???????? (二)巷道支護及其材料????????? "
??????? 支護形式及支護材料的選擇取決于巷道圍巖性質(zhì)、壓力大小、巷道的服務(wù)年限、用途及巷道的斷面形狀等因素。
??????? 傳統(tǒng)的巷道支護有木支護,料石及混凝土砌喧、礦用工字鋼支護、U型鋼支護。目前廣泛采用的有錨桿支護以及噴射混凝土支護。
???????? 1、木材支架木材支架常用的結(jié)構(gòu)主要是梯形棚子,棚子間距通常在0.5-1.Om之間。木材支架的優(yōu)點是重量輕,加工容易,對巷道條件的變化適應(yīng)性大,并有一定的支撐力。一般不作為主要支護形式,只在局部地段使用,木支架的缺點明顯,強度低,易于腐爛,使用期短,維修費用高,通風(fēng)阻力大,不防火,對圍巖移動的適應(yīng)性差,因此,采準(zhǔn)巷道應(yīng)盡量不用或少用木支架。
???????? 2、料石和混凝土砌碹
??????? 石材支護是以天然石材及人工石材為主要原料,并以水泥砂漿膠結(jié)而成的支護。它和混凝土砌碹支護,主要用在服務(wù)時間較長,且地壓較大的井筒及主要巷道中作為永久支護。
??????? 3、金屬支架
??????? 金屬支架主要用U型鋼和礦用工字鋼制造,U型鋼是為制造可縮性支架而設(shè)計的,礦用工字鋼多用于制造剛性支架。 金屬支架的優(yōu)點是具有承載能力大,可多次復(fù)用,儲運方便,架設(shè)容易、迅速等優(yōu)點,是
??????? 采準(zhǔn)巷道中使用時間最長的一種支護形式。
??????? 4、錨桿支護
???????? 錨桿支護是錨固在煤、巖體內(nèi)維護圍巖穩(wěn)定的桿狀結(jié)構(gòu)物,是一種主動支護形式,與被動支護相比,具有支護工藝簡單,支護效果好,支護成本低、施工方便等優(yōu)點。
??????? 錯桿種類繁多,按錨固方式可分為三大類:黏結(jié)式、機械式、摩擦式;按錨固長度可分為:全長錨固、端部錨固、加長錨固;按錨桿的工作特性可分為可拉伸錨桿與不可拉伸錨桿;按錨桿強度的大小可分為普通錨桿、高強錨桿、超高強錨桿。
??????? 5、噴射混凝土支護
??????? 噴射混凝土支護是用噴射機將混凝土混合物噴射在巖石表面上硬化而成的一種文護。先將砂、石過篩,按配合比和水泥一同送人攪拌機內(nèi)攪拌,然后用礦車將拌合料運送至工作面,經(jīng)上料機裝人以壓縮空氣為動力的噴射機,再經(jīng)輸料管吹送到噴頭處與水混合后噴射在巖面上。
???????? 6、錨噴支護
??????? 錨噴聯(lián)合支護,使錨桿支護和噴射混凝土支護取長補短、互為補充,是一種性能更好的支護形式。錨桿與其穿過的巖體形成承載加固拱,噴射混凝土的作用則在于封閉圍巖,防止風(fēng)化剝落,和圍巖結(jié)合在一起,對錨桿間的表面巖石起支護作用。
??????? 三、巷道頂板事故的防治
??????? (一)造成巷道冒頂事故的因素
??????? 造成巷道冒頂事故的因素包括:自然地質(zhì)因素、T程質(zhì)量因素、采掘工程因素和管理工作不到位等四個方面。
??????? 1、?自然地質(zhì)因素
??????? (1)巖層層理影響。巖層內(nèi)應(yīng)力經(jīng)過重新分布,容易造成巖層離層脫落。若有0.5-lm較弱巖層或煤層形成復(fù)合頂板時,空頂區(qū)頂板更容易發(fā)生彎曲、離層、下沉,造成圍巖整體穩(wěn)定性差,發(fā)生頂板冒落和片幫的概率增多。
??????? (2)鑲嵌型圍巖結(jié)構(gòu)的影響。鑲嵌結(jié)構(gòu)巖體中的巖塊與原巖體之間多為光滑結(jié)構(gòu)面,使層面黏聚力極低,導(dǎo)致巖層在無支護空頂區(qū)易突然墜落,大塊墜巖可能推垮不穩(wěn)定支架,造成沒有預(yù)兆的突發(fā)性頂板事故。
??????? (3)巖層節(jié)理裂隙及破碎帶影響。巖層節(jié)理裂隙發(fā)育時破壞了巖體的完整性,尤其是風(fēng)化帶、斷層破碎帶、層間錯動帶及稽皺破碎帶、擠壓破碎帶等地帶的圍巖松散破碎,更易造成巷道頂板冒頂事故。
??????? (4)地下水的影響。地下水對巖石具有減小層間摩擦系數(shù),降低巖石的強度,使巖石軟化、崩解或體積膨脹,容易促使巷道冒頂事故的形成。
??????? 2、施工質(zhì)量因素
??????? (1)支架架設(shè)質(zhì)量差。未按操作規(guī)程架設(shè)支架,導(dǎo)致支架阻力不能及時發(fā)揮作用,使圍巖松動破壞圈擴大,易造成冒頂事故;支架間連接性不好,使支架的橫向穩(wěn)定性差,易造成多架支架傾倒的大面積冒頂,尤其是在傾斜巷道。
