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復(fù)合頂板煤巷冒頂區(qū)域安全處理技術(shù)

文檔作者：張進(jìn)忠，張志榮文檔來(lái)源：寧夏王洼煤業(yè)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月10日
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106 能源技術(shù)與管理 2011年第2期
doi：10．3969／j．issn．1672—9943．201 1．02．041
復(fù)合頂板燥巷冒頂區(qū)域安全處理技木
張進(jìn)忠，張志榮
(寧夏王洼煤業(yè)有限公司，寧夏彭陽(yáng)756504)
[摘要] 通過(guò)對(duì)寧夏王洼煤業(yè)有限公司王洼二礦115011工作面運(yùn)輸順槽1D1—9向南巷
420 m附近頂板冒頂原因的分析，采取了錨網(wǎng)索加U25可縮性鋼棚聯(lián)合支護(hù)方式，
有效地控制了巷道圍巖變形，避免冒頂事故的再次發(fā)生。
[關(guān)鍵詞] 頂板冒頂；U25可縮性鋼棚；聯(lián)合支護(hù)方式
[中圖分類號(hào)]TD353[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-9943(201 1)02—0106_()3
1 工程概況
l15011工作面為寧夏王洼煤業(yè)有限公司王
洼二礦首采面，布置在五號(hào)煤層中。地面標(biāo)高
+1 710 m，運(yùn)輸順槽標(biāo)高為+1 370 m；五號(hào)煤均厚
9 m，煤層頂板由厚2．17 m偽頂、5．9 m粉砂巖和
1．17 m粗礫砂巖組成，其中偽頂為灰黑色碳質(zhì)泥
巖，含有植物莖葉化石，部分炭化，性脆，有擠壓現(xiàn)
象，具有滑面。直接頂為灰色、淺灰色粉砂巖，碳泥
巖；底板為泥巖和粉砂巖組成，泥巖為淺灰綠色，
局部紫紅色斑，層狀構(gòu)造，具有滑面，遇水易變軟，
粉砂巖為灰及深灰色，巨厚層狀，粉砂狀結(jié)構(gòu)，泥、
砂質(zhì)含量中等，具有滑面，局部見方解石脈，性脆，
半堅(jiān)硬。五號(hào)煤層頂板屬不穩(wěn)定巖體，底板屬穩(wěn)定
性較差巖體。
115011工作面運(yùn)輸順槽1D1—9向南巷
300～500 m區(qū)域內(nèi)有斷層，落差300～500 mm；掘
進(jìn)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)頂板出現(xiàn)淋水現(xiàn)象，涌水量
6～7 m3／h。近期發(fā)現(xiàn)距ID1—9點(diǎn)420 m處頂板下
沉明顯，立即采用一梁二柱加強(qiáng)支護(hù)，由于巖石破
碎，不夠穩(wěn)定，后發(fā)生頂板冒落，冒頂范圍約
6．0mX 5．0mX 3．5 m，冒頂段向邊界方向可能還
有冒頂區(qū)域。
2 巷道原支護(hù)方案
巷道原支護(hù)方案采取錨網(wǎng)索加3．8 m單體中
心點(diǎn)柱聯(lián)合支護(hù)方式。具體參數(shù)為：①錨網(wǎng)索支
護(hù)。巷道頂部采用 20 mm X 2 500 mm螺紋鋼錨
桿，2節(jié) 23 mm X 700 mm樹脂藥卷錨固，幫部
基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50904063)；中國(guó)
礦業(yè)大學(xué)青年科技基金(2008A003)
2O mm X 2000 mm螺紋鋼錨桿，1節(jié) 23 mm X
700 mm的樹脂藥卷錨固，錨桿抗拔力I>50 kN。錨
桿間排距：頂部為750mm X 800mm、幫部800mm X
800 mm，托板150 mm X 150 mm x 10 mm的A1鋼
