井下巷道掘進時的頂板管理研究

　　摘要：在進行井下巷道的掘進作業時，頂板管理是非常重要和關鍵問題，如果頂板冒落會導致巷道的堵塞，甚至會引起瓦斯的超限，嚴重影響掘進巷道的速度。所以，在井下掘進巷道時必須要加強對頂板的管理，同時，由于地質的差異，在進行頂板管理時要針對不同情況采取相應的管理措施。本文主要介紹了井下巷道掘進頂板管理的必要性。
　　關鍵詞：井下巷道掘進　頂板管理
　　中圖分類號：TD327　文獻標識碼：A　文章編號：1672-3791(2012)01(b)-0167-01
　　1　井下巷道掘進頂板管理的必要性
　　在煤礦的井下掘進巷道時，對頂板進行有效的管理是確保安全生產的重要因素。在礦井的巷道開掘之后，在巷道的圍巖在其后原巖的應力及作用之下，會向著開掘以后的巷道移動，破壞圍巖里的平衡，生產的應力會重新進行分布，如果此時不及時地進行支護，那巷道的圍巖就很容易發生較大的位移、變形及破壞。其主要的表現是頂板下沉等現象，嚴重的話則很可能會造成巷道的堵塞，這會極大地危害現場的生產和施工人員的生命安全。但是，上面提到的采動后的地壓現象并不是不能抗拒的，經實踐可知，只要在巷道開掘之后能夠進行合理的支護，就能完全地阻止圍巖過大的變形及破壞，確保生產的安全。然而，因為巷道所在位置和用途的不同、圍巖的巖性不同，以及開掘之后巷道受力的不同，支護的形式也就應該不同，否則，若支護的選型不恰當、密度不足或者強度偏低也會導致支護的失效。
　　2　掘進巷道時進行頂板管理應注意的問題
　　2.1　一定要堅持敲幫問頂
　　在掘進工作的前后、打眼放炮的前后都必須要敲幫問頂，清理浮矸的人員要在上幫的安全地點，依從頂到幫的順序來進行，并且，要安排專人進行觀看，如果發現隱患，必須要立即排除。
　　2.2　爆破后嚴禁空頂作業，要及時進行臨時支護(即前移前探梁，并將網片、鋼金托梁、絞頂大板鋪設至前探梁上且采用木楔將頂絞實背牢)
　　2.3　掘進過程中若頂板破碎，礦壓顯現比較明顯，必須及時縮小錨桿或錨索間排距加強支護
　　迎頭附近常備有加強支護材料(錨索、木枕、圓木)。
　　2.4　放炮前后要對放炮地點前后10m范圍內錨網支護質量進行認真檢查，如果發現錨網支護質量不合格，一定要先處理好之后才能進行施工
　　處理時應從外向里處理，保證后路暢通。
　　2.5　在掘進厚煤層的中下分層的順槽時，要事先觀察頂板的冒落矸石是否壓實，在掘進是要及時觀察對前方的老巷及構造等狀況，并且及時地制定有效的措施。
　　2.6　嚴格按照作業規程規定控制控頂距
　　2.7　在掘進過程中，若出現頂板高冒，需補打錨桿時。必須由班組長或有經驗的人員進行處理。并且設專人指揮，觀察頂板，動作要迅速，發現險情及時撤人
　　3　防治頂板事故的應對措施
　　3.1　嚴格地執行有關的操作規程，安全檢查、交接班等制度
　　對于有關的操作規程、安全檢查、交接班等制度一定要嚴格地執行，由于巷道掘進工作的危險性，只有嚴格地執行相關的制度和規范，才能確保施工的安全，防止施工的發生，減少和避免損失的發生。同時，要密切地注意圍巖的穩定性的狀況和變化，以及時地發現危險隱患，如果發現異兆，一定要立即進行處理，以防患于未然。
　　3.2　合理地確定煤柱的尺寸
　　合理地確定煤柱的尺寸，是巷道掘進時支護設計的重要部分之一，通常，影響巷道的支護的因素主要有：高應力的動靜壓、水平應力所引起的片幫、劇烈底鼓及冒頂及采動所引起的支承壓力等。必須要綜合地考慮煤柱上面的作用載荷、煤柱和頂底板相互的作用及安全系數、煤柱內部應力的分布、煤柱強度等等因素，以確定煤柱的尺寸，以方便掘進的順利進行。
　　3.3　運用先進的技術手段，堅持科技的創新，提高管理水平
　　不斷地促進技術的進步及開拓創新，是做好井下巷道掘進時頂板管理重要的動力及手段，這對于井下煤層工作面的掘進工作特別重要。同時，圍巖的復雜狀況及其受力的狀態也很需要運用各種科技手段進行動態的分析。
　　3.4　強化對支護效果的監測
　　要不斷地建立和健全班組長的自檢、工區區長的日檢以及定期地抽檢等相關的監測制度。運用好壓力表、迎頭配備的扭力扳手、錨桿的拉力計等等監測設備和儀器，且做好詳細的記錄，并且存檔及備案。在巷道里，每隔一段距離就設立一個監測站，并安裝相關的監測設備，以監測巷道的變形量與壓力值、頂板的離層量，并監測及判斷頂板和圍巖的穩定性、錨桿的受力狀況，以便有效了解支護的效果，以對巷道的掘進進行全程地監測和控制，進行科學、有效地頂板管理。
　　3.5　一定要做好對巷道掘進段的地質調查
　　根據所掌握的地質資料(包括地質構造分布情況與產狀。以及巖性變化的大致可能地段等)及時制定具體的施工方法與安全措施。特殊地段，應當有相應的針對性措，施，否則不能開工。
　　3.6　若掘進接近斷層或者穿斷層帶，要注意的問題
　　(1)巷道的支護要盡量地運用砌旋或是可縮性的支架來支護，要縮小棚距，在距離斷層接近5米的時候要使用密集支柱。(2)在破碎帶里掘進巷道時，要盡可能地做到一次就能成巷，以減少暴露圍巖的時間，減少頂板在出露以后的撓曲離層，增加頂板的穩定性。(3)要減小空頂的距離，并及時地設臨時性支架，當然，永久性的支架也不能少，兩者間的距離不能過大。(4)使用砌旋式進行支護時，每次的掘進寬度不可以大干1m，巷道的支架背板也必須要嚴實，這樣既可以增強支架對于圍巖的支護力，還可以避免掘進中出現漏頂或者漏幫。(5)盡量地減少放炮的裝藥量，以減輕放炮時對斷層帶周圍的破碎頂板震動，要是放炮時難以控制和管理頂板，有發生冒頂的危險時，就要改變掘進方法，即用手稿方法來掘進。
　　4　結語
　　在煤礦的井下掘進巷道時，對頂板進行有效的管理是確保安全生產的重要因素，在掘進巷道時一定要根據實際情況，選擇正確合理的施工方法，善于把握井下巷道掘進時頂板的特征及其支護的規律、巷道的圍巖及礦壓的特點，并依靠和創新科學技術，采取各種針措施不斷地完善和強化頂板管理的相關制度，加大對頂板管理的力度，進行有效地頂板管理，以提高作業環境和施工人員的安