??????? (2)掘進打眼爆破參數(shù)掌握不好。炮眼角度不當(dāng),或裝藥量過大,爆破時易崩倒支架,且使掘進工作面增大圍巖破壞圈的范圍,易造成冒頂及片幫事故。
??????? 3、采掘工程因素
??????? 當(dāng)受到來動引起的巖層運動和支承壓力的影響時,圍巖破壞范圍擴大,如果支護質(zhì)量不好,極易造成片幫與冒頂事故。巷道掘進時,圍巖內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力重新分布,頂板巖層受到不同程度的破壞,尤其當(dāng)兩巷道貫通時,在交叉點處懸露面積大,頂板破壞更加嚴(yán)重,極易造成冒頂事故。在翻修、維護巷道時,由于圍巖內(nèi)應(yīng)力二次重新分布,造成頂板破碎范圍擴大,也易造成冒頂事故的發(fā)生。
??????? 3、?管理因素
??????? 4、? 管理工作不到位造成操作規(guī)程不能落實,安全檢查沒有認(rèn)真進行,沒有及時發(fā)現(xiàn)和處理
??????? 事故隱患,也容易造成冒頂事故。
??????? (二)巷道冒頂事故的預(yù)防措施
??????? 巷道頂板事故多發(fā)生在掘進工作面及巷道交叉點及巷道貫通處。
??????? 1、掘進工作面冒頂事故的原因及防治措施
??????? 1)掘進工作面冒頂?shù)脑?br />
??????? 掘進破巖后,頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊,如果支護不及時,該巖塊可能與巖體完全失去聯(lián)系而冒落。掘進工作面附近已支護部分的頂部存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊,一且支護失效,就會冒蔣造成事故。
??????? 2)掘進工作面冒頂事故的防治措施
??????? (1)根據(jù)掘進工作面巖石性質(zhì),嚴(yán)格控制空頂距,當(dāng)掘進工作面遇到斷層摺曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育的巖層時,棚于應(yīng)緊靠掘進工作面。對掘進工作面新懸露出來的頂板,應(yīng)采用及時支護或超前臨時文護,以保證安全作業(yè)。
??????? (2)加強安全檢查,『格執(zhí)行敲幫問頂制度,危石必須挑下,無法挑下時應(yīng)采取臨時支撐措施,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。
??????? (3)在地質(zhì)破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育區(qū)掘進巷道時,要縮小棚距;在掘進工作面附近應(yīng)采用拉條等把棚子連成一體,以防止棚子被推垮,必要時還要打中柱以抵抗突然來壓。
??????? (4)及時整理爆破崩倒或崩歪的支架。
???????? 2、支架支護巷道冒頂事故的原因及防治措施
??????? 1)支架支護巷道冒頂事故的原因
??????? 支架支護巷道的冒頂可分為壓垮型、漏垮型和推垮型3類。
??????? (1)壓垮型冒頂是因巷道頂板或圍巖施加給支架的壓力過大,壓垮了支架,從而導(dǎo)致巷道頂部己破碎的巖塊冒落。
??????? (2)漏垮型冒頂是因無支護巷道或支護失效@非壓壞)巷道頂部存在游離巖塊,這些巖塊在重力作用下冒落。??????????????????????????????? ,
??????? (3)推垮型冒頂是因巷道頂幫破碎巖石,在其運動過程中存在平行巷道軸線的分力,如果這部分巷道支架的穩(wěn)定性不夠,可能被推倒而發(fā)生冒頂。
???????? 2)支架支護巷道冒頂事故的防治措施
??????? (1)在可能的情況下,巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體申,并盡量避免采動的影響。
??????? (2)巷道支架應(yīng)有足夠的支護強度,以抗衡圍巖壓力。
??????? (3)巷道支架所能承受的變形量,應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。
??????? (4)盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時,盡可能采用有初撐力的支架;支架施工時要嚴(yán)格按工序質(zhì)量要求進行,并特別注意頂與幫的背嚴(yán)背實問題,杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現(xiàn)象。
??????? (5)凡因支護失效而空頂?shù)牡攸c,重新支護時應(yīng)先護頂,再施工。
