摘要：針對(duì)軟巖煤層頂?shù)装骞芾砩洗嬖诘睦щy，介紹從掘進(jìn)到回采所采取的一系列安全技術(shù)措施，解決了采掘工作面的頂板管理問題，確保軟巖煤層采掘工作面的安全生產(chǎn)。清水溝煤礦從建井以來由于區(qū)內(nèi)煤系地層以粘土質(zhì)為主，遇水極易膨脹，煤層偽頂有較軟弱的含螺類化石粉細(xì)砂巖存在，遇水會(huì)產(chǎn)生局部流砂，頂?shù)装骞芾黼y度相當(dāng)大，頂板極易垮落，底鼓相當(dāng)嚴(yán)重，通過近幾年的技術(shù)改造，清水溝煤礦對(duì)頂板管理方法進(jìn)行了改革，改變了管理方法，改變了原有的支護(hù)方式（改為全圓拱砌碹支護(hù)、梯形工字鋼支護(hù)、梯形抱木支護(hù)），通過改革很大程度上解決了清水溝煤礦的頂板管理上的難題。但回采工作面仍然采用非正規(guī)循環(huán)作業(yè)，這是不可取的，還需進(jìn)一步的對(duì)回采工作面支護(hù)進(jìn)行改革。
??????? 關(guān)鍵詞：軟巖煤層 掘進(jìn)巷道 采煤工作面 頂板管理安全
??????? 前言：清水溝煤礦生產(chǎn)規(guī)模6萬噸/年的小煤礦，本煤礦開采的煤層為單一煤層，屬緩傾斜中至厚煤層，煤層傾角一般小于25°，煤層頂?shù)装宓貙右哉惩临|(zhì)為主，遇水極易膨脹，設(shè)計(jì)采用走向長壁采煤法開采煤層。在煤礦建井以來遇到了一些頂板安全管理的技術(shù)難題，在小煤礦軟巖煤層頂?shù)装骞芾砩戏e累了一些經(jīng)驗(yàn)，在保障安全的前提上很大程度上降低了煤礦投入成本，煤礦效益得到了提高。
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??????? 1? 概況
??????? 清水溝煤礦位于保山市羊邑礦區(qū)最南端，原為露天開采隨著剝采比越來越大，生產(chǎn)較為困難，1994年改為井下開采，生產(chǎn)規(guī)模6萬噸/年，由于區(qū)內(nèi)煤系地層以粘土質(zhì)為主，成巖程度差，所以頂板管理難度大。自1994年建井以來在軟巖煤層頂板管理上形成了一套成功的管理經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)以清水溝煤礦1554運(yùn)輸平巷及201采煤工作面為例加以論述。
??????? 2? 礦井基本條件
??????? 2.1? 工作面地質(zhì)條件
??????? 2.1.1? 1554運(yùn)輸平巷地質(zhì)條件
??????? 1554運(yùn)輸平巷沿煤層走向開掘，開掘范圍地表覆蓋第四系松散粘土、粉質(zhì)粘土層，其厚度變化較大，厚0.3～1.6m，局部更厚，可～硬塑狀，強(qiáng)度較低，頂?shù)装鍘r層總體呈強(qiáng)風(fēng)化，裂隙較發(fā)育，成巖程度低，為軟質(zhì)巖石。煤層形態(tài)有時(shí)表現(xiàn)為向斜，有時(shí)表現(xiàn)為單斜，有時(shí)又表現(xiàn)為向斜和背斜，但起伏都較小，有1-2米小斷層。
??????? 2.1.2? 201采煤工作面地質(zhì)條件
??????? 201采煤工作面地表覆蓋第四系松散粘土、粉質(zhì)粘土層，其厚度變化較大，厚0.3～1.6m，局部更厚，可～硬塑狀，強(qiáng)度較低，為松散巖組。下伏第三系粘土巖、粉砂質(zhì)粘土巖呈強(qiáng)風(fēng)化，裂隙較發(fā)育，成巖程度低，為軟質(zhì)巖石。無大的斷裂通過，僅分布小的斷層，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。
??????? 2.2? 巷道布置
??????? 2.2.1? 1554運(yùn)輸平巷巷道布置
??????? 1554運(yùn)輸平巷水平標(biāo)高1554米，從井底車場(chǎng)沿煤層走向向西布置，巷道布置在煤層下部，巷道臨時(shí)支護(hù)形式為梯形木支護(hù)，要求箱木能滿足頂寬2.2m，高度2.2m，底寬3.5m，棚距0.7m，預(yù)制磚2.2米全圓拱砌碹二次成巷。
??????? 2.2.2? 201采煤工作面巷道布置
??????? 201采煤工作面采用傾斜長壁垮落法采煤（一次性采全高），兩巷沿煤層頃向向下布置，包括開切眼在內(nèi)，三條巷道跟煤層底板施工，其支護(hù)方式各規(guī)格分別為：工作面兩巷均為11號(hào)礦用工字鋼梯形棚支護(hù)，規(guī)格為棚柱長度要求2.4米，梁頭長度要求1.82米。開切眼采用木支架支護(hù)（鴨嘴棚支護(hù)）時(shí)，一梁兩腿為一架，兩架并攏為一抱，且支護(hù)時(shí)必須采用抱木支護(hù)，1m一抱，支架規(guī)格為1.8×2.0m。
??????? 2.3? 工作面裝備
??????? 201采煤工作面運(yùn)輸斜巷采用SGB-320/17B型刮板輸送機(jī)2臺(tái)，采煤工作面采用JDSB-5.5型刮板輸送機(jī)1臺(tái)，JH-8型回柱絞車1臺(tái)。
??????? 3? 頂板的管理及采取的措施
??????? 3.1? 頂板事故原因分析
??????? 我們通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)掘進(jìn)工作面及采煤工作面的頂板事故進(jìn)行分析，認(rèn)為導(dǎo)制頂板事故的原因主要分為以下幾類。
