煤礦頂板破碎巷道掘進(jìn)

鞏雨昆

摘 要：隨著礦井現(xiàn)代化程度越來(lái)越高，開(kāi)采深度也隨之逐漸加深，礦井涌水、煤塵、瓦斯、頂板等問(wèn)題已經(jīng)成為礦井“安全高效生產(chǎn)”的制約因素。其中影響較大的就是頂板破碎問(wèn)題。所以頂板的控制是掘進(jìn)工作需要解決的一大技術(shù)難題，也是開(kāi)展掘進(jìn)工作的重中之重。

關(guān)鍵詞：人工假頂；撞楔法；架棚整體性；安全距離；頂板觀測(cè)

1 工程概況

工作面概況：1694W 工作面位于-600水平西大巷六采區(qū)9煤層第四工作面，工作面標(biāo)高-522.0～-640.0，該工作面上有1684W工作面和1693W工作面，現(xiàn)均已回采完畢。頂?shù)装迩闆r：老頂為粉砂巖，厚度0～5.9m，平均3.1m，深灰色，局部含植物化石和炭化體。直接頂為泥巖，厚度0～2.5m，平均1.9m，深灰色，上部含菱鐵質(zhì)結(jié)核及黃鐵礦散晶，下部質(zhì)軟易碎。直接底為細(xì)砂巖，厚度3.3～5.7m，平均4.8m，褐灰色，含大量的根部化石。老底為泥巖，厚度8.1～10.0m，平均9.0m，深灰色，在底部含少量炭質(zhì)和腐泥質(zhì)。煤層結(jié)構(gòu)屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，局部煤層底部有一層不穩(wěn)定泥巖夾矸，厚度0～0.2m左右。煤層厚度為1～3m，平均煤厚為2.5m，煤層傾角15°-25°，平均傾角為20°，煤層走向在40°左右。受地質(zhì)構(gòu)造、頂板壓力影響，造成煤層頂板破碎，掘進(jìn)時(shí)破板、破底厚度加大，局部可能全巖，增大原煤灰分。支護(hù)形式采用GU29-10.4m2拱形支架支護(hù)，棚距為600±50mm。

2 頂板破碎支護(hù)工藝

①臨時(shí)支護(hù)及構(gòu)造假頂。由于巷道頂板異常破碎而且煤巖體自穩(wěn)能力差，隨著巷道的掘進(jìn)，頂板及兩幫的煤矸傾漏下來(lái)，為保證巷道的安全快速掘進(jìn)，防止頂板冒頂事故的發(fā)生，必須要采取相應(yīng)的支護(hù)和構(gòu)造人工假頂。具體方法是：先在巷道迎頭向上25°左右對(duì)頂板打眼，深度打入1.4m左右，然后將管縫錨桿打入迎頭破碎頂板中，管縫錨桿在架棚上方呈均勻分散布置。形成向前的一個(gè)超前支護(hù)區(qū)域（人工假頂），再在超前支護(hù)區(qū)域上方填好木料。

②縮小棚距減少空頂面積。調(diào)整支護(hù)形式，加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度，將棚距由原來(lái)的600mm縮小為500mm，從而縮短空頂距，減小整體的空頂面積，在一定程度上控制住不穩(wěn)定的頂板。

③打點(diǎn)柱、卡鐵道加強(qiáng)架棚整體性與支護(hù)強(qiáng)度。在頂板破碎地帶的架棚支護(hù)下，用大板或者液壓支柱加打點(diǎn)柱，點(diǎn)柱要打牢打?qū)?，并用鉛絲連好，可以加大架棚支護(hù)的強(qiáng)度，然后用3m長(zhǎng)鐵道將破碎地帶內(nèi)的架棚全部連在一起，并用斜卡纜將鐵道和架棚鎖住，從而將架棚的整體性提高，加強(qiáng)了整體的支護(hù)強(qiáng)度。