??????? (6)巷道替換文架時,必須先支新支架,再拆老支架。
??????? (7)在易發(fā)生推垮型冒頂?shù)南锏乐?,要提高巷道支架的穩(wěn)定性,可以在巷道的支架之間用拉撐件連接固定,增加支架的穩(wěn)定性,以防推倒。傾斜巷道中,支架被推倒的可能性更大,其支架間拉撐件的強度、密度要適當(dāng)加大。
??????? 3)錨桿支護巷道冒頂事故的原因及防治措施
??????? 巷道成巷后,在原巖應(yīng)力和次生應(yīng)力(包括回采等引起的各種文承壓力@的作用下,巷
??????? 道圍巖產(chǎn)生變形,如果巖石不能啟穩(wěn),且錨桿參數(shù)選擇不當(dāng),錨桿間排距過大、錨桿支護材料
??????? 選擇不當(dāng)、錨桿支護系統(tǒng)的匹配不合理等,使錨桿支護系統(tǒng)的錨固力不足,這種變形就得不
??????? 到有效的控制,就會不斷發(fā)展,最終導(dǎo)致圍巖冒落和冒頂。
??????? 預(yù)防錨桿支護巷道冒頂?shù)拇胧?,主要是正確選擇錨桿支護的參數(shù),加強施工管理,保證
??????? 工程質(zhì)量。
??????? 4、巷道交叉處及巷道貫通處冒頂事故的原因及防治措施
??????? 1)巷道交叉處及巷道貫通處冒頂事故的原因
??????? 巷道交叉處冒頂事故往往發(fā)生在巷道開盒時,因為開岔口需要架設(shè)抬棚替換原巷道棚子的柵腿,如果開岔處巷道頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊,并且圍巖正向巷道擠壓,而新架設(shè)抬棚或強度不夠,或穩(wěn)定性不夠,就可能造成冒頂事故。
??????? 當(dāng)巷道圍巖強度不是很大時,頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊以及圍巖向巷道擠壓就在所難免,如果開岔處正好是掘巷時的冒頂處,則情況更為嚴(yán)重。新文設(shè)抬棚的穩(wěn)定性與以下兩個方面的因素有關(guān),抬棚架設(shè)一段時間后d能穩(wěn)定,過早拆除原巷道柵腿容易造成抬棚不穩(wěn);開口處圍巖尖角如果被壓碎,抬柵腿失去依靠也會失穩(wěn)。
??????? 巷道貫通部位的頂板巖層其穩(wěn)定性己遭受一次破壞,貫通時如果不事先探明,不制定相應(yīng)的特殊措施,就容易發(fā)生頂板事故。
??????? 2)防治巷道開岔處及貫通處冒項的措施
??????? (1)開岔口應(yīng)避開原來巷道冒頂?shù)姆秶?。選好開幫和貫通地點,要選擇在頂板和地質(zhì)條件比較好,遠(yuǎn)離交岔點、停采線和煤柱等各種受集中文承壓力影響的地方。
??????? (2)必須在開岔口抬柵文設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿,不得過早拆除,切忌先拆柵腿、后支抬棚。開幫貫通地點附近的支架要加固,若近處有空頂及空幫情況,小范圍可加密支架,背好頂幫;大范圍的應(yīng)用木垛接頂處理,同樣要用板皮背好打緊。
??????? (3)保證抬棚有足夠的強度。開幫貫通巷道的交接處要及時扶上抬柵,抬棚承載能力大小應(yīng)視圍巖性質(zhì)而定,一般選擇大于正常支護材料承載能力的2-3倍。耍及時進行支護,縮短頂板暴露時間。
??????? (4)開幫掘進的新巷與原巷的方位要保持較大的夾角(最好大于45。@。當(dāng)開口處圍巖尖角被壓壞時,應(yīng)及時采取加強抬棚等穩(wěn)定性措施。
??????? (50貫通前要進行超前探測,并處理好被透點的積水、瓦斯等有害氣體情況,制定相應(yīng)的安全措施。
??????? (三)巷道維修及冒頂處理方法
??????? 當(dāng)圍巖壓力增大時,可能出現(xiàn)巷道發(fā)生變形、斷面變小、支架折損或頂幫漏煤(巖)塊等現(xiàn)象,甚至發(fā)生冒頂。這時必須及時進行處理,如果處理不及時或措施不當(dāng),可能延緩處理時間,使小變形變成大變形,小冒頂變成大冒頂,增加維修和處理的難度,還可能發(fā)生人身傷亡事故。
???????? 1、巷道維修及冒頂處理的一般原則
??????? (1)先外后里。先檢查該處前后5m范圍內(nèi)支架的完整情況,有問題先處理。必要時可采取臨時加固措施,例如加密支架,加打木垛,前后支架拉緊支牢等,以增加后路、外圍支架的支護能力和穩(wěn)定性,確保后路暢通。
??????? 對一段巷道進行維修和冒頂處理時,也必須堅持先處理外面的@離安全出口近的那一頭,再逐漸向里面前進,直至全部完成。禁止在巷道只有一個安全出口的情況下,兩頭同時進行處理工作,以防止再一次發(fā)生冒頂時,將人員堵在里面。