掘进巷道支护措施

掘进巷道冒顶事故的原因及防治措施

张旭异(山西阳煤集团公司三矿，山西阳泉045008)

摘要：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，指出，为了防止井下掘进巷道发生冒顶事故，必须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。

关键词：掘进巷道；冒顶事故；防治措施

0 引言

巷道顶板事故多发生在掘进工作面及巷道交叉口。由于巷道冒顶而导致的死亡事故80％以上发生在这些地点。分析巷道冒顶事故原因，采取针对性的措施，预防事故的发生，对保证安全生产具有重大

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，顶部存在着将与岩体失去联系的岩块。如果支护不及时，该岩块可能因与岩体失去联系而冒落，或虽然已支护，但支护失效或支撑力不足，就会冒落造成事故。在断层、褶曲等地质构造破坏带，掘进巷道时顶板浮石的冒落，在层理裂隙发育的岩层中掘进巷道时，顶板的冒落等，都属于前者。因放炮不慎崩倒附近支架而导致的冒顶，因接顶不严实而导致岩块砸坏支架的冒顶等，则属于后者。此外，前者也可能同时引起后者的发生，例如，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

a)合理布置巷道。矿井主要巷道服务年限长，断面大，应布置在围岩强度高的煤层或底板岩层中。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。

b)选择合理的巷道断面尺寸和断面形状。

c)掘进工作面要及时进行临时支护，严禁空顶作业。靠近掘进工作面10m内的支护，在爆破前必须加固。爆破崩倒、崩坏的支架必须先行修复，之后方可进入工作面进行作业。修复支架时必须先检查顶、帮，并由外向里逐架进行。

d)掘进巷道时，禁止任意加大棚子或锚杆间距，严禁任意修改支护参数及材料规格。在坚硬和稳定的煤、岩层中，需要加大棚距和不设支护时，必须制订安全措施。

e)严格锚杆锚索巷道的工程质量，保证锚杆锚索巷道的锚固力，严禁使用失效锚固剂和不合格的锚杆、锚索。

f)加强锚杆锚索巷道的顶板岩性探测，依此信息不断修正支护参数，保证加强锚索的锚固端能够伸入到深部稳定岩层。

g)巷道掘进通过老巷、地质破碎带及淋水地带时，应根据情况采用前探支架、连锁棚子等专门措施进行支护，提高支架的支撑能力；棚子支护时应紧靠掘进工作面，并缩小棚距，在掘进工作面附近应采用拉条等把棚子连成一体防止棚子被推垮，必要时还要打中柱；锚杆支护时应采取“棚锚”联合支护的特殊措施。

h)严格要求巷道支护的规格质量，应按照《煤矿安全规程》的规定，不断进行检查和修理巷道，发现规格质量不合格或损坏的支架，应及时更换以防止冒顶事故的发生，保证通风、运输畅通和行人的安全。撤换支架和刷大巷道时，也必须由外向里逐架进行。撤换支架前，应先加固好工作地点前后的支架。在独头巷道内进行支架修复工作时，巷道里面应停止掘进或从事其他工作，以免顶板冒落堵人。

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

巷道交岔处冒顶事故往往发生在巷道开岔的时候，因为开岔口需要架设抬棚替换原巷道棚子的棚腿，如果开岔处巷道顶部存在与岩体失去联系的岩块，并且围岩正向巷道挤压，而新支设抬棚的强度不够，或稳定性不够，就可能造成冒顶事故。当巷道围岩强度不是很大时，顶部存在与岩体失去联系的岩块以及围岩向巷道挤压在所难免，如果开岔处正好是掘进时的冒顶处，则情况更为严重。新支设抬棚的稳定性与以下因素有关：

