浅谈煤矿掘进巷道的顶板管理

浅谈煤矿掘进巷道的顶板管理

李玉文

李玉文

国家能源集团神东煤炭集团开拓准备中心陕西省榆林市719315

煤矿掘进巷道的顶板事故主要是指采煤人员在采煤的过程中，顶板突然冒落，最终导致采煤人员伤亡、采煤设备损坏、采煤工程停止。顶板冒落同时会导致巷道堵塞，引起瓦斯超限，影响巷道掘进速度，可见煤矿掘进巷道的顶板事故对煤矿的安全生产会造成很大的影响，因此，为了保障煤矿日常生产安全，就应该进一步加强煤矿掘进巷道顶板管理，采取安全的防护措施。

一、煤矿掘进巷道的顶板事故防范的技术性措施

（一）对巷道断面进行优化

煤矿掘进巷道应该使用拱形顶板，这样便于施工，还能对巷道围岩的受力情况进行改善，以提高其承载能力。运用图像处理技术对煤矿掘进巷道的弧形底角断面和巷道的直角断面进行比较，然后对它们的受力情况进行计算，以此对巷道断面进行优化。

（二）对巷道结构进行优化，以免巷道出现冒顶现象

在煤矿掘进巷道中，经常利用支护形式是锚杆和锚索联合的组合拱。组合拱所起的作用是对拱进行加固。组合拱能够承受软弱岩层所施加的重力。还可以使岩体的硬度增加，避免巷道围岩出现变形。

当岩层倾向和巷道走向之间所存在的夹角非常小时，可以把长是1.8米的锚杆打进岩层中。如果巷道的顶板没有出现破碎的现象，那么打入岩层中的锚杆所处的方向可以和巷道的拱形边缘进行垂直，在这种状态下，锚杆所起的悬吊作用是非常小的。如果巷道的顶板出现破碎，那么打入岩层的锚杆方向就应该按照岩层发生的倾向变化而进行变化。

当岩层倾向和巷道走向之间所存在的夹角非常大时，就不能把锚杆的另一面打到岩层里，此时，悬吊和加固拱的作用不能充分的体现出来。如果另一面的岩层状态不稳定，那么就会使岩层出现破裂或者分离的现象，锚杆的加固作用也会在此消失。

由此可见，对锚杆支护形式进行设计时，要从岩层的厚度和岩层与巷道之间所存在的夹角方面考虑。同时还要从巷道的实际情况出发，选择长度不同的锚杆，进而起到加固的作用。也可选择锚杆和锚索组合支护。

（三）对支护施工形式进行改善

1.遵守支护原则。在具体的施工中，必须按照支护的基本原则进行，其中包括：（1）把支护作为设计的基础，运用带压和让压的支护方法；（2）使用强度较高的锚杆，对巷道围岩的受力和受压情况进行控制；（3）将支护作为重点，以防止巷道岩层出现破碎的现象；（4）防止巷道的局部发生的变形现象，导致巷道损坏。

2.掘进巷道的支护形式。（1）预留煤柱支护。这种形式是比较传统的，由于运输平巷主要是位于巷道的上区，回风平巷主要位于巷道的下区，在巷道的上区和下区中间有一个预留煤柱，使回风平巷能够远离峰值区。这种技术是非常简单的，而且对日常的通风和排水都很有利。但是预留煤柱支护形式也存在着一定的缺陷，要承担较高的支护费用，煤柱易造成损失，对巷道进行维护比较困难。同时煤柱的支撑压力对周围巷道的稳定性还会造成影响，甚至会出现安全隐患。（2）可缩性支架。可缩性支架的实际承载能力受连接件和支架的工作情况影响，在刚性阶段体现出来的是极限承载力，在通常情况下，极限承载力要比实际承载力大。（3）锚杆支护。锚杆对巷道围岩的稳定性起着很大的作用。由于煤矿掘进巷道所处的地质环境有所不同，锚杆所体现的功能也不同。利用锚杆支护主要是为了使巷道岩层更加稳定。如果在煤矿掘进巷道的实际支护过程中，利用单体锚杆不能对巷道进行加固处理，就可以利用组合锚杆的支护形式。

二、煤矿掘进巷道的顶板管理措施

（一）做好技术方面的工作

1.做好煤矿掘进巷道地质预测和预报工作。在煤矿掘进巷道掘进之前，应该根据巷道的实际情况，及时编制掘进地质说明书，遇到比较特殊的地质构造时，要对现场进行勘查，然后对相关资料进行整改。此外，煤矿企业还要将掘进区域的地质情况、水害因素进行调查。