板。頂部鋼筋網(wǎng)規(guī)格 6．5 mm鋼筋，網(wǎng)孔規(guī)格
120mm X 120mm，頂部長(zhǎng)寬尺寸6 000mm X 900mm；
幫部長(zhǎng)寬尺寸為：上幫3 300 mm×900 mm，下幫
1 700 mm×900 mm。錨索為 17．8 mm x 8 000 mm
的鋼鉸線，6節(jié)藥卷，全長(zhǎng)錨固，托梁為400 mm長(zhǎng)
的11 工字鋼，托板100 mm x 100 mm x 10 mm的
A，鋼板，3 ITI一組，每組3根，布置在巷道中頂及
左右2m處，抗拔力≥100 kN。② 中心點(diǎn)柱支護(hù)。
單體液壓支柱型號(hào)為DZ一3．8，沿巷道中線布置，
穿鞋戴帽，木鞋必須穿到實(shí)底，不得打在浮碴上，
木帽為400mm X 200mm X 150mm，木鞋為300mm X
200 mm x 50 mm的木托板。單體支柱迎山角，根
據(jù)煤層傾角調(diào)整。此段煤層傾角15?！?0。，迎山角
2?！?。，即1 rn垂線下距離為35 50mm。柱窩在
巷道中線偏西100 mm布置，迎山角合格。柱頭必
須用8 鐵絲與頂板鋼筋網(wǎng)綁扎牢固，柱身不得擋
激光。
3 新支護(hù)方案
為避免冒頂事故的再次發(fā)生，支護(hù)方案調(diào)整
為錨網(wǎng)索加U25可縮性鋼棚聯(lián)合支護(hù)方式。
3．1 錨網(wǎng)索支護(hù)
(1)錨桿為 20 mm x 2 500 mm螺紋鋼錨桿，
2~~23 mm x 700 mm的樹脂藥卷錨固，錨桿抗拔
力不小于50kN。錨桿間排距為800mmx800mm，
托板150mmx 150mmx 10mm的A3鋼板制作。
(2)鋼筋網(wǎng)規(guī)格為 6．5 mm的鋼筋，網(wǎng)孔規(guī)
格100 mm x 150 mm，長(zhǎng)寬尺寸為6 000 mm x
201 1年第2期 張進(jìn)忠，等復(fù)合頂板煤巷冒頂區(qū)域安全處理技術(shù) 107
900mm 。
(3)錨索為‘D17．8 mm×8 000 mm的鋼鉸線，
6節(jié)藥卷，全長(zhǎng)錨固，錨固力不小于100 kN，托梁
為400 mm長(zhǎng)的11 工字鋼，托板為100 mm×
100mm×10mm的A3鋼板，問(wèn)排距為1 500mm×
2 000mm。
3．2 U25可縮性鋼棚支護(hù)
U25可縮性鋼棚支護(hù)斷面如圖1所示。U25
可縮性鋼棚凈寬為5 050 mm，凈高為3 525 mm；
棚距為500 mm，梁、腿搭接長(zhǎng)度均為400 mm，4
副卡纜。每架安裝3根撐桿(位置在兩幫腰線處和
中線頂處)。
圖1 U25可縮性鋼棚支護(hù)斷面
4 巷道維修前的準(zhǔn)備工作
根據(jù)以往處理冒頂?shù)慕?jīng)驗(yàn)，維修該巷道冒頂
之前需要做好以下工作 ]：制定可行性方案和特
殊措施；準(zhǔn)備齊全所用物料；迎頭20 m范圍內(nèi)不
準(zhǔn)堆放雜物，保證人員在發(fā)生緊急情況時(shí)的撤離
路線暢通；迎頭工作人員必須是2 a以上的掘進(jìn)
工，新工人只許在后巷運(yùn)料；工作面必須有1名經(jīng)
礦指定的采掘?qū)I(yè)管理人員全權(quán)負(fù)責(zé)，包括安全、
質(zhì)量以及協(xié)調(diào)處理其他事情；工作面配備2臺(tái)7．5
kW潛水泵，根據(jù)工作面涌水量情況，加大對(duì)該段
巷道排水力度，保證施工地點(diǎn)無(wú)積水。
5 施工方法
(1)先由外向里(距冒頂區(qū)向北150 m范
圍)，巷道頂板脫層區(qū)打設(shè)一梁二柱，棚距為
800 mm，進(jìn)行維護(hù)，局部壓力大的地點(diǎn)增設(shè)點(diǎn)柱。
(2)到達(dá)巷道冒頂段時(shí)，先加強(qiáng)接近冒頂區(qū)
