掘進(jìn)巷道頂板和支護(hù)管理

劉曉鋒

摘要：結(jié)合我礦各井田、采區(qū)掘進(jìn)石門及煤巷頂板管理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述巷道掘進(jìn)時(shí)頂板和支護(hù)管理的一些方法，根據(jù)不同的地質(zhì)條件、不同的巖性情況，采用相應(yīng)的管理措施和支護(hù)形式。

關(guān)鍵詞：巷道 掘進(jìn) 頂板管理

0 前言：柯坑煤礦開(kāi)采范圍橫垮三個(gè)井田，分別為：后洋井田、上京井田、永豐井田，主要可采煤層有：19#、26#、39#、41#等四層；掘進(jìn)不同地段的石門、不同煤層的煤巷所對(duì)應(yīng)的地質(zhì)條件不同，針對(duì)不同的條件的掘進(jìn)巷道的頂板管理應(yīng)采取不同的措施。

1 松軟破碎煤巖層掘進(jìn)時(shí)的頂板及支護(hù)管理

我礦上京井田19#煤層、后洋井田39#煤層、永豐井田41#煤層，掘進(jìn)石門揭露煤層段及掘進(jìn)煤巷部分煤巖層巖性松、軟、破碎，其主要特點(diǎn)是：“軟、弱、松、散”，其軟主要表現(xiàn)在巖層的強(qiáng)度低，遇水易崩解和膨脹，能產(chǎn)生塑變和流變；弱主要是巖層因地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化等使得巖層產(chǎn)生弱面、造成強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差；松主要是巖層結(jié)構(gòu)疏松、容重輕、孔隙度增大；散主要是巖層未固結(jié)或固結(jié)性差，由于這些特點(diǎn)使得巷道在掘進(jìn)過(guò)程中，巷道的四周都會(huì)產(chǎn)生位移，且位移時(shí)間長(zhǎng)，因此掘進(jìn)時(shí)要考慮最終位移量，以使巷道成型后達(dá)到設(shè)計(jì)要求，針對(duì)這種情況掘進(jìn)時(shí)應(yīng)盡量采用使圍巖暴露面積小、時(shí)間短的方法。

1.1短支短掘法

采用短支短掘法，巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，一般為0.5米～1.0米，先護(hù)好頂幫，再架設(shè)永久支架。

1.2超前導(dǎo)硐法

在掘進(jìn)時(shí)首先掘進(jìn)小斷面，采用臨時(shí)支護(hù)，然后擴(kuò)刷至滿足實(shí)際要求的斷面，斷面成型后架設(shè)永久支架。

1.3 撞楔法

在邊掘邊冒頂（片幫）的情況下，可沿掘進(jìn)斷面的周邊在已架好的支架后面，用鋼釬（金屬插板）或木制插板打撞楔前進(jìn)，如果掘進(jìn)后仍有冒落現(xiàn)象，可以采用噴砼與撞楔配合。

2 巷道局部冒頂時(shí)的頂板及支護(hù)管理

我礦永豐井田41#煤層、上京井田39#煤層等煤巷掘進(jìn)過(guò)程中，遇頂?shù)装迤扑閹А⒚簩酉虮承陛S部煤層突然變厚段，易出現(xiàn)局部冒頂，可采取以下方法管理頂板。

2.1木垛處理法

掘進(jìn)遇巖層破碎或煤層易垮而出現(xiàn)局部冒頂時(shí)要先封頂，以控制冒頂范圍的擴(kuò)大，采用木垛法進(jìn)行處理，處理人員站在冒落的矸石堆安全的一側(cè)，用長(zhǎng)撬棍將冒落的頂部浮矸搗凈，確認(rèn)無(wú)冒頂危險(xiǎn)時(shí)，再抓緊時(shí)間安設(shè)支架，架好護(hù)頂木垛，在其上面逐次加快加高木垛，直到到達(dá)冒頂?shù)淖罡唿c(diǎn)將頂托住，在冒頂高度小于3 米時(shí)，長(zhǎng)度較大時(shí)，在護(hù)頂圓木的掩護(hù)下，采用由外向里逐段架設(shè)支架和木垛進(jìn)行處理。

2.2錨噴支護(hù)法

在具備錨噴條件時(shí)，要首先采用錨噴支護(hù)處理冒頂，處理人員將冒落區(qū)的頂幫浮矸搗掉后，站在煤巖堆安全側(cè)，先向冒落區(qū)噴射一層3O～50毫米的砂漿，然后在封兩幫，初噴層凝固后，再打錨桿，并及時(shí)掛網(wǎng)，進(jìn)行復(fù)噴，復(fù)噴不易超過(guò)200 毫米，冒頂處理完后要及時(shí)架設(shè)支架，并將支架的頂幫背嚴(yán)，支架間要上拉桿進(jìn)行連鎖，使棚與棚連成整體。

3 過(guò)垮落巷道的頂板管理

3.1撞楔法

當(dāng)頂板巖石破碎且繼續(xù)冒落，無(wú)法清理冒落物和架棚時(shí)，應(yīng)采用撞楔法進(jìn)行處理，首先把棚立在冒頂邊緣，然后從棚頂梁向冒落區(qū)打入撞楔，將頂部巖石頂住，打撞楔可以從左上角（右上角）開(kāi)始逐漸打到右上角（左上角），撞楔要斜著往上打，一次打入的深度一般為200—400 毫米，巖石壓力越大，撞楔打入的斜度也越大，撞楔打入后，就在其掩護(hù)下清理跨落的煤巖，當(dāng)清理出一棚空間后，著手立下一架棚，并在撞楔末端下面襯上方木，方木中間要留出切口，以便插入下一行撞楔，以后就在已經(jīng)架好的兩棚中間加拉桿，這樣重復(fù)進(jìn)行，循環(huán)向前通過(guò)冒頂區(qū)。