2.合理的确定煤柱的尺寸。合理的确定煤柱的尺寸是巷道掘进支护设计的重要组成部分之一，通常影响巷道的支护因素主要有：高应力的动静压、水平应力所引起的片帮、采动所引起的支承压力等，必须要综合考虑煤柱上面的作用载荷、煤柱强度等等因素，以确定煤柱的尺寸，以方便掘进的顺利进行。

3.做好煤矿掘进作业准备工作。在掘进作业开始之前，必须按照掘进地质说明书等相关地质资料编制作业流程。同时要做好巷道的支护设计，熟悉巷道支护施工的基本流程，以保障施工的质量。在具体作业过程中要注意对顶板层进行监测，避免出现质量问题，如果出现了质量问题，就要追究设计人员、审批人员、施工人员以及验收人员的责任。

当煤质变得非常松软时，或者遇到断层后，应该及时对支护设计进行整改，并且建立技术安全管理制度，组织人员加强学习，确保施工安全和保障施工质量。

4.对各岗位的工作人员进行严格管理。煤矿企业必须结合实际，建立科学完善的操作流程，组织员工加强操作流程的学习，并且对员工的工作进行定期的检查和考核，督促煤矿掘进工和维修人员能够熟练的掌握施工的操作流程，在工作中锻炼自己的操作技能，进而做到对岗位工作人员的严格管理。

（二）对现场进行监督管理，保障施工安全

1.掘进巷道时必须制定敲帮问顶制度，同时现场施工人员必须严格落实敲帮问顶制度。是顶板事故的有效预防手段。

2.对于掘进巷道进行快掘快支有力于巷道顶板管理。

3.对于顶板破碎情况应当采取短掘短支，掘进长度不宜过长一般为500mm-1000mm，先护好顶后，再架设永久支架。

4.对施工工序进行管理。煤矿企业必须加强对掘进巷道施工现场的管理，督促施工队伍要严格按照施工工序进行，督促各个岗位的员工应该按照作业的基本流程进行施工，及时制止违反施工流程的现象，以保障施工质量。

5.对施工现场进行检查。煤矿企业必须在企业负责人的带领下，按照相关制度，完成施工任务。加强对施工现场检查，将煤矿掘进巷道的顶板管理工作放在首位，认真检查巷道支护设备，看看设备是否完好，排查安全隐患，采取可行性的防治措施。

（三）对煤矿掘进巷道进行监测和维护，保障巷道使用安全

1.对巷道实施监测。对煤矿掘进巷道的顶板进行监测，有利于加深对顶板离层的理解。对掘进巷道实行支护时，应该采用适合掘进巷道的支护形式，同时，要安排专业人员对顶板离层情况进行观察和记录。此外煤矿企业技术管理人员要定期对顶板下沉进行监测分析，提前采取解决措施，保证巷道使用过程中的安全可靠性。

2.加强巷道的顶板维修。煤矿企业必须制定煤矿掘进巷道的顶板维修制度，在进行维修之前，必须从巷道的自身实际情况出发，制定技术管理措施，组织维修人员加强学习，并且对维修人员的维修情况进行考核。对巷道的支护进行更换时，要安排专人对维修现场进行监督，监督维修人员使用的维修技术是否适合维修要求，同时还要提高维修人员的安全意识，确保维修人员能够在安全的环境下进行维修实际操作。

3.对巷道支护材料进行回收管理。当巷道支护材料可以进行回收之前，必须制定技术安全管理措施，在进行回收时必须使用回收专用设备，并且要严格按照相关的技术要求，杜绝违章作业。

（四）强化安全管理，将各项工作落实

1.煤矿各个管理部门应该定期召开煤矿掘进巷道的顶板管理会议，对煤矿掘进巷道的顶板管理存在的问题进行详细的分析，并且进行会议讨论，制定相应的预防措施。此外，煤矿管理人员以及煤矿企业员工应该加强学习煤矿掘进巷道的顶板管理知识，并且做好培训，以防止顶板事故的发生。

2.煤矿企业管理部门应该加强对掘进巷道的顶板管理进行监督，对巷道的支护设计、没有对顶板管理进行检测的，应该进行整改。

总结：

综上所述，煤矿掘进巷道的顶板管理对煤矿的安全生产有着重要作用。对巷道断面进行优化、对巷道结构进行优化、对支护施工形式进行改善以及加强对掘进巷道的顶板管理进行监督，有利于保障巷道的质量，预防顶板事故的发生。