注冊安全工程師輔導：巷道頂板事故防治的探討
發布時間：2011-09-30 共1頁
近年來，隨著高檔普采和綜采的逐步發展，回采工作面頂板事故防治技術和設備的逐步提高，回采工作面頂板事故率逐步下降，而巷道頂板事故則相對上升，因此探討巷道頂板事故的成因和相應的防治措施，減少巷道頂板事故已成為當務之急。
1 巷道頂板事故的種類
巷道頂板事故按圍巖結構及冒落特征分為以下幾類：①鑲嵌型圍巖墜矸事故；②離層型圍巖片幫冒頂事故；③松散破碎圍巖塌漏抽冒事故；④塊狀圍巖斷裂冒頂事故；⑤軟巖膨脹變形毀巷事故。
上述5類巷道頂板事故中，鑲嵌型圍巖墜矸事故一般約占50%，在其他頂板事故中，以離層型圍巖片幫冒頂事故和松散破碎圍巖塌漏抽冒事故為主。
2 巷道頂板事故的原因分析
2.1 鑲嵌型圍巖墜矸事故原因分析
（1）開工前或放炮后，在無支護空頂區，敲幫問頂和找掉不及時、不徹底或違章操作，對隱性鑲嵌型頂板未發現或未采取有效措施。
（2）空頂范圍大，空頂距離超過作業規程規定。當工作面節理裂隙發育時，未采取有效措施。
（3）在炮掘工作面，尤其在大斷面巷道或交叉點，炮眼布置不合理，裝藥量過大，崩倒或崩歪迎頭支架。
（4）在機掘工作面，由于斷面大，進度快，空頂面積迅速增大，受采動支撐壓力和沖擊地壓等外力影響，大型鑲嵌型墜矸在空頂區失穩墜落，甚至推垮不穩定的迎頭支架。
2.2 離層型圍巖片幫冒頂事故原因分析
（1） 工作面出現“傘檐”離層斷裂向下方自由空間滑移導致劈幫。
（2） 錨噴巷道封閉錨噴不及時或質量不符合要求，巷道受淋水、放炮震動等外在因素影響，圍巖風化剝落。
（3）空頂面積大，無超前支護，迎頭支架不及時或架設質量差；拱型金屬支架卡纜螺母扭矩小，支撐力不足，整體性差。
2.3 松散破碎圍巖塌漏抽冒事故原因分析
（1）在空頂區，由于空頂范圍大，破碎圍巖懸露時間長，支護未跟到迎頭，造成迎頭塌漏抽冒。
（2）在迎頭支護區，由于放炮崩倒迎頭支架而塌冒，或支架未插嚴背實，造成空頂虛幫。
（3）在地質作用破碎帶、采掘影響破碎區，巷道穿過老巷或松軟厚煤層、巷道維修及收尾回撤支架區，未采取有效的安全措施，造成塌漏抽冒事故。
（4）在巷道交叉點及貫通點，因巷道支撐壓力集中疊加，抬棚上方直接頂冒落范圍及高度擴大；抬棚架設質量及材質不合格或長期失修。
3 巷道頂板事故的防治措施
由于巷道頂板事故的原因不同，為了有效防止事故的發生，必須根據不同類型事故有針對性地采取措施。
3.1 鑲嵌型圍巖墜矸事故的防治措施
根據此類頂板事故的特點，應采取如下防治措施：
（1） 開工前、班中及放炮后，堅持按操作規程敲幫問頂，發現危巖隨時找掉。
（2） 改進人工敲幫問頂和找掉方法，研制測定“危巖”穩定性的聲振譜發射儀和安全找掉工具。
（3）根據圍巖性質、掘進工藝和支護形式，確定合理的空頂距離。當空頂區節理、裂隙發育，有隱性危巖時，必須縮小空頂距離，采取臨時支護或錨桿支護。
（4）炮掘工作面應嚴格按鉆眼爆破圖表施工。放炮前加固迎頭支架，放炮后及時支架。
3.2 離層型圍巖片幫冒頂事故的防治措施
此類事故多發生在圍巖層理極其發育、圍巖風化及空頂面積過大條件下，主要應采取以下措施；
（1） 易風化剝落的巷道，應在一晝夜內封閉錨噴到迎頭，封閉噴漿厚度至少20mm。
（2） 合理確定空頂距離及超前支護形式。在炮掘工作面，應根據圍巖條件和永久支護形式，采用穿梁超前支護、固定前探梁或鉸接前探梁支護、托鉤架梁無腿棚支護或錨桿超前支護等形式。在機掘工作面，應發展配套的液壓邁步前移超前支架。
