巷道顶板事故的类型及防治.pdf

} l r ， 一 巷道顶板事故的类型及预防 中国矿业大 学 我国统配煤矿巷道顶板事故死亡人数 约 占全 部 顶 板事 故 死 亡 人数 的 2 0 ％ 因 此，分析巷道顶板事故的原因，寻求其预 防措施，从 而减少 固巷道 顶板事 故 『i ii 导致 的人员死亡，是一项非常重受的工作 巷道顶板事故多发生在掘进迎头、巷 道交叉 口贯通地点。根据 1 9 8 7年 1 9 8 8 年和 1 9 8 9 年全国顶板管理ll1 作会议所提供 的 1 6个案例统计，其中 l 4个案例的顶板 事故发 生在掘进迎 头和巷道 交叉 口， 占 8 8 ％；其死亡人数也占 8 8 ％ 可见，为了 防止发生巷道顶板事故，把注意力集 中在 事故多发地 点是十分必要的。与此同时， 根据冒顶事故真正原 因，以研究具有针对 性预防措施为 目的，对顶板事故按力学原 因进行分类 ，同样是 } ‘ 分必要 的。 从导致巷道顶板事故的力源看，有来 自垂直于巷道轴线的顶板压力．有来 自巷 道 无 支 护 处 或巷 道 支 护 失 效 处 的 顶板 重 力，也有来 自平 行于巷道轴线的顶板推 力 因此，从 力源出发 ，可 把巷 道顶板 事故归纳 为 压 ， 漏 ” “ 推 三 个基本类 弓 型 也 就是说 ，压垮型 冒顶事 故是 指垂 直 于巷道轴 线的顶 板力 压坏巷 道支架 而导致 的预板事故；漏 冒型冒顶事故是指巷道无 支护部分或支护失效部分 非压坏的松 散顶板因重力作用而冒落所导致的顶板事 故；推垮型冒顶事故则是指平行于巷道轴 线的顶板力推倒巷道支架而导致的顶板事 故。这种按力源进行顶板事故分类，既适 用于事故多 发地点，也适用 于其他地点。 从援引的 1 6 个案例看，属于压垮型的有 9 个，属于漏冒型的有 3 个，其余 4个则属 于推垮型 当然，由于事物的复杂性，有 些预板事故属于综合类型 巷道的 压 、 漏 、 推 冒顶事故，需 要用巷道支护的 支 、 护 、 稳 三种性能 来对付。 所谓 支 ，就是指巷道支护抵抗垂直 于巷遭轴线压力的性髓。锚喷、砌碹 、架 棚等巷道支护均具有支撑巷道围岩垂直于 巷道轴线压力的能力，都需要依据巷道的 围岩性质以及巷道受采动影响的程度 ，确 定支护的支撑强度。当围岩软弱，或受强 如果采用灰浆充填，则灰浆银快变硬，失 去弹性 四、几点结论意见 1 良好的架后充填，是提高支护效果 的有 效途径 2 架后充填 ，能提 高围岩 的 自承能 力，能控制围岩破碎带的继续扩大，能使 支架承受均布载荷 3 ． 充填体应具有一定弹性，在充填体 中加人孔 隙剂 ，则可吸收一部份矿 山压 力 4 ． 人工矸石充填，无须任何设备，对 我国一般矿井较 为适用 。在 现代化矿井 中，可试用机械充填。 5 ．现在必须着手于架后充填的研究与 实践。我国采准巷道维护状况不佳，其技 术原因在于架间无拉杆，架后无充填。开 一 3 9～ 维普资讯 烈 的采 动影响 时，围岩 的变形 量 指巷 道 顶底板移近量及两帮移近量将很大，若 超 过支护 材料 所能适应 的最大 变形量 ，支 护体会被压坏。