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摘要：本文分析了煤矿掘进巷道不同支护情况下发生冒顶事故的原因，提出了预防冒顶措施，并根据巷道的不同类型、不同施工地点及工艺，采取相应的支护形式，保证支护质量，才能有效避免冒顶事故的发生。 中国论文网 http://www./4/view-4059148.htm 关键词：掘进巷道 不同支护 冒顶事故 防治措施 0 引言 掘进工作面和巷道交叉口处是常出现巷道顶板事故的地点。据调查，超过80%的巷道冒顶伤亡事故都发生在这两处。查明巷道冒顶事故发生的原因，制定有效的措施防止此类事故发生，是确保井下安全作业的重要前提。 1 掘进工作面冒顶事故的原因及预防措施 1.1 导致掘进工作面冒顶的原因 掘进破岩后，矿层顶部的岩块会与岩体分离。此时若不尽快支护，或支护结构强度达不到设计要求，上部矿岩层可能会自然塌落，而发生冒顶事故。 若在断层、褶曲等地质构造较差的地带，或在层理裂隙发育的岩层中开展巷道掘进施工时上部矿岩塌落都属于前者。爆破不当，周围的支架被崩倒而引起顶部矿岩塌落，由于接顶不严实造成支架被岩块砸坏的冒顶等，均属于后者。前者也可能同时引起后者的发生，如掘进工作面无支护部分片帮冒顶推倒附近棚子导致更大范围的冒顶等。 1.2 预防掘进工作面冒顶事故的措施 ①按现场施工条件合理布置巷道。矿井的主要巷道断面大、使用期限长，适合布设在底板岩层或围岩强度高的矿层中。而工作面上下顺槽尽量采用沿空掘巷和沿空留巷，避开支承压力的影响，并要注意少掘交叉巷道和上下重叠的巷道。②巷道断面的形状和尺寸应该符合现场实际要求。③如不能及时安装永久支护，则需设置临时支护措施，以免出现空顶现象。破岩前，全面加固掘进工作面10m范围内的支护结构。爆破后，先检查顶、帮的支架结构，按照由外向里的顺序逐一修复受损的支架结构，然后开始井下作业。④在巷道掘进的过程中，棚距与锚杆间距应根据现场情况而定，原材料的选择和支护参数的设定必须符合工程实际。遇到稳定、坚硬的矿层，若有必要扩大棚距且无法设置支护，则掘进施工必须有相应的安全保护措施。⑤严格按质量规范开展锚杆锚索巷道掘进施工，确保锚杆锚索巷道的锚固力，根据掘进施工要求选用合适的锚杆和锚索，禁止采用失效的锚固剂。⑥定时或定期指派专人探测锚杆锚索巷道的顶板岩性，参照探测结果对支护参数进行适当的调整，确保锚索的锚固端可以延伸至深部稳定岩层。⑦巷道掘进通过老巷、淋水或破碎的地质构造带时，必须结合现场情况采取有效的支护措施，如使用前探支架、连锁棚子等，以提高增加支护强度；棚子支护结构要紧靠掘进工作面，棚间距不宜过大。为防止棚子支护结构在掘进施工中被推垮，棚子之间要用拉条连成一体，必要时打中柱；若采用锚杆支护，则要设计为“棚锚”联合支护，以增加支护强度，防止冒顶事故发生。⑧巷道支护的规格质量必须符合施工规范。掘进时以《煤矿安全规程》为技术标准，定期检修巷道支护结构，及时置换被损坏或规格质量达不到安全生产标准的支护结构，坚决将冒顶事故等安全隐患扼杀在摇篮里，提高井下作业的安全系数。拆卸支架和刷大巷道时必须遵循由外到里的顺序逐一进行。拆卸支架前，首先要确保拆卸部位前后施工段的支架安全稳定，必要时进行加固。修复独头巷道内的支架结构时，为了防止冒顶事故发生，必须停止巷道内的一切生产活动。 2 巷道交岔处冒顶事故的原因及预防措施 2.1 巷道交岔处冒顶事故的原因 巷道交岔部位的转角处或开岔处也是频频出现冒顶事故的重要施工段。巷道开岔口或拐弯处一般要安装锚索槽钢或抬棚来增加支护强度。若开岔部位巷道顶部的矿岩与岩体分离，且围岩正向巷道挤压，而新支设的抬棚的稳定性和支护强度未达到现场支护强度的要求，或补强支护滞后、强度不达标，就可能引起顶岩冒落。如果巷道围岩强度较小，顶部存在与岩体失去联系的矿岩或围岩向巷道挤压也属于正常现象；若开岔部位恰好掘进过程中出现顶岩冒落的施工段，情况就比较严重了。经分析发现，新设支护的稳定性主要受以下三方面因素的影响：①新设的抬棚支护必须使用一段时间才能达到预期的稳定性，原巷道棚腿拆卸的时间太早会影响抬棚支护结构的稳定性。②围岩的稳定性也会影响抬棚结构的稳定性。如果开口部位围岩尖角被压碎，抬棚就会失去稳定的基础。另外，支护材料的质量和强度也会影响抬棚的支护能力。