巷道支护方式选择和顶板事故预防探究

《巷道支护方式选择和顶板事故预防探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、巷道支护方式选择和顶板事故预防探究摘要：文章根据陈圻煤矿的岩性特点，对改扩建工程掘进施工中的巷道支护方式进行研究，选择了安全、经济、合理并适用于该类岩层掘进的支护方式，预防了顶板事故的发生，从而促进矿井安全生产管理和提髙企业经济效益。关键词：支护方式选择；顶板事故；预防措施中图分类号：TD327.2文献标识码：A文章编号：1006-8937(2013)08-0174-011问题的提出陈圻煤矿原来为地方小煤矿，1997年投产，设计生产能力3万t/a。由于受产业政策影响，2010年被省属国有企业整合并购，并于2011年进行改扩建，建设规模和设

2、计生产能力为6万t/ao改扩建工程设计掘进及扩刷工程量4000多米，在施工过程中发现矿井围岩稳定性不仅变化大，而且围岩较为破碎；断层较多，层理发育，围岩易风化脱层；断面较大时易冒顶，导致安全的不稳定因素增多，不仅给安全造成较大压力，也给改扩建工程进度和经济性之间形成矛盾。因此，加强掘进巷道支护方式选择和顶板事故预防研究,确保施工安全和提高经济效益是必须解决的重要课题。2矿井原有巷道支护方式①矿井开采煤层及围岩情况。矿区开釆煤层主釆煤层为B5煤层，倾角平缓，平均厚度1.1m,煤层较不稳定。煤层顶板岩性为粉砂岩、砂质泥岩，底板岩性为细砂岩。矿

3、井大小断层较多，围岩稳定性级别跨度大，受构造破坏地段岩性较破碎，顶板较易垮落。矿井开拓过程中，遇这些地段易产生冒顶、片帮等工程地质问题。①矿井改扩建前巷道支护情况。矿井改扩建前支护方式主要有木支架、水泥支架、旧钢管支架。主要是原来巷道断面小，巷道宽度在1.8m左右，基本能满足。但存在木支架易腐烂；水泥支架笨重，难架高，占巷道面积；旧钢管支架不受压。3矿井围岩及采取支护情况由于矿井改扩建工程建设，随着国家安全生产标准提高，矿井生产规模扩大及区段延深，提升、运输、供电、通风等系统都进行了较大变化，加大了巷道断面。造成顶板暴露风化面积加大，顶板

4、更易冒落。原有的水泥支架、钢管支架不能在现有施工巷道中使用，矿井巷道掘进初期以喷浆为主。由于矿井扩建初期，围岩资料收集不全，没有相应的措施来保证支护的安全。进行支护设计时，只能进行简单的工程类比，没有可靠依据。同时，由于巷道断面较大，掘进时采用中深孔爆破作业，对围岩破坏较大。而且复杂的地质条件，造成支护形式跟不上围岩变化。为了确保安全，就用木支架进行临时支护，造成后期进行重新支护，严重制约工程进度和提高工程造价。因此，在认真分析现场岩性变化、巷道用途及服务年限不同，分别选取以下几种支护方式。①喷浆支护。在岩性比较好、破碎程度不高地点，采用

5、喷浆支护，防止风化效果较好。主要优点是速度快、成本低。缺点是在岩性较破碎或层理发育地点不能使用。①锚杆（锚喷）支护。在顶板层理发育，受压后断裂脱层的巷道使用。锚杆主要加大顶板层理之间拉力，增加喷浆则防止层理氧化，防止脱层。主要优点是成本低、架设快、不占用巷道断面空间。缺点是受到条件限制，破碎地点不能使用，施工打眼较为困难。②金属支架。根据国家推广"以钢代木”，矿井也积极推广使用。主要在运巷压力较大、岩性较破碎使用。主要优点是安全适用，可以复用，架设方便。缺点是成本高，初期投入大。③砌雀支护。采用碎石和混凝土砌確。在岩性破碎、断层破碎带、压

6、力较大及机房山同室等地点使用。主要优点是抗压能力强，帮顶不冒落。缺点是造价高，进度慢。4顶板事故的预防及巷道支护方式的选择4.1顶板事故的基本特点及原因①发生顶板事故的特点。冒顶段普遍较小，且发生在地质条件变化的地段。如小断层、岩石破碎、顶板裂隙发育、墙拱交接区边缘有极易发生离层的弱面存在等。冒顶地点都发生在成巷部分，交叉点段。②顶板事故的原因。对地质条件变化掌握不到位，不能及时了解和掌握施工现场的顶板情况，无法采取及时有效的措施来应对条件的变化。在类似条件巷道支护设计的对照应用中，降低支护等级，强调支护成本，忽视技术问题；调进尺考核，忽

7、视施工质量控制监测；特殊地段设计的支护方案落实不到位。虽然矿井在巷道支护技术攻关和推广应用的总体安全形势较好，但也存在的一些问题。特别是在维护期长的静态临界巷道冒顶现象表现为突发性、超常规性和大规模性三个特点。因此必须系统地研究，根据围岩性质总结出一整套科学、合理、可行的巷道支护方式，实现巷道支护技术的本质安全。4.2巷道顶板事故预防①支护巷道的特点。巷道支护的目标是在尽量低的支护成本条件下使巷道围岩稳定，防止围岩产生危害性塌落，并保持有足够的使用断面。其支护巷道的特点有：围岩松软、破碎，节理、层理发育，支护的对象是破裂煤岩体,岩稳固性能

8、差；受地质构造影响，围岩结构及物理力学性质变化大，构造应力也有很大差别；在构造强烈作用下围岩变形剧烈，绝对变形量大；巷道工程量大，服务时间短，支护结构必须简单实用，造价低廉。以上这些特点决定了