域的支護(hù)，用2．5～3 m單體與 型鋼梁架設(shè)一
梁三柱，且打戧柱，共架設(shè)6架，將切頂處鎖住。
(3)當(dāng)冒頂切頂位置支護(hù)完好之后，將原皮
帶截?cái)?，重新設(shè)皮帶機(jī)尾，使皮帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)出砟。
(4)后巷清理暢通，每班派4 5名老工人出
砟，灑水降塵，并觀察頂板變化情況，隨時(shí)敲幫問(wèn)
頂。
(5)出碴至人員能觀察頂板冒落情況為宜，派
2名有經(jīng)驗(yàn)的老工人敲幫問(wèn)頂，進(jìn)入冒落區(qū)，處理
活矸活石，確認(rèn)頂板穩(wěn)定、安全之后進(jìn)行全斷面錨
網(wǎng)索支護(hù)。
(6)冒落頂全斷面錨網(wǎng)索支護(hù)完好后，大量
出碴，架設(shè)U25可縮性鋼棚。架棚的同時(shí)，用半圓
道木，木楔將冒頂段呈“#”字型剎緊背實(shí)。
6 安全技術(shù)措施
(1)施工安全技術(shù)措施。在頂板下沉區(qū)域，由
外向內(nèi)打一梁二柱進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，棚距為800 mm，
在頂板未支護(hù)完好時(shí)，嚴(yán)禁任何人進(jìn)入到迎頭；由
班長(zhǎng)親自帶領(lǐng)5名有經(jīng)驗(yàn)的老工人在維修工作面
工作，班長(zhǎng)負(fù)責(zé)具體分工和人員組織，施工中必須
做到“先檢查(頂幫支護(hù))，后支護(hù)，再檢查”，保證
人員在支護(hù)可靠的條件下作業(yè)；敲幫問(wèn)頂工作應(yīng)
由當(dāng)班班長(zhǎng)具體負(fù)責(zé)，并由當(dāng)班班長(zhǎng)和一名有經(jīng)
驗(yàn)的老工人擔(dān)任，先頂后幫，找頂工具為一根特制
的3．0 m長(zhǎng)(~o20 mm圓鋼制成，靠近手把處設(shè)有
防止矸石滑下傷手的擋矸盤)釬桿，一人找頂，一
人觀察頂板，敲幫問(wèn)頂人員必須站在有支護(hù)的安
全地點(diǎn)，觀察頂板的人站在找頂人的側(cè)后方，兩人
要保證后退路線暢通，嚴(yán)禁空頂作業(yè)；找頂應(yīng)順裂
隙慢慢找下，不得硬刨、硬撬，遇有巖層離層，敲擊
發(fā)生“磕磕”聲響時(shí)，要立即檢查；找頂時(shí)，嚴(yán)禁旁
邊進(jìn)行其他作業(yè)，嚴(yán)禁任何人員干擾找頂人員，其
他人員必須站在支護(hù)可靠的地點(diǎn)；每班接班后，由
班長(zhǎng)負(fù)責(zé)，檢查后巷到施工地點(diǎn)的頂幫支護(hù)情況，
一前一后，兩人間距保持3 m，發(fā)現(xiàn)有托板松動(dòng)、
圍巖裂縫的地方，必須立即進(jìn)行處理，如果發(fā)現(xiàn)頂
幫有片幫、冒頂危險(xiǎn)時(shí)，兩人應(yīng)立即撤退，一人在
巷道人口處設(shè)置警戒，另一人向調(diào)度室匯報(bào)，由外
向里，先對(duì)該處進(jìn)行維護(hù)，處理妥善之前，嚴(yán)禁任
何人員從該處通過(guò)；處理冒頂段時(shí)，必須有隊(duì)干部
現(xiàn)場(chǎng)跟班指揮，打設(shè)可靠的點(diǎn)柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，嚴(yán)
禁任何人員進(jìn)入未采取可靠支護(hù)的冒落區(qū)域；必
須設(shè)有專人觀察頂板，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情(頂板掉砟，有響
聲，頂部離層，下沉等)必須立即通知所有人員撤
出，由隊(duì)干部帶領(lǐng)班長(zhǎng)從外向里檢查巷道支護(hù)情