③交岔点锚杆和锚喷巷道的原支护参数与施工要求不符，掘进时未尽快修正，采取加密支护。 2.2 预防巷道开岔处冒顶事故的措施 ①避开原发生巷道冒顶的部位设置开岔口。②提高抬棚的初撑力。抬棚支护的稳定性达到设计要求后将原巷道棚腿拆除，拆卸时间不宜过早，切忌先拆棚腿，后拆支护抬棚。③根据现场施工情况选用合适的抬棚材料，提高抬棚支护的强度。④如果开口处围岩尖角被压碎后，必须对抬棚结构进行补强，确保其结构稳定可靠。⑤锚杆、锚喷巷道开口前，该施工段前后5m范围内的巷道支护，应该增加锚索或缩小锚杆排间距补强。 3 支架支护的巷道冒顶事故原因及预防措施 3.1 支架支护的巷道冒顶事故的原因 ①压垮型冒顶：由于支架阻力过小，或顶板、围岩的压力过大，造成支架结构被损坏，进而导致顶部矿岩冒落。②漏垮型冒顶：有的巷道支护失效或无支护，顶部的游离矿岩受自身重力作用的影响矿岩自然塌落而发生冒顶事故。③推垮型冒顶：巷道顶板破碎岩块和岩体失去联系，存在平行巷道轴线的分力，加之支护结构不稳定，在运动过程中被推倒而发生冒落。 3.2 支架支护巷道冒顶事故的预防措施 ①在相对稳定地质结构中布设主体巷道，注意防止其受采动的干扰。②根据现场施工条件和围岩压力选择强度达标和支撑能力较强的支护结构。③掘进时，支护结构可承受的变形量要与围岩的变形量相一致。④支护要同步于围岩的承载能力，达到共同承载的要求。用于现场施工的支架应该有一定的初撑力；按照技术规范和质量要求开展支护施工，尤其要注意顶与帮的背严背实的处理，以免围岩和支架之间空帮或空顶。⑤掘进过程中，如支架与围岩间存在空顶的问题，需重新支护，而且要先护顶再施工。⑥撤换巷道支护时，先加固原有支护周边的支护结构，将原有支护拆掉以后，及时除掉顶板活矸再安装永久支护。⑦在支架之间配设拉矸或撑木。金属支拉杆适合可缩性金属支架施工，然后将卡缆拧紧。倾斜巷道掘进施工前，必须在巷道内设置安全保护措施，避免支架歪倒或矸石、物料滚落砸伤作业人员。 4 锚杆（索）支护的巷道冒顶事故的原因及预防措施 4.1 锚杆（索）支护的巷道冒顶事故的原因 ①压垮型冒顶：设定的锚杆（索）参数不符合施工要求；围岩或巷道顶板对锚杆（索）施加的压力超出锚杆（索）的承重范围，致使锚杆（索）支护结构遭到破坏，进而造成冒顶现象。②漏垮型冒顶：锚杆（索）支护失效，巷道顶部的游离矿岩在自身重力的影响下塌落，引发冒落事故。 4.2 锚杆（索）支护的巷道冒顶事故的预防措施 ①巷道应布置在稳定的岩体中，掘进前采取措施防止其受采动的干扰。②锚杆（索）的参数根据现场的支护要求和围岩压力而定，以确保支护强度满足施工要求。③巷道掘进时，指派专人定时探测顶板矿岩结构，并根据探测结果对锚杆（索）参数进行调整，使锚固端在围岩松动圈以外，确保锚固长度符合施工规范。④锚杆（索）支护必须快速、准确，以防空顶。锚杆（索）的支护能力尽量同步于围岩的承载力，使锚杆（索）真正发挥作用。锚杆（索）的承载力应符合施工要求；各道工序的质量应该符合质量要求和技术规范。⑤锚杆（索）巷道掘进如行进至不稳定的地质构造带，可通过棚锚联合支护来加强支护，确保井下安全作业。⑥实时关注已掘的锚杆（索）巷道的支护情况，若矿压变化非常明显或发现锚杆（索）失效，要尽快通知相关人员进行补强或修复。 5 结语 为防止井下掘进巷道发生冒顶事故，应按照巷道的类型、具体的施工段和技术要求，选用合适的支护结构。在现场操作中，应当参照围岩情况对支护参数进行适当的调整，根据设计要求采取合理的技术措施，严格按照巷道掘进施工的质量规范和操作规程开展井下作业，确保支护质量，避免冒顶事故发生，消除一切安全隐患。 参考文献： [1]孟兵.厚层坚硬顶板冒顶的预防及处理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（06）. [2]钟波，顾志明.井巷冒顶的原因、预防措施及处理方法[J].价值工程，2010（35）. [3]臧树春.巷道冒顶煤炭自燃发火的预防和处理[J].价值工程，2010（04）. 作者简介：贾兆祥（1973-），男，山西临汾人，本科学历，毕业于西安地质学院，现工作于凤矿调度指挥部。经济师，研究方向：煤矿掘进方面工作。 |
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