a)抬棚架设一段时间后才能稳定过早拆除原巷道棚腿容易造成抬棚不稳。

b)开口处围岩尖角如果被压碎，抬棚腿失去依靠也会失稳。抬棚的支撑性能是与选用的支护材料及其强度有关。

c)交岔点锚杆、锚喷巷道的原支护参数不合理，没有及时进行修正，采取加密支护。

2.2 预防巷道开岔处冒顶事故的措施

a)开岔口应避开原来巷道冒顶的范围。

b)提高抬棚的初撑力。必须在开口抬棚支设稳定后再拆除原巷道棚腿，不得过早拆除，切忌先拆棚腿，后支护抬棚。

c)注意选用抬棚材料的质量与规格，保证抬棚有足够的强度。

d)当开口处围岩尖角被挤压坏时，应及时采取加强抬棚稳定性的措施。

e)锚杆、锚喷巷道开口前，必须先对开口前后5m范围的巷道支护采取缩小锚杆排间距、或增加锚索进行补强支护。

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

a)压垮型冒顶是因巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大，损坏了支架，或支架阻力过小，从而导致巷道顶部已破碎的岩块冒落。

b)漏垮型冒顶是因无支护巷道或支护失效(非压坏)巷道顶部存在游离岩块，这些岩块在重力作用下冒落，造成事故的发生。

c)推垮型冒顶是因巷道顶板破碎岩石，在其运动过程中失去了与周围岩石力的联系，存在平行巷道轴线的分力，如果这部分巷道支架的稳定性不够，可能被推倒而发生冒顶。

3.2 支架支护巷道冒顶事故的预防措施

a)巷道应布置在稳定的岩体中，并避免采动的利影响。

b)巷道支架应有足够的支护强度以抗衡围岩压力。

c)巷道支架所能承受的变形量，应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应。

d)尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时，尽可能采用有初撑力的支架；支架施工时要严格按工序质量要求进行，并特别注意顶与帮的背严背实问题，杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象。

e)凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工。

f)更换巷道支护时，在拆除原有支护前，应先加固临近支护，拆除原有支护后，必须及肘除掉顶板活矸和架设永久支护，必要时还应采取临时支护措施。

g)支架间应设牢固的撑木或拉矸。可缩性金属支架应用金属支拉杆，并用机械或力矩扳手拧紧卡缆。在倾斜巷道中必须有防止矸石、物料滚落和支架歪倒的安全措施。

此外，在掘进工作面10m内、地质破碎带附近10m内、巷道交岔点附近10m内，冒顶处附近10m 内，都是容易发生顶板事故的地点，巷道支护必须适当加强。

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

a)压垮型冒顶是因巷道顶板或围岩施加给锚杆(索)的压力过大，损坏了锚杆(索)，或锚杆(索)的参数选择不合理，阻力过小，从而导致巷道顶部已破碎的岩块冒落。

b)漏垮型冒顶是因锚杆(索)支护失效(非压坏)，巷道顶部存在游离岩块，这些岩块在重力作用下冒落，造成事故的发生。

4.2 锚杆(索)支护的巷道冒顶事故的预防措施

a)巷道应布置在稳定的岩体中，并避免采动的不利影响。

b)合理选择锚杆(索)的参数，使之应有足够的支护强度以抗衡围岩压力。

C)巷道在掘进过程中应及时进行顶板探测，随时掌握顶板岩性的变化，合理调整锚杆、锚索的参数，使其锚固端在围岩松动圈以外，保证有效的锚固长度。

d)锚杆(索)巷道的锚杆(索)必须及时支护，避免空顶。尽可能做到锚杆(索)及早与围岩共同承载，充分发挥锚杆(索)的主动支护作用。锚杆(索)选型时，必须有足够的承载力；施工时要严格按工序质量要求进行，并特别注意按要求施加足够的预应力。

e)锚杆(索)巷道掘进遇构造时，必须实施严密措施提高其支护强度，或采取棚锚联合支护以达到有效的支护。

f)对已掘的锚杆(索)巷道不定期的观测，及时掌握巷道支护的变化情况，发现锚杆(索)失效、矿压显现明显变化时，应及时采取加棚或其他修护措施。

5 结语

为防止井下掘进巷道发生冒顶事故，必须根据巷道的不同类型、不同的施工地点及工艺采取相应的支护形式，且实际生产中，要根据巷道的围岩状况及时修正支护参数，技术上制订切实可行的安全措施，严格按技术措施执行，坚持正规操作，保证其支护质量，才能有效避免冒顶事故的发生。