況，采取可靠的措施(補(bǔ)打錨索，打設(shè)木點(diǎn)柱或木
108 能源技術(shù)與管理 2011年第2期
垛)后方可繼續(xù)作業(yè)，嚴(yán)禁冒險(xiǎn)作業(yè)；在錨網(wǎng)支護(hù)
打眼前，敲幫問(wèn)頂必須徹底，處理掉懸矸危巖，檢
查臨時(shí)支護(hù)、錨索支護(hù)是否可靠，無(wú)問(wèn)題后方可打
眼；架設(shè)u型棚子時(shí)，4人抬棚梁，1人專門觀察
頂板，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情立即撤人；棚子上的枕木必須背緊
剎牢，逐架向前推進(jìn)，只有確認(rèn)后巷支護(hù)可靠的情
況下方可向前推進(jìn)支護(hù)；每次向前推進(jìn)前，由班長(zhǎng)
親自對(duì)巷道支護(hù)進(jìn)行檢查，夠打設(shè)錨索排距時(shí)必
須及時(shí)打設(shè)錨索，錨索打設(shè)齊全可靠，然后對(duì)下一
排錨索的范圍進(jìn)行敲幫問(wèn)頂，確認(rèn)無(wú)誤后方可向
前推進(jìn)；施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常觀察頂幫和托板的變
化情況，當(dāng)巷壁片幫，托板被壓裂，頂板壓力增大
(下沉加速或掉砟)等情況時(shí)，必須立即停止作業(yè)，
撤出人員，同時(shí)向調(diào)度室匯報(bào)，待采取措施處理妥
善后方可人內(nèi)作業(yè)；安監(jiān)、監(jiān)理、建井隊(duì)每班安排
現(xiàn)場(chǎng)跟班干部，對(duì)冒頂處理進(jìn)行監(jiān)督及技術(shù)指導(dǎo)，
嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)交接班，并且每班要向調(diào)度室匯報(bào)
當(dāng)班安全質(zhì)量及任務(wù)完成情況。
(2)局部通風(fēng)及安全監(jiān)測(cè)安全技術(shù)措施。在
115021反風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與回風(fēng)下山交岔點(diǎn)處設(shè)置柵
欄，揭示警標(biāo)，禁止人員進(jìn)入115011運(yùn)輸順槽；局
部通風(fēng)機(jī)必須保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，每班由電工必須對(duì)
局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須立
即向調(diào)度室匯報(bào)，及時(shí)組織有關(guān)人員進(jìn)行處理，嚴(yán)
禁工作面出現(xiàn)無(wú)計(jì)劃停風(fēng)；風(fēng)筒吊掛平直，無(wú)漏風(fēng)
現(xiàn)象，確保迎頭足夠風(fēng)量；因檢修、停電等原因停
風(fēng)時(shí)，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，在停風(fēng)
巷口處設(shè)置柵欄，揭示警標(biāo)，禁止人員進(jìn)入，并向
礦生產(chǎn)指揮中心報(bào)告；工作面恢復(fù)通風(fēng)前，必須首
先檢查瓦斯，只有停風(fēng)區(qū)中最高瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)
1．0％和二氧化碳濃度不超過(guò)1．5％，并且在局部
通風(fēng)機(jī)及其開關(guān)附近10 m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)?