3.2搭涼棚法

冒落的拱不超過(guò)1米時(shí)，頂板煤巖不再冒落，冒頂長(zhǎng)度不大時(shí)，可以用5—8根長(zhǎng)料搭在冒落區(qū)兩頭上，然后在“涼棚”的掩護(hù)下，進(jìn)行出矸架棚。

3.3井字木垛法

當(dāng)冒落高度不超過(guò)5米，且頂板穩(wěn)基本穩(wěn)定，不再繼續(xù)冒落時(shí)，可將冒落的煤巖清除一部分，使之成為自然的堆積，留出工作人員上下及運(yùn)料的空間，將準(zhǔn)備工作做好后，在冒落的煤巖上架木垛，直接支撐頂板，接實(shí)背好，然后開(kāi)始清理煤巖，當(dāng)清出煤巖的空間能夠架一棚時(shí)，立即架棚，架好后再出煤巖，夠一棚時(shí)的空間時(shí)，再架棚，一直繼續(xù)下去，直到處理完畢。

3.4 井字木垛和小棚結(jié)合法

當(dāng)冒頂?shù)母叨瘸^(guò)5米時(shí)，冒落范圍比較穩(wěn)定，為了節(jié)省坑木和加快速度可以用井字木垛和小棚結(jié)合法處理，使用這種方法的技術(shù)要求高，不易架牢支架。

4 掘進(jìn)大斷面巷道的頂板及支護(hù)管理

在掘進(jìn)采區(qū)峒室和大斷面車場(chǎng)時(shí)，根據(jù)地質(zhì)條件、圍巖情況選擇不同的掘進(jìn)方式，并采取相對(duì)應(yīng)的措施管理頂板。

4.1地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，可以采用導(dǎo)硐施工法掘進(jìn)，即在煤巖層的某一部位掘出l～2條斷面較小的硐室，導(dǎo)硐一般為4～8米，然后進(jìn)行挑頂或臥底，逐步擴(kuò)大斷面到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)硐施工法可分為中央下導(dǎo)硐施工法和兩側(cè)導(dǎo)硐施工法。施工時(shí)的注意事項(xiàng)：在施工過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問(wèn)頂制度”，要指定專人進(jìn)行觀山并有專人負(fù)責(zé)處理頂板，根據(jù)頂板情況，采取臨時(shí)支護(hù)，對(duì)不易挑落的大塊矸石，應(yīng)架設(shè)頂柱，對(duì)冒落地段采用木垛或托梁護(hù)頂，在處理留下的巖柱時(shí)，采用密打眼、打淺眼，少裝藥的方法，以防止震裂拱頂。

4.2在巖層穩(wěn)定或比較穩(wěn)定的情況下，可以采用臺(tái)階施工法掘進(jìn)大斷面巷道，我礦207采區(qū)絞車房的施工時(shí)采用該方法，該掘進(jìn)施工方法即把所要掘進(jìn)的巷道分成幾個(gè)分層，每分層的高度大致可以為1.8～2.5 米，最大不應(yīng)該超過(guò)3米，上分層（下分層）工作面始終超前于下分層（上分層）工作面一定的距離形成2個(gè)臺(tái)階工作面同時(shí)施工，根據(jù)臺(tái)階的布置方式可以分為正臺(tái)階工作面和倒臺(tái)階工作面。施工時(shí)的注意事項(xiàng)：在施工過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行“敲幫問(wèn)頂制度”，特別是上分層頂部的浮石必須及時(shí)撬干凈。

5 掘進(jìn)巷道迎頭的頂板及支護(hù)管理

掘進(jìn)巷道采用金屬棚支架支護(hù)時(shí)，巷道迎頭附近的金屬棚支架往往因放炮震動(dòng)而造成倒棚，可以采取以下幾個(gè)方面的措施防止倒棚現(xiàn)象的出現(xiàn)，以控制掘進(jìn)巷道迎頭段的頂板。

5.1在架設(shè)的第一棚，兩側(cè)梁與腿接口處各緊貼一塊厚度不小于3cm的米尺板，然后用材徑不小于12cm，斜撐在巷道的底板，在棚腿的中部也打一根斜撐柱至底板，加強(qiáng)支護(hù)的穩(wěn)定性。

5.2在每?jī)膳锪洪g打4根橫撐柱，柱子與棚梁保持平行。在每左右兩側(cè)的棚腿間各打橫撐柱3～4根，橫撐柱盡量保特在同一條線上，確保受力均橫。

5.3耙碴機(jī)前方段架棚的棚腳底幫兩側(cè)的碴石不要出干凈，留設(shè)0.8～1.0m高的碴石，能有效的穩(wěn)定支架.待耙碴機(jī)往內(nèi)移后，再將兩側(cè)的碴石出干凈。

5.4采用多打眼、少裝藥、放小炮、正向裝藥施工方法，周邊眼按最小眼距布置，以減少放炮震動(dòng)沖力對(duì)支架穩(wěn)定性的影響。

6 結(jié)束語(yǔ)

掘進(jìn)巷道施工應(yīng)根據(jù)所掘巷道的地質(zhì)條件、圍巖穩(wěn)定性等情況選擇合理的施工方法，采取與圍巖條件相適應(yīng)的頂板管理方式，應(yīng)最大程度地減少對(duì)頂板的擾動(dòng)，采用能有效地控制頂板的巷道支護(hù)方式，并在材料使用上做到節(jié)約不浪費(fèi)。遇冒頂處理應(yīng)迅速及時(shí)，并根據(jù)冒頂程度選擇合理的處理方式，巷道迎頭的支架應(yīng)采取有效的加固措施，以防止放炮震動(dòng)對(duì)支架的破壞。endprint