汾河焦煤公司回坡底煤礦，研究方向：掘進支護，職稱：助理工程師。