3 現(xiàn)場(chǎng)安全管理措施

掘進(jìn)使用GU29-10.4m2金屬拱型支架支護(hù)，棚距為600±50mm（如頂板壓力較大，架棚變形嚴(yán)重時(shí)必須縮小棚距為500±50mm），棚梁與棚腿間的搭接400-40mm，搭接處上好三個(gè)卡纜，卡纜扭矩達(dá)到150 N·m，正頂鋪塑料網(wǎng)，網(wǎng)搭接不小于100mm，網(wǎng)與網(wǎng)之間用鉛絲連好，鉛絲要求雙絲多扣，連網(wǎng)間距不超過(guò)200mm/道。正頂及兩幫各使用一趟角鐵支拉板，支拉板要求放成線，不回撤。正頂及兩幫用木小板插背，間距不大于200mm/塊，要求插嚴(yán)背實(shí)。每班開(kāi)工前檢查迎頭往外15m范圍的架棚卡纜緊固情況，使其扭矩均達(dá)到150 N·m，歪扭的棚子及時(shí)扶正并插背好。對(duì)迎頭往外20米范圍內(nèi)的巷道雜物進(jìn)行清理，保持后路暢通。對(duì)后路壓力大地段的架棚進(jìn)行加固，在上頂卡好一道鐵道，卡纜緊固符合要求，使其扭矩達(dá)到150 N·m，兩根鐵道之間必須穿袖卡，穿袖長(zhǎng)度不小于700mm，隨掘進(jìn)向前倒鐵道，每班對(duì)其進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)卡纜松的及時(shí)重新緊固。對(duì)縮搭接比較嚴(yán)重的地段及時(shí)打好一梁三柱的托板，梁、腿均使用三米大板。過(guò)構(gòu)造期間，如頂板冒落需做好超前支護(hù)，使用半圓或鐵撞楔打好超前撞楔控制好頂板，鐵撞楔間距不大于500mm，直接打到冒落區(qū)域里面邊緣，吃住勁，上頂搭好影子板。鐵撞楔末端用鉛絲或者卡纜固定好，以免傷人。施工過(guò)程中認(rèn)真作好敲幫問(wèn)頂及找掉工作，嚴(yán)格遵循先外后里、先頂后幫的原則。使用專用的長(zhǎng)釬子找掉，找掉時(shí)，一人找掉，一人觀山，操作要由有經(jīng)驗(yàn)的老工人進(jìn)行，嚴(yán)禁在槽口同時(shí)進(jìn)行其他工作。任何人不得進(jìn)入空頂區(qū)內(nèi)作業(yè)。如果頂空小于300mm，用木料插嚴(yán)背實(shí)，頂空大于300mm時(shí)，打木垛接頂，打木垛時(shí)打好影子板，并有專人觀山；如果無(wú)法打木垛時(shí)，上頂填1.0m以上的亂料填實(shí)并用小板插嚴(yán)背實(shí)。如隨掘進(jìn)迎頭末一架棚子能與煤壁貼實(shí)，繼續(xù)向前掘進(jìn)時(shí)必須提前使用風(fēng)錘（或者風(fēng)鉆）打眼后安裝超前管縫錨桿控制頂板。管縫錨桿間距300mm，每排打不少于6根。從末兩架棚子間隙向斜上方打，角度比邊眼掘進(jìn)角度略大，管縫錨桿外露不超過(guò)300mm。過(guò)冒頂區(qū)期間必須保證迎頭20m范圍內(nèi)斷面高度不小于2.4m，且后路暢通，迎頭工作人員精神集中，統(tǒng)一指揮，其余無(wú)關(guān)人員撤職迎頭20m以外，施工過(guò)程中要安排專人進(jìn)行觀山。迎頭前劈嚴(yán)重時(shí)，要在巷道內(nèi)安全地點(diǎn)，采取向前加打錨桿措施，以控制前劈程度，打錨桿時(shí)，人員要在有支護(hù)的地點(diǎn)操作，并有專人觀山。

4 結(jié)束語(yǔ)

1694W工作面采用打撞楔的方法進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)和打點(diǎn)柱、卡鐵道加強(qiáng)架棚整體性與支護(hù)強(qiáng)度的方案以后，加強(qiáng)了巷道的支護(hù)強(qiáng)度，也保證了頂板的整體性，從一定程度上來(lái)講，解決了頂板破碎巷道的安全掘進(jìn)難題，而且大大提升了工作效率，減少了頂板事故的發(fā)生，降低了成本的投入，這種施工工藝在以后的頂板破碎工作面的掘進(jìn)工作中可以大量推廣。

參考文獻(xiàn)：

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