掘進巷道頂板和支護管理

劉曉鋒

摘要：結合我礦各井田、采區掘進石門及煤巷頂板管理的實踐經驗，闡述巷道掘進時頂板和支護管理的一些方法，根據不同的地質條件、不同的巖性情況，采用相應的管理措施和支護形式。

關鍵詞：巷道 掘進 頂板管理

0 前言：柯坑煤礦開采范圍橫垮三個井田，分別為：后洋井田、上京井田、永豐井田，主要可采煤層有：19#、26#、39#、41#等四層；掘進不同地段的石門、不同煤層的煤巷所對應的地質條件不同，針對不同的條件的掘進巷道的頂板管理應采取不同的措施。

1 松軟破碎煤巖層掘進時的頂板及支護管理

我礦上京井田19#煤層、后洋井田39#煤層、永豐井田41#煤層，掘進石門揭露煤層段及掘進煤巷部分煤巖層巖性松、軟、破碎，其主要特點是：“軟、弱、松、散”，其軟主要表現在巖層的強度低，遇水易崩解和膨脹，能產生塑變和流變；弱主要是巖層因地質構造、風化等使得巖層產生弱面、造成強度低、穩定性差；松主要是巖層結構疏松、容重輕、孔隙度增大；散主要是巖層未固結或固結性差，由于這些特點使得巷道在掘進過程中，巷道的四周都會產生位移，且位移時間長，因此掘進時要考慮最終位移量，以使巷道成型后達到設計要求，針對這種情況掘進時應盡量采用使圍巖暴露面積小、時間短的方法。

1.1短支短掘法

采用短支短掘法，巷道掘進長度不宜過長，一般為0.5米～1.0米，先護好頂幫，再架設永久支架。

1.2超前導硐法

在掘進時首先掘進小斷面，采用臨時支護，然后擴刷至滿足實際要求的斷面，斷面成型后架設永久支架。

1.3 撞楔法

在邊掘邊冒頂（片幫）的情況下，可沿掘進斷面的周邊在已架好的支架后面，用鋼釬（金屬插板）或木制插板打撞楔前進，如果掘進后仍有冒落現象，可以采用噴砼與撞楔配合。

2 巷道局部冒頂時的頂板及支護管理

我礦永豐井田41#煤層、上京井田39#煤層等煤巷掘進過程中，遇頂底板破碎帶、煤層向背斜軸部煤層突然變厚段，易出現局部冒頂，可采取以下方法管理頂板。

2.1木垛處理法

掘進遇巖層破碎或煤層易垮而出現局部冒頂時要先封頂，以控制冒頂范圍的擴大，采用木垛法進行處理，處理人員站在冒落的矸石堆安全的一側，用長撬棍將冒落的頂部浮矸搗凈，確認無冒頂危險時，再抓緊時間安設支架，架好護頂木垛，在其上面逐次加快加高木垛，直到到達冒頂的最高點將頂托住，在冒頂高度小于3 米時，長度較大時，在護頂圓木的掩護下，采用由外向里逐段架設支架和木垛進行處理。

2.2錨噴支護法

在具備錨噴條件時，要首先采用錨噴支護處理冒頂，處理人員將冒落區的頂幫浮矸搗掉后，站在煤巖堆安全側，先向冒落區噴射一層3O～50毫米的砂漿，然后在封兩幫，初噴層凝固后，再打錨桿，并及時掛網，進行復噴，復噴不易超過200 毫米，冒頂處理完后要及時架設支架，并將支架的頂幫背嚴，支架間要上拉桿進行連鎖，使棚與棚連成整體。

3 過垮落巷道的頂板管理

3.1撞楔法

當頂板巖石破碎且繼續冒落，無法清理冒落物和架棚時，應采用撞楔法進行處理，首先把棚立在冒頂邊緣，然后從棚頂梁向冒落區打入撞楔，將頂部巖石頂住，打撞楔可以從左上角（右上角）開始逐漸打到右上角（左上角），撞楔要斜著往上打，一次打入的深度一般為200—400 毫米，巖石壓力越大，撞楔打入的斜度也越大，撞楔打入后，就在其掩護下清理跨落的煤巖，當清理出一棚空間后，著手立下一架棚，并在撞楔末端下面襯上方木，方木中間要留出切口，以便插入下一行撞楔，以后就在已經架好的兩棚中間加拉桿，這樣重復進行，循環向前通過冒頂區。

