淺談煤礦井巷漏垮冒頂?shù)念A(yù)防及其處理

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 【摘   要】文章闡述了煤礦井巷施工漏垮冒頂?shù)念A(yù)防和處理方法、井巷工程地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)、安全技術(shù)措施超前支護(hù)應(yīng)用、井巷發(fā)生冒頂后控制處理實(shí)踐。

　　【關(guān)鍵詞】井巷工程；冒頂；超前支護(hù)；頂板控制       一、引言       因?yàn)轫敯逡馔饷奥湓斐傻娜藛T傷亡、設(shè)備損害、生產(chǎn)中止等事故，仍然是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，許多特殊的地質(zhì)技術(shù)環(huán)境中需要制定特殊的頂板支護(hù)安全措施，并且有關(guān)干部要親自到現(xiàn)場指揮。在松軟的煤、巖層和流沙及地質(zhì)破碎帶，斷層帶掘進(jìn)井巷時(shí)，較有可能大面積漏垮冒頂。例如：2001年7月吉林省白山市某礦在施工付井井筒發(fā)生冒頂，在處理冒頂時(shí)又發(fā)生冒頂和潰水，將當(dāng)場作業(yè)的5名工人埋住。在搶救過程中，再次發(fā)生冒頂和潰水事故，將13名礦工和3名救護(hù)隊(duì)員全部埋壓。事故后當(dāng)?shù)厥∈屑巴ɑV務(wù)局制定了積極穩(wěn)妥的事故搶救方案，歷時(shí)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(fā)生埋人事故后，又盲目違章?lián)尵仍斐擅绊敳l(fā)生潰水，致使事故擴(kuò)大。由此可見，預(yù)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大，直接頂幫異常破碎，工作面支護(hù)如果某個(gè)地點(diǎn)失效或無法支護(hù)，發(fā)生局部漏冒，破碎頂板就有可能從這個(gè)位置在重力作用下往下漏空，導(dǎo)致工作面漏垮冒頂事故。       （一）井巷工程地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)       1.井巷工程施工前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)，利用地質(zhì)勘探、已有井巷工程揭露有關(guān)地質(zhì)資料，預(yù)測工程施工過程中可能遇到的地質(zhì)破碎帶、大斷層、陷落柱、背向斜擠壓等構(gòu)造，松軟厚煤層的位置，影響范圍，以便制定有針對(duì)性的安全技術(shù)措施。       2.井巷工程施工過程特殊的地質(zhì)技術(shù)環(huán)境觀察，井巷工程頂板裂隙發(fā)育，地質(zhì)破碎帶出現(xiàn)，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(jié)力，尤其是斷層面成為導(dǎo)水裂隙時(shí)更是彼此分離、漏煤、大淋水等現(xiàn)象，是可能冒頂預(yù)兆，就必須果斷預(yù)測，加以防范。       （二）預(yù)防井巷漏垮冒頂?shù)陌踩夹g(shù)措施       1.選用合適的支護(hù)，巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度以抗衡圍巖壓力。支架所能承受的變形量，應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。       2.盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時(shí)，盡可能采用有初撐力的支架，支架施工時(shí)要嚴(yán)格按工序質(zhì)量要求進(jìn)行，并特別注意頂與幫的背嚴(yán)背實(shí)問題，杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現(xiàn)象。       3.凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn)，在新支護(hù)時(shí)應(yīng)先護(hù)頂，再施工。巷道替換支架時(shí)，必須先支新支架，再拆老支架。靠近掘進(jìn)工作面10米長度內(nèi)的支護(hù)，在爆破前必須加固，被爆破崩倒、崩壞的支架必須先修復(fù)。       4.在易發(fā)生推垮冒頂?shù)南锏乐幸岣呦锏乐Ъ艿姆€(wěn)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(wěn)定性，以防推倒。傾斜巷道中支架被推倒的可能性更大，其支架后拉撐件的強(qiáng)度，密度要適當(dāng)加大，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(hù)應(yīng)用       井巷工程施工遇異常破碎頂板，松軟煤層，需繼續(xù)往前施工，預(yù)防冒頂重點(diǎn)是控制頂板。對(duì)此，近年來我們?cè)诿旱V井巷作業(yè)施工實(shí)踐中應(yīng)用超前支護(hù)，減少冒頂，效果明顯。在掘進(jìn)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(jìn)方向打眼，留設(shè)鉆桿，數(shù)條鉆桿形成渠與圍巖共同承載，達(dá)到控制頂板。鉆桿長度3～5米，平行鉆桿間距15～20cm，鉆桿條數(shù)根據(jù)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(jié)后，逐步用長鉆桿加深到最終長鉆桿固定下來。鉆桿是否復(fù)用回收，必須根據(jù)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(fù)使用此方法，相互疊加使用。例如：豐海煤礦307采區(qū)+15C9N，兩次過厚煤層，301采區(qū)-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(jī)YZ—24型。 　　2.鉆頭規(guī)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(kuò)大       防止和減弱大面積切冒危害的原則是改變巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，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(kuò)大巖層中裂隙以弱面的作用。       （二）局部繞灌混凝土充填       井巷冒頂空間大，高度5～6米以上，裝頂控制頂板難度較大及無法操作，混凝土砌拱過冒頂區(qū)，按正規(guī)的程序作業(yè)施工困難，基礎(chǔ)無法先挖。必須根據(jù)空間掌握，能施工拱體或墻體先局部澆灌上混凝土。冒頂區(qū)附近圍巖往往壓力大、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(duì)砌體不完整的部位進(jìn)行修整完善。豐海礦307采區(qū)-130石門冒頂處理，加福礦206采區(qū)軌道上山-20岔口冒頂都采用該方案過冒頂區(qū)。       四、結(jié)語       煤礦井巷工程施工頂板冒頂事故災(zāi)害的預(yù)防和處理，是生產(chǎn)施工管理過程一項(xiàng)不可避免的工作，影響到礦井安全、生產(chǎn)、效益多方面。