为使巷道在使用期间不致 出现这种 局面 ，无限增大 支 护的支撑强 度 是不合理的，也是不可能的 合理的做法 是在支护体具有一定强度后，使它具有一 定的可缩性 可缩性金属 支架或可拉伸锚 杆就具备这种性能 可见，要对付垂直于 巷道轴线的围岩压力，预防巷道支架被压 坏导致 的压垮型冒顶事故，应在巷道围岩 较稳定，受采动影响较轻微，且巷道使用 期间围岩变形量不超过支护可能承受的变 形量时，可用刚性支架；如果巷道使用期 间围岩变形量过大，超过支护可能承受的 变形量 时，就要使用可缩支架 。因此，巷 道支护 支 的性能，应包括支撑力与可缩 性两个方面 ，设计巷道 支护 时应全 面考 虑 应 当指出，巷道压垮型冒顶事故与施 工质量关系很大 前面已经提到，在 1 9 8 7 年至 1 9 8 9 年三次全国顶板管理会议上提供 的 l 6个案例中，有 9个是属于压垮型冒 顶，其中有 7个是和巷道支架与顶板间投 有垛严接实，存在“ 空顶 有关。由于施工 时没有支好顶板，导致巷道围岩过大的变 形、松动、塌落，而塌落岩决 与巷道支护 之间又存在空隙，使围岩加给巷道支护的 不是“ 静压 ，而是 动压 ，从而摧毁巷道 支护，导致发生压垮型冒顶事故。由上述 可知，为预防压垮型冒顶，除设计巷道支 护时要全 面考虑 支护 的支撑力 与可椎性 外，还要狠抓施工质量，保证巷道支护与 围岩之间及时地垛严接实，充分发挥巷道 支护对围岩 支 的作用。这里强调一下， 及 时支护的重要性及时支护能有效抑制 围岩的变形，从而减少围岩对巷道支护的 压力。关于巷道支护 的 支 ，还有一点要 提及，就是架棚巷道倒替棚时 如回采工 作面上下两端巷道的倒替棚，巷道开叉处 的抬栅等】 ，必须先 支后拆，支稳后再拆 ， 否则将因局部地点巷道支护失却支撑性能 而导致压垮型冒顶 所谓 护” ，就是指巷道支护要护住巷 道顶板 有时还有两帮的危石或破碎岩 块，使其不受重力作用而冒落伤人 巷道 支护之 护 的性能，虽然也包括架棚巷道 架间的背顶、背帮和锚杆巷道的锚 网支护 等等，但晟主要的还是要用各种类型的 前 探掩护支架” 护住掘进迎头的未支护顶板 ， 使危石及破碎岩块不致旨落伤人，以便工 人能在有防护的条件下进行作业，从而防 止发生漏 冒型 冒顶事故 上述 1 6个案例 中，3 个漏 冒型 冒顶均是因为掘进迎头防 护工作没搞好，才造成冒顶死亡事故的 这里特别要强调的是，要切实保证 前探掩 护 支架 的质量，如果支架材料不合规格 谍矿务局使用经验表明， ’ 我国用 1 6 1 l 重钢 轧 制 的 2 9 U 型 钢 ， 较 之 西 德 进 口 的 T H5 8 ／3 6 一U 型钢 的材质要好 ，而巷道 却维护不好，其原因在于架后无充填。 参考资料 1 我国部分矿 区采区巷逍维护调研报告，1 9 8 1 年 1 1月． 2 温大维，对稚可嬉性金属拱形支架在无煤柱护巷 一 4o一 中的应甩效果 井巷地压与支护 1 9 8 5 年 1 期． 3 AⅡ -马克西奠夫．开掘昔道利用国岩承黄能 力的新型联台支架， 矿山压力与支护 ．1 9 8 6 年 2 期． 4 ．迈顿斯，岩石平巷丘宴筒合成硬石膏充填， 煤 炭科研参考资料 ，1 9 8 4年 2 期． 5 H伊雷斯贝格尔，煤矿岩石力学与支 护， 矿 山压力 ，| 9 8 4年刨科号 责任编辑李忠单 维普资讯 或施工质量没有保证，这种 前探掩护支 架 则起不到护顶护人的作用。 所谓 稳 ，就是指巷道支护抵抗平行 于巷道轴线推力的性能。架棚支护本身稳 定性很差，需要用拉条、撑木等增加它们 的稳定性。