（3）合理選擇巷道位置及掘進時間，根據離層型圍巖特征，采用適應的錨桿支護或金屬拱型可縮性支架。圍巖壓力大的巷道應縮小棚距，選用限位卡纜。服務年限較長，斷面在10m2以上，圍巖壓力較大的巷道，支架之間必須用金屬拉桿穩固連接。
3.3 松散破碎圍巖塌漏抽冒事故的防治措施
此類事故隱患比較明顯，同時也最容易由較小的冒落迅速發展成大面積高拱冒落。防治措施主要有以下幾種：
（1） 炮掘工作面采用對圍巖震動較小的掏槽方法，控制裝藥量及放炮順序。
（2） 根據不同情況，采用超前支護、留中心垛掘進法、短段掘砌法、超前導峒法等少暴露破碎圍巖的掘進和支護工藝，縮短圍巖暴露時間，盡快將永久支護緊跟到迎頭。
（3）根據圍巖性質、巷道服務年限及用途，合理選擇不同的永久性支護形式，通過壓力異常區時，應縮小棚距，加強支架的穩固性。
（4）積極采用圍巖固結及冒落空間充填新技術。對難以通過的破碎帶，采用注漿固結或化學固結新技術。對難以用舊木料充填的冒落空洞，采用水泥骨料、化學發泡、金屬網構件或氣袋等充填新技術。
（5）采上分層工作面時，回凈順槽及開切眼支架，鋪滿假頂，放落頂板，堅持注水或注漿提高再生頂板質量；避免出現網上空洞區。下分層掘進以預留木橛為導向，必須過無網區或出入網邊時，必須打撞楔控制頂板。遇有網兜、網下沉、破網或網上空洞區，必須采取措施處理后再往前掘進。
（6）選用大直徑優質木抬棚或金屬抬棚，嚴格按抬棚操作規程架設及維修。要控制一幫扒門裝藥量，無特殊回固措施不得利用抬棚牽吊大件，防止抬棚被運行礦車及設備刮撞。在老巷道利用舊棚 子套改抬棚時，必須先打臨時支柱或托棚。在巷道貫通或通過交叉點前，必須采用點柱、托棚或木垛加固前方支架，控制放炮及裝藥量，防止崩透崩冒。
（7）維修老巷時，必須從有安全出口及支架完好的地方開始。在斜巷及立眼維修時，必須架設安全操作平臺，加固眼內支架，保證行人及煤矸溜放暢通。
1 巷道頂板事故的種類
巷道頂板事故按圍巖結構及冒落特征分為以下幾類：①鑲嵌型圍巖墜矸事故；②離層型圍巖片幫冒頂事故；③松散破碎圍巖塌漏抽冒事故；④塊狀圍巖斷裂冒頂事故；⑤軟巖膨脹變形毀巷事故。
上述5類巷道頂板事故中，鑲嵌型圍巖墜矸事故一般約占50%，在其他頂板事故中，以離層型圍巖片幫冒頂事故和松散破碎圍巖塌漏抽冒事故為主。
2 巷道頂板事故的原因分析
2.1 鑲嵌型圍巖墜矸事故原因分析
（1）開工前或放炮后，在無支護空頂區，敲幫問頂和找掉不及時、不徹底或違章操作，對隱性鑲嵌型頂板未發現或未采取有效措施。
（2）空頂范圍大，空頂距離超過作業規程規定。當工作面節理裂隙發育時，未采取有效措施。
（3）在炮掘工作面，尤其在大斷面巷道或交叉點，炮眼布置不合理，裝藥量過大，崩倒或崩歪迎頭支架。
（4）在機掘工作面，由于斷面大，進度快，空頂面積迅速增大，受采動支撐壓力和沖擊地壓等外力影響，大型鑲嵌型墜矸在空頂區失穩墜落，甚至推垮不穩定的迎頭支架。
2.2 離層型圍巖片幫冒頂事故原因分析
（1） 工作面出現“傘檐”離層斷裂向下方自由空間滑移導致劈幫。
（2） 錨噴巷道封閉錨噴不及時或質量不符合要求，巷道受淋水、放炮震動等外在因素影響，圍巖風化剝落。
（3）空頂面積大，無超前支護，迎頭支架不及時或架設質量差；拱型金屬支架卡纜螺母扭矩小，支撐力不足，整體性差。
2.3 松散破碎圍巖塌漏抽冒事故原因分析
（1）在空頂區，由于空頂范圍大，破碎圍巖懸露時間長，支護未跟到迎頭，造成迎頭塌漏抽冒。
