談煤礦井巷漏垮冒頂的預防及其處理
發布時間：2010-01-14 共1頁
一、引言
因為頂板意外冒落造成的人員傷亡、設備損害、生產中止等事故，仍然是煤礦生產的主要災害之一，許多特殊的地質技術環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場指揮。在松軟的煤、巖層和流沙及地質破碎帶，斷層帶掘進井巷時，較有可能面積漏垮冒頂。例如：2001年7月吉林省白山市某礦在施工付井井筒發生冒頂，在處理冒頂時又發生冒頂和潰水，將當場作業的5名工人埋住。在搶救過程中，再次發生冒頂和潰水事故，將13名礦工和3名救護隊員全部埋壓。事故后當地省市及通化礦務局制定了積極穩妥的事故搶救方案，歷時16天，被埋壓的21人全部扒出。事故直接原因：違章處理冒頂，發生埋人事故后，又盲目違章搶救造成冒頂并發生潰水，致使事故擴。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。
二、井巷漏垮冒頂事故的防治
由于井巷遇煤層松軟傾角，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。
（一）井巷工程地質預測預報
1.井巷工程施工前地質預測預報，利用地質勘探、已有井巷工程揭露有關地質資料，預測工程施工過程中可能遇到的地質破碎帶、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。
2.井巷工程施工過程特殊的地質技術環境觀察，井巷工程頂板裂隙發育，地質破碎帶出現，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、淋水等現象，是可能冒頂預兆，就必須果斷預測，加以防范。
（二）預防井巷漏垮冒頂的安全技術措施
1.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。
2.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象。
3.凡因支護失效而空頂的地點，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。靠近掘進工作面10米長度內的支護，在爆破前必須加固，被爆破崩倒、崩壞的支架必須先修復。
4.在易發生推垮冒頂的巷道中要提高巷道支架的穩定性。可以在巷道的支架之間拉撐件連接固定，增加架棚的穩定性，以防推倒。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更，其支架后拉撐件的強度，密度要適當加，并有防止矸石、物料、支架滾落和支架歪倒的安全措施。
（三）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，需繼續往前施工，預防冒頂重點是控制頂板。對此，近年來我們在煤礦井巷作業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，鉆桿條數根據巷道斷面寬度選擇，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。例如：豐海煤礦307采區+15C9N，兩次過厚煤層，301采區-60C9S過破碎帶采用該方法，巷道施工順利通過。
常用工具：
1.氣腿式鑿巖機YZ—24型。
2.鉆頭規格：Ф42mm，Ф38mm。
3.鉆桿：B22-1.5 B22-3.5。
（四）炮眼布置及裝藥量合理，盡量避免崩倒支架
三、井巷冒頂后工程處理
（一）控制冒頂范圍擴
防止和減弱面積切冒危害的原則是改變巖體的物理力學性質，以減小頂板懸露及冒落面積，減小頂板冒落高度，降低空氣排放速度。一是用坑木裝頂，控制頂板垮落；二是噴漿，可以弱化頂板和擴巖層中裂隙以弱面的作用。
（二）局部繞灌混凝土充填
井巷冒頂空間，高度5～6米以上，裝頂控制頂板難度較及無法操作，混凝土砌拱過冒頂區，按正規的程序作業施工困難，基礎無法先挖。必須根據空間掌握，能施工拱體或墻體先局部澆灌上混凝土。冒頂區附近圍巖往往壓力、破碎。為保證新施工繞灌的砌體有一定抗壓初撐力，一般都使用軌拱，或型鋼做骨架。最后逐步對砌體不完整的部位進行修整完善。豐海礦307采區-130石門冒頂處理，加福礦206采區軌道上山-20岔口冒頂都采用該方案過冒頂區。
四、結語
煤礦井巷工程施工頂板冒頂事故災害的預防和處理，是生產施工管理過程一項不可避免的工作，影響到礦井安全、生產、效益多方面。
（巖土工程師）
因為頂板意外冒落造成的人員傷亡、設備損害、生產中止等事故，仍然是煤礦生產的主要災害之一，許多特殊的地質技術環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場指揮。在松軟的煤、巖層和流沙及地質破碎帶，斷層帶掘進井巷時，較有可能面積漏垮冒頂。例如：2001年7月吉林省白山市某礦在施工付井井筒發生冒頂，在處理冒頂時又發生冒頂和潰水，將當場作業的5名工人埋住。在搶救過程中，再次發生冒頂和潰水事故，將13名礦工和3名救護隊員全部埋壓。事故后當地省市及通化礦務局制定了積極穩妥的事故搶救方案，歷時16天，被埋壓的21人全部扒出。事故直接原因：違章處理冒頂，發生埋人事故后，又盲目違章搶救造成冒頂并發生潰水，致使事故擴。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。
二、井巷漏垮冒頂事故的防治
由于井巷遇煤層松軟傾角，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。
（一）井巷工程地質預測預報
1.井巷工程施工前地質預測預報，利用地質勘探、已有井巷工程揭露有關地質資料，預測工程施工過程中可能遇到的地質破碎帶、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。
2.井巷工程施工過程特殊的地質技術環境觀察，井巷工程頂板裂隙發育，地質破碎帶出現，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、淋水等現象，是可能冒頂預兆，就必須果斷預測，加以防范。
（二）預防井巷漏垮冒頂的安全技術措施
1.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。
2.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象。
3.凡因支護失效而空頂的地點，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。靠近掘進工作面10米長度內的支護，在爆破前必須加固，被爆破崩倒、崩壞的支架必須先修復。
4.在易發生推垮冒頂的巷道中要提高巷道支架的穩定性。可以在巷道的支架之間拉撐件連接固定，增加架棚的穩定性，以防推倒。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更，其支架后拉撐件的強度，密度要適當加，并有防止矸石、物料、支架滾落和支架歪倒的安全措施。
（三）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，需繼續往前施工，預防冒頂重點是控制頂板。對此，近年來我們在煤礦井巷作業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，鉆桿條數根據巷道斷面寬度選擇，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。例如：豐海煤礦307采區+15C9N，兩次過厚煤層，301采區-60C9S過破碎帶采用該方法，巷道施工順利通過。
常用工具：
1.氣腿式鑿巖機YZ—24型。
2.鉆頭規格：Ф42mm，Ф38mm。
3.鉆桿：B22-1.5 B22-3.5。
（四）炮眼布置及裝藥量合理，盡量避免崩倒支架
三、井巷冒頂后工程處理
（一）控制冒頂范圍擴
防止和減弱面積切冒危害的原則是改變巖體的物理力學性質，以減小頂板懸露及冒落面積，減小頂板冒落高度，降低空氣排放速度。一是用坑木裝頂，控制頂板垮落；二是噴漿，可以弱化頂板和擴巖層中裂隙以弱面的作用。
（二）局部繞灌混凝土充填
井巷冒頂空間，高度5～6米以上，裝頂控制頂板難度較及無法操作，混凝土砌拱過冒頂區，按正規的程序作業施工困難，基礎無法先挖。必須根據空間掌握，能施工拱體或墻體先局部澆灌上混凝土。冒頂區附近圍巖往往壓力、破碎。為保證新施工繞灌的砌體有一定抗壓初撐力，一般都使用軌拱，或型鋼做骨架。最后逐步對砌體不完整的部位進行修整完善。豐海礦307采區-130石門冒頂處理，加福礦206采區軌道上山-20岔口冒頂都采用該方案過冒頂區。
四、結語
煤礦井巷工程施工頂板冒頂事故災害的預防和處理，是生產施工管理過程一項不可避免的工作，影響到礦井安全、生產、效益多方面。
（巖土工程師）