度不超過(guò)0．5％時(shí)，方可人工開啟局部通風(fēng)機(jī)；維
修工作面內(nèi)必須按照相關(guān)要求安裝安全監(jiān)測(cè)裝
置，甲烷傳感器掛在維修地點(diǎn)巷道頂部，并且隨施
工向前移動(dòng)；在維修期間風(fēng)筒口必須對(duì)準(zhǔn)冒頂區(qū)
域通風(fēng)，杜絕無(wú)計(jì)劃停風(fēng)現(xiàn)象；維修期間瓦檢員每
班對(duì)冒頂區(qū)域進(jìn)行2次瓦斯檢查，檢查順序由低
到高進(jìn)行；巷道在維修的過(guò)程中，如遇到臨時(shí)停
風(fēng)，要在維修段前方5 m處必須設(shè)置警戒，嚴(yán)禁任
何人員進(jìn)入冒頂區(qū)域；架設(shè)u型棚子用木板棚子
空距釘嚴(yán)，待絞頂作業(yè)完成后，對(duì)冒頂區(qū)域采用噴
漿密閉冒頂區(qū)域，防止在冒頂區(qū)域有害氣體集聚。
7 結(jié)論
冒頂事故對(duì)于煤礦來(lái)說(shuō)是非常嚴(yán)重的重大事
故，它威脅著人的生命安全和礦山安全生產(chǎn)，如果
措施得當(dāng)，就能夠避免冒頂事故的發(fā)生。由于
1 1501 l工作面運(yùn)輸順槽1D1—9向南巷300～500 m
掘進(jìn)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)頂板出現(xiàn)淋水現(xiàn)象，而頂板
具有遇水強(qiáng)度弱化的特點(diǎn)。而且由于頂板巖石破
碎，不夠穩(wěn)定，發(fā)生了冒頂事故，針對(duì)此種情況，制
定了冒頂處理安全技術(shù)保障措施，避免了冒頂事
故的再次發(fā)生。
[參考文獻(xiàn)]
[1]陳優(yōu)良，孫長(zhǎng)龍．錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護(hù)冒頂事故分析與
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[作者簡(jiǎn)介]
張進(jìn)忠(1964一)，寧夏固原人，工程師，現(xiàn)任寧夏王洼
煤業(yè)有限公司王洼二礦安全礦長(zhǎng)。
[收稿日期：2olo一07—16]
(上接第89頁(yè))
優(yōu)點(diǎn)：后部區(qū)風(fēng)井不壓設(shè)計(jì)區(qū)域煤田(風(fēng)井位
置在礦鐵與國(guó)鐵煤柱之間)；施工難度相對(duì)較小，
投入費(fèi)用比方案一少投入458．7萬(wàn)元；主扇房、圍
墻將不占綠地面積；地面工程量少，主扇廠房、圍
墻不用新建；全礦井形成兩個(gè)風(fēng)井回風(fēng)，有利于礦
井調(diào)風(fēng)和礦井水平延深。
缺點(diǎn)：在回風(fēng)道內(nèi)施工，受回風(fēng)流的影響；距
東部區(qū)煤田遠(yuǎn)，使巷道回風(fēng)阻力加大；施工主扇基
礎(chǔ)時(shí)，需要停后部區(qū)風(fēng)井主扇。
綜上分析，通過(guò)兩方案對(duì)比可以看出，南山煤
礦對(duì)后部區(qū)風(fēng)井進(jìn)行技術(shù)改造方案取代新建南風(fēng)
井，不但減少開拓工程量，同時(shí)大大減少了資金投
入、提高了經(jīng)濟(jì)效益，而且有利于南山煤礦的長(zhǎng)遠(yuǎn)
發(fā)展。
[作者簡(jiǎn)介]
張慶岐(1963一)，男，山東東阿人，工程師，1989年畢業(yè)
于雙鴨山礦務(wù)局工學(xué)院采礦工程專業(yè)，現(xiàn)工作于龍煤股份
有限公司鶴崗分公司南山煤礦設(shè)計(jì)室。
[收稿日期：201o一02—10]

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