（2）在迎頭支護區，由于放炮崩倒迎頭支架而塌冒，或支架未插嚴背實，造成空頂虛幫。
（3）在地質作用破碎帶、采掘影響破碎區，巷道穿過老巷或松軟厚煤層、巷道維修及收尾回撤支架區，未采取有效的安全措施，造成塌漏抽冒事故。
（4）在巷道交叉點及貫通點，因巷道支撐壓力集中疊加，抬棚上方直接頂冒落范圍及高度擴大；抬棚架設質量及材質不合格或長期失修。
3 巷道頂板事故的防治措施
由于巷道頂板事故的原因不同，為了有效防止事故的發生，必須根據不同類型事故有針對性地采取措施。
3.1 鑲嵌型圍巖墜矸事故的防治措施
根據此類頂板事故的特點，應采取如下防治措施：
（1） 開工前、班中及放炮后，堅持按操作規程敲幫問頂，發現危巖隨時找掉。
（2） 改進人工敲幫問頂和找掉方法，研制測定“危巖”穩定性的聲振譜發射儀和安全找掉工具。
（3）根據圍巖性質、掘進工藝和支護形式，確定合理的空頂距離。當空頂區節理、裂隙發育，有隱性危巖時，必須縮小空頂距離，采取臨時支護或錨桿支護。
（4）炮掘工作面應嚴格按鉆眼爆破圖表施工。放炮前加固迎頭支架，放炮后及時支架。
3.2 離層型圍巖片幫冒頂事故的防治措施
此類事故多發生在圍巖層理極其發育、圍巖風化及空頂面積過大條件下，主要應采取以下措施；
（1） 易風化剝落的巷道，應在一晝夜內封閉錨噴到迎頭，封閉噴漿厚度至少20mm。
（2） 合理確定空頂距離及超前支護形式。在炮掘工作面，應根據圍巖條件和永久支護形式，采用穿梁超前支護、固定前探梁或鉸接前探梁支護、托鉤架梁無腿棚支護或錨桿超前支護等形式。在機掘工作面，應發展配套的液壓邁步前移超前支架。
（3）合理選擇巷道位置及掘進時間，根據離層型圍巖特征，采用適應的錨桿支護或金屬拱型可縮性支架。圍巖壓力大的巷道應縮小棚距，選用限位卡纜。服務年限較長，斷面在10m2以上，圍巖壓力較大的巷道，支架之間必須用金屬拉桿穩固連接。
3.3 松散破碎圍巖塌漏抽冒事故的防治措施
此類事故隱患比較明顯，同時也最容易由較小的冒落迅速發展成大面積高拱冒落。防治措施主要有以下幾種：
（1） 炮掘工作面采用對圍巖震動較小的掏槽方法，控制裝藥量及放炮順序。
（2） 根據不同情況，采用超前支護、留中心垛掘進法、短段掘砌法、超前導峒法等少暴露破碎圍巖的掘進和支護工藝，縮短圍巖暴露時間，盡快將永久支護緊跟到迎頭。
（3）根據圍巖性質、巷道服務年限及用途，合理選擇不同的永久性支護形式，通過壓力異常區時，應縮小棚距，加強支架的穩固性。
（4）積極采用圍巖固結及冒落空間充填新技術。對難以通過的破碎帶，采用注漿固結或化學固結新技術。對難以用舊木料充填的冒落空洞，采用水泥骨料、化學發泡、金屬網構件或氣袋等充填新技術。
（5）采上分層工作面時，回凈順槽及開切眼支架，鋪滿假頂，放落頂板，堅持注水或注漿提高再生頂板質量；避免出現網上空洞區。下分層掘進以預留木橛為導向，必須過無網區或出入網邊時，必須打撞楔控制頂板。遇有網兜、網下沉、破網或網上空洞區，必須采取措施處理后再往前掘進。
（6）選用大直徑優質木抬棚或金屬抬棚，嚴格按抬棚操作規程架設及維修。要控制一幫扒門裝藥量，無特殊回固措施不得利用抬棚牽吊大件，防止抬棚被運行礦車及設備刮撞。在老巷道利用舊棚 子套改抬棚時，必須先打臨時支柱或托棚。在巷道貫通或通過交叉點前，必須采用點柱、托棚或木垛加固前方支架，控制放炮及裝藥量，防止崩透崩冒。
（7）維修老巷時，必須從有安全出口及支架完好的地方開始。在斜巷及立眼維修時，必須架設安全操作平臺，加固眼內支架，保證行人及煤矸溜放暢通。