3.2搭涼棚法

冒落的拱不超過1米時，頂板煤巖不再冒落，冒頂長度不大時，可以用5—8根長料搭在冒落區兩頭上，然后在“涼棚”的掩護下，進行出矸架棚。

3.3井字木垛法

當冒落高度不超過5米，且頂板穩基本穩定，不再繼續冒落時，可將冒落的煤巖清除一部分，使之成為自然的堆積，留出工作人員上下及運料的空間，將準備工作做好后，在冒落的煤巖上架木垛，直接支撐頂板，接實背好，然后開始清理煤巖，當清出煤巖的空間能夠架一棚時，立即架棚，架好后再出煤巖，夠一棚時的空間時，再架棚，一直繼續下去，直到處理完畢。

3.4 井字木垛和小棚結合法

當冒頂的高度超過5米時，冒落范圍比較穩定，為了節省坑木和加快速度可以用井字木垛和小棚結合法處理，使用這種方法的技術要求高，不易架牢支架。

4 掘進大斷面巷道的頂板及支護管理

在掘進采區峒室和大斷面車場時，根據地質條件、圍巖情況選擇不同的掘進方式，并采取相對應的措施管理頂板。

4.1地質條件復雜時，可以采用導硐施工法掘進，即在煤巖層的某一部位掘出l～2條斷面較小的硐室，導硐一般為4～8米，然后進行挑頂或臥底，逐步擴大斷面到設計要求，導硐施工法可分為中央下導硐施工法和兩側導硐施工法。施工時的注意事項：在施工過程中，嚴格執行“敲幫問頂制度”，要指定專人進行觀山并有專人負責處理頂板，根據頂板情況，采取臨時支護，對不易挑落的大塊矸石，應架設頂柱，對冒落地段采用木垛或托梁護頂，在處理留下的巖柱時，采用密打眼、打淺眼，少裝藥的方法，以防止震裂拱頂。

4.2在巖層穩定或比較穩定的情況下，可以采用臺階施工法掘進大斷面巷道，我礦207采區絞車房的施工時采用該方法，該掘進施工方法即把所要掘進的巷道分成幾個分層，每分層的高度大致可以為1.8～2.5 米，最大不應該超過3米，上分層（下分層）工作面始終超前于下分層（上分層）工作面一定的距離形成2個臺階工作面同時施工，根據臺階的布置方式可以分為正臺階工作面和倒臺階工作面。施工時的注意事項：在施工過程中，嚴格執行“敲幫問頂制度”，特別是上分層頂部的浮石必須及時撬干凈。

5 掘進巷道迎頭的頂板及支護管理

掘進巷道采用金屬棚支架支護時，巷道迎頭附近的金屬棚支架往往因放炮震動而造成倒棚，可以采取以下幾個方面的措施防止倒棚現象的出現，以控制掘進巷道迎頭段的頂板。

5.1在架設的第一棚，兩側梁與腿接口處各緊貼一塊厚度不小于3cm的米尺板，然后用材徑不小于12cm，斜撐在巷道的底板，在棚腿的中部也打一根斜撐柱至底板，加強支護的穩定性。

5.2在每兩棚梁間打4根橫撐柱，柱子與棚梁保持平行。在每左右兩側的棚腿間各打橫撐柱3～4根，橫撐柱盡量保特在同一條線上，確保受力均橫。

5.3耙碴機前方段架棚的棚腳底幫兩側的碴石不要出干凈，留設0.8～1.0m高的碴石，能有效的穩定支架.待耙碴機往內移后，再將兩側的碴石出干凈。

5.4采用多打眼、少裝藥、放小炮、正向裝藥施工方法，周邊眼按最小眼距布置，以減少放炮震動沖力對支架穩定性的影響。

6 結束語

掘進巷道施工應根據所掘巷道的地質條件、圍巖穩定性等情況選擇合理的施工方法，采取與圍巖條件相適應的頂板管理方式，應最大程度地減少對頂板的擾動，采用能有效地控制頂板的巷道支護方式，并在材料使用上做到節約不浪費。遇冒頂處理應迅速及時，并根據冒頂程度選擇合理的處理方式，巷道迎頭的支架應采取有效的加固措施，以防止放炮震動對支架的破壞。endprint