掘进巷道顶板和支护管理

刘晓锋

摘要：结合我矿各井田、采区掘进石门及煤巷顶板管理的实践经验，阐述巷道掘进时顶板和支護管理的一些方法，根据不同的地质条件、不同的岩性情况，采用相应的管理措施和支护形式。

关键词：巷道 掘进 顶板管理

0 前言：柯坑煤矿开采范围横垮三个井田，分别为：后洋井田、上京井田、永丰井田，主要可采煤层有：19#、26#、39#、41#等四层；掘进不同地段的石门、不同煤层的煤巷所对应的地质条件不同，针对不同的条件的掘进巷道的顶板管理应采取不同的措施。

1 松软破碎煤岩层掘进时的顶板及支护管理

我矿上京井田19#煤层、后洋井田39#煤层、永丰井田41#煤层，掘进石门揭露煤层段及掘进煤巷部分煤岩层岩性松、软、破碎，其主要特点是：“软、弱、松、散”，其软主要表现在岩层的强度低，遇水易崩解和膨胀，能产生塑变和流变；弱主要是岩层因地质构造、风化等使得岩层产生弱面、造成强度低、稳定性差；松主要是岩层结构疏松、容重轻、孔隙度增大；散主要是岩层未固结或固结性差，由于这些特点使得巷道在掘进过程中，巷道的四周都会产生位移，且位移时间长，因此掘进时要考虑最终位移量，以使巷道成型后达到设计要求，针对这种情况掘进时应尽量采用使围岩暴露面积小、时间短的方法。

1.1短支短掘法

采用短支短掘法，巷道掘进长度不宜过长，一般为0.5米～1.0米，先护好顶帮，再架设永久支架。

1.2超前导硐法

在掘进时首先掘进小断面，采用临时支护，然后扩刷至满足实际要求的断面，断面成型后架设永久支架。

1.3 撞楔法

在边掘边冒顶（片帮）的情况下，可沿掘进断面的周边在已架好的支架后面，用钢钎（金属插板）或木制插板打撞楔前进，如果掘进后仍有冒落现象，可以采用喷砼与撞楔配合。

2 巷道局部冒顶时的顶板及支护管理

我矿永丰井田41#煤层、上京井田39#煤层等煤巷掘进过程中，遇顶底板破碎带、煤层向背斜轴部煤层突然变厚段，易出现局部冒顶，可采取以下方法管理顶板。

2.1木垛处理法

掘进遇岩层破碎或煤层易垮而出现局部冒顶时要先封顶，以控制冒顶范围的扩大，采用木垛法进行处理，处理人员站在冒落的矸石堆安全的一侧，用长撬棍将冒落的顶部浮矸捣净，确认无冒顶危险时，再抓紧时间安设支架，架好护顶木垛，在其上面逐次加快加高木垛，直到到达冒顶的最高点将顶托住，在冒顶高度小于3 米时，长度较大时，在护顶圆木的掩护下，采用由外向里逐段架设支架和木垛进行处理。

2.2锚喷支护法

在具备锚喷条件时，要首先采用锚喷支护处理冒顶，处理人员将冒落区的顶帮浮矸捣掉后，站在煤岩堆安全侧，先向冒落区喷射一层3O～50毫米的砂浆，然后在封两帮，初喷层凝固后，再打锚杆，并及时挂网，进行复喷，复喷不易超过200 毫米，冒顶处理完后要及时架设支架，并将支架的顶帮背严，支架间要上拉杆进行连锁，使棚与棚连成整体。

3 过垮落巷道的顶板管理

3.1撞楔法

当顶板岩石破碎且继续冒落，无法清理冒落物和架棚时，应采用撞楔法进行处理，首先把棚立在冒顶边缘，然后从棚顶梁向冒落区打入撞楔，将顶部岩石顶住，打撞楔可以从左上角（右上角）开始逐渐打到右上角（左上角），撞楔要斜着往上打，一次打入的深度一般为200—400 毫米，岩石压力越大，撞楔打入的斜度也越大，撞楔打入后，就在其掩护下清理跨落的煤岩，当清理出一棚空间后，着手立下一架棚，并在撞楔末端下面衬上方木，方木中间要留出切口，以便插入下一行撞楔，以后就在已经架好的两棚中间加拉杆，这样重复进行，循环向前通过冒顶区。