??????? 3.1.1? 頂板的原因
??????? 地質(zhì)構(gòu)造的原因：由于地層運(yùn)動(dòng)過程中，受到水平擠壓作用，產(chǎn)生許多斷層、褶曲等。在這些斷層褶曲附近， 又產(chǎn)生許多縱橫交錯(cuò)的次生構(gòu)造，形成裂隙帶、破碎帶當(dāng)頂板暴露后，如果頂板支護(hù)不及時(shí)、支護(hù)質(zhì)量不好或支護(hù)方式不當(dāng)，這些破碎的巖石就可能冒落， 導(dǎo)致頂板事故發(fā)生。
??????? 動(dòng)壓影響的原因：在超前支承壓力特別是周期壓力的作用下，頂板巖石內(nèi)的原生裂隙破碎帶進(jìn)一步擴(kuò)展加大，并造成新的裂隙使巖石更加破碎， 誘發(fā)冒頂事故。當(dāng)超前支承壓力特別是周期壓力超過煤壁自身強(qiáng)度時(shí)，煤壁產(chǎn)生片幫， 造成梁端距加大， 致使空頂距加大。這也會(huì)誘發(fā)冒頂事故。
??????? 3.1.2? 支護(hù)上的原因
??????? 支護(hù)不及時(shí)的原因：在生產(chǎn)過程中，由于沒能及時(shí)掛梁、前探梁前竄不及時(shí)、貼幫柱、臨時(shí)柱支設(shè)不及時(shí)，致使暴露的頂板得不到及時(shí)支護(hù)和控制，造成冒落事故。
??????? 支護(hù)質(zhì)量不好的原因：支柱支設(shè)角度不對(duì)，做不到迎山有力；柱窩深度不夠，頂板及兩幫沒有備實(shí)；棚距過大，空頂面積過大；支柱沒有“穿鞋戴帽”造成支柱失效。這些支護(hù)質(zhì)量問題都會(huì)誘發(fā)冒頂事故。
??????? 支護(hù)施工不當(dāng)?shù)脑颍菏┕み^程中由于沒有嚴(yán)格按技術(shù)要求施工，造成了空頂空幫現(xiàn)象而導(dǎo)制頂板事故的的發(fā)生
??????? 3.1.3? 管理的原因
??????? 在對(duì)頂板管理的過程當(dāng)中，對(duì)施工地點(diǎn)的地質(zhì)條件不清楚、沒能掌握巷道開掘后圍巖的范圍及圍巖應(yīng)力分布情況、沒有嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工、沒有嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)規(guī)程，違章指揮和違章作業(yè)等也能導(dǎo)制頂板事故的發(fā)生。
??????? 3.2? 頂板安全管理采取的措施
??????? 通過對(duì)面前冒頂事故的原因分析，在長期實(shí)踐中我們對(duì)防治面前冒頂事故主要采取以下措施：
??????? ①加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作和礦壓觀測(cè)工作，準(zhǔn)確掌握工作面前方地質(zhì)情況和礦山壓力分布情況， 及時(shí)準(zhǔn)確地采取措施加強(qiáng)面前支護(hù)， 防止冒頂事故的發(fā)生。
??????? ② 及時(shí)支設(shè)貼幫柱，防止由于煤壁片幫導(dǎo)致梁端面距加大，引起冒頂。一旦煤壁出現(xiàn)片幫要加設(shè)前探木板梁，使頂板及時(shí)得到有效的控制。
??????? ③ 加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量管理。木棚、支柱支設(shè)要迎山有力，嚴(yán)格按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)架設(shè)木棚及支柱，木棚要幫頂要備實(shí)，打緊木楔，支柱要“穿鞋戴帽”，保證支柱支撐有力。
??????? ④ 合理選擇工作面兩巷的斷面尺寸和幾何形狀。支護(hù)強(qiáng)度要適當(dāng)加大， 斷面尺寸要適當(dāng)減小，幾何形狀要求拱頂盡量平緩。
??????? ⑤ 加強(qiáng)工作面兩巷超前支護(hù)。在超前支護(hù)工作中既要治頂，又要治底，還要治幫，做到頂?shù)讕途C合治理，盡量使巷道不底臌 不片幫、不失穩(wěn)、不下沉， 減輕頂板下沉松動(dòng)。
??????? ⑥ 加大開切眼兩端頭的支護(hù)強(qiáng)度和密度，保證有效支護(hù)。
??????? ⑦ 在工作面刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭機(jī)尾維修、更換和推移過程中，要盡量少替換支柱，對(duì)卸下來的主柱要及時(shí)補(bǔ)設(shè)，盡量減輕頂板的反復(fù)松動(dòng)。
??????? ⑧ 工作面布置的設(shè)備機(jī)窩斷面要盡量減小，并保證支護(hù)強(qiáng)度和密度。
??????? ⑨ 十字口和丁字口一定要架抬棚，并且保證支護(hù)強(qiáng)度和密度。砌碹巷道要保證拱成圓形并且拱頂及兩幫一定要用料石充填嚴(yán)實(shí)，以保證全圓拱的支護(hù)強(qiáng)度。
??????? ⑩ 縮短采煤工作面的長度，由原來的80米減至50米。
??????? 3.3? 掘進(jìn)工作面與采煤工作面的支護(hù)方式
??????? 清水溝煤礦掘進(jìn)工作面大體采用三種支護(hù)方式：全圓拱砌碹、梯形木支護(hù)、梯形工字鋼支護(hù)。