由于巷道围岩松动岩块的运动 规律受构造及岩块形状的影响，随机性很 大 ，其对巷道架棚所施加的推力，可能指 向轴线的前方，也可能指向轴线的后方， 因此，架棚之间的连接件，必须同时具有 防推与防拉两种性能。可见，为绝对保证 巷道架棚的稳定性 ，需要用特制的拉撑连 接件连接架棚，或 同时使用拉条 与撑木。 实践表明，巷道推垮型 冒顶多发生在斜巷 之中。上述 l 6个案例中，4个推垮型案例 无一例外均发生在斜巷。因此，对斜巷架 棚的拉撑连接件，在质量与强度方面应有 更高的要求。此外，斜巷架棚时的垛严接 实 问题，对预 防推垮型 冒顶也有很大意 义 上述 4 个推垮型案倒中，有 3个与巷 道 空顶 有关。由于塌落岩块与支架间存 在间隙，实际上形成冲击推垮，比 静力 的推，破坏性耍强得多 这里还要强调一 下巷道开叉 口抬棚的稳定性 问题，要因地 制宜地解决好。 综上所述，对于需要支护的巷道从总 体上看，是用巷道支护的 支 、 护 ， 稳 性能对付 可能发生的 压 、 漏 ， 推 冒 顶， 支 对付 压 、 护 对付 漏 ， 稳 对付 推 。实践 中，水平巷道应特别注意。 支 上述 l 6个案例中，9个压垮型案例有 7 倒是发生在水平巷道之内 ，掘进迎头要特 别注意 护 ，倾斜巷道应特别注意 稳 。 此外，巷道支护的 支 、 护 、 稳 性能 中， 。 支 是最基本的， 护 与 稳 是建立在 支 的基础之上，支架在 支 方面失效， 则谈不上 护 与 稳 了。 现实巷道顶板事故中，有一些属于综 合类型。例如连推带压以推为主；连压带 推以压为主等等，因此，不论是平巷 还是 斜巷，架棚巷道的 支 与 稳 必须 同时实 行。在 护 的方面，则可依巷道的围岩性 质而异 ；对开掘在完整的石灰岩或砂岩中 的巷道，支架与围岩之间除垛严接实外， 可不考虑背实背严的问题；对开掘在中等 稳定或破碎围岩中的巷道，则支架与围岩 之间要背好，甚至要背严。 开掘在特别坚硬而完整的石灰岩或砂 岩中的巷道，当其不受采动影响时， 由于 围岩 的弹性 变形极小 ，几 十年都 不会破 坏，往往不需要支护，必要时可喷射一层 砂浆以防风化。在这种条件下 ，就不存在 上述的以支护的 支 、 。 护 、 稳 对付可能 的 压 、 漏 推 问题 了。 在 1 9 8 7年于多年研究采场顶板事故类 型及其预防措施的基础上，曾把采场 冒顶 事故按力学原因归纳为 压 褥 、 。 推 三 种 基 本 类 型 ， 并提 出要 用采 场 支 护 的 支 、 护 、 稳 三种性能加以对付 参看 中国矿业大学出版社 1 9 8 9年 2月出版的 顶板灾害防治 一书 。当时就预感蓟巷道 顶板事故也可能归纳为 压 、 漏 、 。 推 三 种基本类型，也能够用巷道支护的。 支 、 护 、 稳 三种性能来对付 。经过近两三年 对巷道顶板事故案例的分析，以及对巷道 支护原理的研究，现在可以明确提出上述 观点 了。这样一来，实际上是把采扬顶板 事故的基本类型及其预防措藏与巷道顶板 事故 的基本类型及其 预防措施统 一起来 了。从原理上看，煤矿中的顶板事故、除 煤及瓦斯突出与冲击地压外，经常而大量 出现的都能按力学原因归纳为 压 、 。 漏’ 、 推 三 种基本 类型 ，都 能用煤矿 支护的 支 、 护 、 稳 三种性 能来解决。可以 说，预防煤矿冒顶事故有个六字诀，那就 是 压、漏、推；支、护、稳 。 责任编辑夏 津 一 4 l一 维普资讯