动压下的巷道掘进与支护技术探析

1、动压下的巷道掘进与支护技术探析作者：丁磊来源：科技创新导报2012年第8期丁磊(山西省长治市潞安矿业集团漳村煤矿山西长治046032)摘要:突然的动压现象不但会造成煤岩体的振动与破坏，还可能使巷道垮塌，支架、设备损 毁，甚至发生重大的人员伤亡事故，因此必须引起矿井工作者的充分重视。本文以笔者参与施工 的实际工程为例，介绍了动压下的巷道掘进施工控制要点。关键词:动压巷道 掘进施工 锚网支护中图分类号:TU71文献标识码:A文章编号：1674-198X(2012)03(b)-0089-011引言以实现某矿采区通风为建设目的的辅助进风巷,其断面呈矩形，宽4.6m,高3.6m,预测该工作 面绝对瓦斯涌

2、出量为0.63m3/min1.13m3/min,煤尘具有爆炸性,煤层无自燃发火现象,顶压、 侧压明显，水文地质条件相对复杂。工程中以锚网支护作为掘进支护手段，并采用EBJ-120型掘 进机割煤、出煤,MQT-130型风动钻机及ZMS-60型风动煤钻打眼安装锚杆,机械式扭矩放大器紧 固锚杆施工。2动压巷道对掘进施工的影响煤矿巷道掘进及开采过程中，常存在着高应力下积聚着大量弹性能的岩体在一定条件下突然 释放能量，发生破坏、冒落与抛出等明显动力效应的煤矿动压现象。突然的动压现象不但会造成 煤岩体的振动与破坏，还可能使巷道垮塌，支架、设备损毁，甚至发生重大的人员伤亡事故，因此 必须引起矿井工作者的充分

3、重视。根据动压生成的不同机理可将其分为冲击矿压、顶板大面积 来压与煤及瓦斯突出等三种形式。以冲击矿压为例，其一般是指聚积在矿井巷道和采场周围煤岩 体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道,此时顶板可能有瞬间 明显下沉，但一般并不冒落;有时底板突然开裂鼓起甚至接顶;常常有大量煤块甚至上百立方米的 煤体突然破碎并从煤壁抛出，并可能引起瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾，干扰通风系统,严重时 还会造成地面震动和建筑物破坏。从生产实践经验来看，冲击矿压多发生在生产高度集中的区域, 顶板大面积来压、煤及瓦斯突出则与施工技术、支护方式、现场安全管理不到位有直接的关系。 因此煤矿工作者必

4、须得到在全面掌握动压分布及作用规律的前提下合理选择巷道开拓布置的方 式、科学安排工艺程序、确保支护措施到位，并进行严格规范的施工组织和安全管理，尽可能减 少动压巷道的潜在风险，以提高掘进施工的效率及安全性。3 对动压巷道的有效控制3.1 合理的巷道开拓布置合理的开拓布置是降低岩体应力程度、释放其弹性能积聚的最根本方法。事实上，多数冲击 矿压都是由不合理的布置方式与开采技术引起的，这类压力一旦产生就难以改变，只能通过高成 本的局部卸压方式予以缓解。因此巷道开拓必须遵守以下原则：应先开采无冲击危险或冲击危险 小的煤层作为解放层;划分采区时，应保证合理的开采顺序，最大限度地避免形成煤柱等应力集中 区

5、，采区或盘区的采面应朝一个方向推进;在地质构造等特殊部位，应采取能避免或减缓应力集中 和叠加的开采程序。有动压风险的煤层的开拓或准备巷道和回风巷应布置在底板岩层或无冲击 危险煤层中，采用不留煤柱垮落法管理顶板的长壁开采法。巷道与采面斜交时，巷道要同时承受 采场正向压力和侧向压力的作用，使巷道围岩收敛严重，不易维护。因此应尽可能使巷道与采面 保持平行，以使支护系统与围岩受力均匀，充分发挥支护系统的抗压作用。3.2加强施工现场管理掘进机割煤应按照截割路线图进行作业，保证顶平、帮直，出完煤后退出机组，退出距离以能 满足顺利打设锚杆为宜。出煤完毕其他作业人员进入窝头前，施工人员利用长柄工具站在完好支

6、护下进行认真的敲帮问顶,凿掉活碳活矸，确保安全后，方可进入窝头开始进行下一工序作业。巷 道掘进如有煤炮现象时，综掘机掘进采取小进度、多循环及时对工作面迎头打上锚杆临时支护顶 板，防止工作面迎头爆落，缩小控顶距，避免巷道顶板掉顶、抽条现象，从而减小巷道的二次支护。3.3支护方式的优化由于巷道支护的主要功能是控制围岩表面较为松散的部分进行控制，一旦围岩应力发生变化, 现有的支护系统与围岩间的平衡就会发生改变，围岩会不断向巷道支护空间移动，使其不断减小， 既造成了作业空间的不便,也可能形成严重的安全隐患。因此不但要参考支护构件的屈服强度、 围岩的可锚性等,使支护始终处于良好的工作状态下，还应对应力集

7、中的部位进行重点加固。例 如巷道与采面中部位置压力显著，因此该部位应在原加固的基础上再进行加密，增加支护强度，以 便保证巷道的有效断面，避免使巷道局部出现急剧收缩。西下山进风巷设计断面呈矩形，采用了 SMG400#高强螺纹钢锚杆树脂加长锚固配合18.9mm7300mm锚索组合支护方式，实践证明，该 支护方式效果良好，可保证巷道的安全作业。3.4重视顶板管理与矿压观测巷道掘进的持续进行使矿山压力不断增大,巷道受采面动压影响的位置及集中程度也在不断 地变化。因此施工中应通过巷道顶板下沉量及表面位移等实时监测数据准确判断巷道压力情况， 出具分析报告，并以此为依据及时修改锚杆支护设计参数。3.5其他安

8、全管理为保证施工安全，必须加强对顶板、机掘、水火瓦斯等的管理工作。作业中要严格执行“敲 帮问顶”制度，并严禁空顶作业,保证巷道最大空顶距不大于1.2m。割煤作业必须严格执行作业 规程规定的截割轨迹，由正司机负责操作，副司机在小溜上方设置的平台上负责监护及机尾工监 护,开机前除上机人员外，其他人员必须全部撤至转载以外，并保证8s11s的截割头延时。电气 设备必须设有灵敏可靠的漏电、接地和短路保护装置。保证通风系统布局合理运行稳定，局部通 风机“三专两闭锁”齐全有效，并设专人管理。严格执行“有掘必探、先探后掘”的原则。并保 证探测距离大于20m以上。施工过程中若遇未提前预测地质构造，必须先停掘，待汇报有关部门 制定措施后再施工。4结语巷道掘进中应尽力避开回采工作面的动压影响。如必须进行动压巷道的掘进，则应首先掌握 动压的规律及影响范围，尽可能避开其峰值区，并不断优化巷道掘进的施工工艺及支护技术，同时 采取严格的管理，使作业安全和作业效率均能得到切实的保证。参考文献