3.2搭凉棚法

冒落的拱不超过1米时，顶板煤岩不再冒落，冒顶长度不大时，可以用5—8根长料搭在冒落区两头上，然后在“凉棚”的掩护下，进行出矸架棚。

3.3井字木垛法

当冒落高度不超过5米，且顶板稳基本稳定，不再继续冒落时，可将冒落的煤岩清除一部分，使之成为自然的堆积，留出工作人员上下及运料的空间，将准备工作做好后，在冒落的煤岩上架木垛，直接支撑顶板，接实背好，然后开始清理煤岩，当清出煤岩的空间能够架一棚时，立即架棚，架好后再出煤岩，够一棚时的空间时，再架棚，一直继续下去，直到处理完毕。

3.4 井字木垛和小棚结合法

当冒顶的高度超过5米时，冒落范围比较稳定，为了节省坑木和加快速度可以用井字木垛和小棚结合法处理，使用这种方法的技术要求高，不易架牢支架。

4 掘进大断面巷道的顶板及支护管理

在掘进采区峒室和大断面车场时，根据地质条件、围岩情况选择不同的掘进方式，并采取相对应的措施管理顶板。

4.1地质条件复杂时，可以采用导硐施工法掘进，即在煤岩层的某一部位掘出l～2条断面较小的硐室，导硐一般为4～8米，然后进行挑顶或卧底，逐步扩大断面到设计要求，导硐施工法可分为中央下导硐施工法和两侧导硐施工法。施工时的注意事项：在施工过程中，严格执行“敲帮问顶制度”，要指定专人进行观山并有专人负责处理顶板，根据顶板情况，采取临时支护，对不易挑落的大块矸石，应架设顶柱，对冒落地段采用木垛或托梁护顶，在处理留下的岩柱时，采用密打眼、打浅眼，少装药的方法，以防止震裂拱顶。

4.2在岩层稳定或比较稳定的情况下，可以采用台阶施工法掘进大断面巷道，我矿207采区绞车房的施工时采用该方法，该掘进施工方法即把所要掘进的巷道分成几个分层，每分层的高度大致可以为1.8～2.5 米，最大不应该超过3米，上分层（下分层）工作面始终超前于下分层（上分层）工作面一定的距离形成2个台阶工作面同时施工，根据台阶的布置方式可以分为正台阶工作面和倒台阶工作面。施工时的注意事项：在施工过程中，严格执行“敲帮问顶制度”，特别是上分层顶部的浮石必须及时撬干净。

5 掘进巷道迎头的顶板及支护管理

掘进巷道采用金属棚支架支护时，巷道迎头附近的金属棚支架往往因放炮震动而造成倒棚，可以采取以下几个方面的措施防止倒棚现象的出现，以控制掘进巷道迎头段的顶板。

5.1在架设的第一棚，两侧梁与腿接口处各紧贴一块厚度不小于3cm的米尺板，然后用材径不小于12cm，斜撑在巷道的底板，在棚腿的中部也打一根斜撑柱至底板，加强支护的稳定性。

5.2在每两棚梁间打4根横撑柱，柱子与棚梁保持平行。在每左右两侧的棚腿间各打横撑柱3～4根，横撑柱尽量保特在同一条线上，确保受力均横。

5.3耙碴机前方段架棚的棚脚底帮两侧的碴石不要出干净，留设0.8～1.0m高的碴石，能有效的稳定支架.待耙碴机往内移后，再将两侧的碴石出干净。

5.4采用多打眼、少装药、放小炮、正向装药施工方法，周边眼按最小眼距布置，以减少放炮震动冲力对支架稳定性的影响。

6 结束语

掘进巷道施工应根据所掘巷道的地质条件、围岩稳定性等情况选择合理的施工方法，采取与围岩条件相适应的顶板管理方式，应最大程度地减少对顶板的扰动，采用能有效地控制顶板的巷道支护方式，并在材料使用上做到节约不浪费。遇冒顶处理应迅速及时，并根据冒顶程度选择合理的处理方式，巷道迎头的支架应采取有效的加固措施，以防止放炮震动对支架的破坏。endprint