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頂板事故分析與點(diǎn)評(píng)

  
評(píng)論: 更新日期:2015年06月14日

???????? (二)巷道支護(hù)及其材料????????? "
??????? 支護(hù)形式及支護(hù)材料的選擇取決于巷道圍巖性質(zhì)、壓力大小、巷道的服務(wù)年限、用途及巷道的斷面形狀等因素。
??????? 傳統(tǒng)的巷道支護(hù)有木支護(hù),料石及混凝土砌喧、礦用工字鋼支護(hù)、U型鋼支護(hù)。目前廣泛采用的有錨桿支護(hù)以及噴射混凝土支護(hù)。
???????? 1、木材支架木材支架常用的結(jié)構(gòu)主要是梯形棚子,棚子間距通常在0.5-1.Om之間。木材支架的優(yōu)點(diǎn)是重量輕,加工容易,對(duì)巷道條件的變化適應(yīng)性大,并有一定的支撐力。一般不作為主要支護(hù)形式,只在局部地段使用,木支架的缺點(diǎn)明顯,強(qiáng)度低,易于腐爛,使用期短,維修費(fèi)用高,通風(fēng)阻力大,不防火,對(duì)圍巖移動(dòng)的適應(yīng)性差,因此,采準(zhǔn)巷道應(yīng)盡量不用或少用木支架。
???????? 2、料石和混凝土砌碹
??????? 石材支護(hù)是以天然石材及人工石材為主要原料,并以水泥砂漿膠結(jié)而成的支護(hù)。它和混凝土砌碹支護(hù),主要用在服務(wù)時(shí)間較長,且地壓較大的井筒及主要巷道中作為永久支護(hù)。
??????? 3、金屬支架
??????? 金屬支架主要用U型鋼和礦用工字鋼制造,U型鋼是為制造可縮性支架而設(shè)計(jì)的,礦用工字鋼多用于制造剛性支架。 金屬支架的優(yōu)點(diǎn)是具有承載能力大,可多次復(fù)用,儲(chǔ)運(yùn)方便,架設(shè)容易、迅速等優(yōu)點(diǎn),是
??????? 采準(zhǔn)巷道中使用時(shí)間最長的一種支護(hù)形式。
??????? 4、錨桿支護(hù)
???????? 錨桿支護(hù)是錨固在煤、巖體內(nèi)維護(hù)圍巖穩(wěn)定的桿狀結(jié)構(gòu)物,是一種主動(dòng)支護(hù)形式,與被動(dòng)支護(hù)相比,具有支護(hù)工藝簡(jiǎn)單,支護(hù)效果好,支護(hù)成本低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。
??????? 錯(cuò)桿種類繁多,按錨固方式可分為三大類:黏結(jié)式、機(jī)械式、摩擦式;按錨固長度可分為:全長錨固、端部錨固、加長錨固;按錨桿的工作特性可分為可拉伸錨桿與不可拉伸錨桿;按錨桿強(qiáng)度的大小可分為普通錨桿、高強(qiáng)錨桿、超高強(qiáng)錨桿。
??????? 5、噴射混凝土支護(hù)
??????? 噴射混凝土支護(hù)是用噴射機(jī)將混凝土混合物噴射在巖石表面上硬化而成的一種文護(hù)。先將砂、石過篩,按配合比和水泥一同送人攪拌機(jī)內(nèi)攪拌,然后用礦車將拌合料運(yùn)送至工作面,經(jīng)上料機(jī)裝人以壓縮空氣為動(dòng)力的噴射機(jī),再經(jīng)輸料管吹送到噴頭處與水混合后噴射在巖面上。
???????? 6、錨噴支護(hù)
??????? 錨噴聯(lián)合支護(hù),使錨桿支護(hù)和噴射混凝土支護(hù)取長補(bǔ)短、互為補(bǔ)充,是一種性能更好的支護(hù)形式。錨桿與其穿過的巖體形成承載加固拱,噴射混凝土的作用則在于封閉圍巖,防止風(fēng)化剝落,和圍巖結(jié)合在一起,對(duì)錨桿間的表面巖石起支護(hù)作用。
??????? 三、巷道頂板事故的防治
??????? (一)造成巷道冒頂事故的因素
??????? 造成巷道冒頂事故的因素包括:自然地質(zhì)因素、T程質(zhì)量因素、采掘工程因素和管理工作不到位等四個(gè)方面。
??????? 1、?自然地質(zhì)因素
??????? (1)巖層層理影響。巖層內(nèi)應(yīng)力經(jīng)過重新分布,容易造成巖層離層脫落。若有0.5-lm較弱巖層或煤層形成復(fù)合頂板時(shí),空頂區(qū)頂板更容易發(fā)生彎曲、離層、下沉,造成圍巖整體穩(wěn)定性差,發(fā)生頂板冒落和片幫的概率增多。
??????? (2)鑲嵌型圍巖結(jié)構(gòu)的影響。鑲嵌結(jié)構(gòu)巖體中的巖塊與原巖體之間多為光滑結(jié)構(gòu)面,使層面黏聚力極低,導(dǎo)致巖層在無支護(hù)空頂區(qū)易突然墜落,大塊墜巖可能推垮不穩(wěn)定支架,造成沒有預(yù)兆的突發(fā)性頂板事故。
??????? (3)巖層節(jié)理裂隙及破碎帶影響。巖層節(jié)理裂隙發(fā)育時(shí)破壞了巖體的完整性,尤其是風(fēng)化帶、斷層破碎帶、層間錯(cuò)動(dòng)帶及稽皺破碎帶、擠壓破碎帶等地帶的圍巖松散破碎,更易造成巷道頂板冒頂事故。
??????? (4)地下水的影響。地下水對(duì)巖石具有減小層間摩擦系數(shù),降低巖石的強(qiáng)度,使巖石軟化、崩解或體積膨脹,容易促使巷道冒頂事故的形成。
??????? 2、施工質(zhì)量因素
??????? (1)支架架設(shè)質(zhì)量差。未按操作規(guī)程架設(shè)支架,導(dǎo)致支架阻力不能及時(shí)發(fā)揮作用,使圍巖松動(dòng)破壞圈擴(kuò)大,易造成冒頂事故;支架間連接性不好,使支架的橫向穩(wěn)定性差,易造成多架支架傾倒的大面積冒頂,尤其是在傾斜巷道。
??????? (2)掘進(jìn)打眼爆破參數(shù)掌握不好。炮眼角度不當(dāng),或裝藥量過大,爆破時(shí)易崩倒支架,且使掘進(jìn)工作面增大圍巖破壞圈的范圍,易造成冒頂及片幫事故。
??????? 3、采掘工程因素
??????? 當(dāng)受到來動(dòng)引起的巖層運(yùn)動(dòng)和支承壓力的影響時(shí),圍巖破壞范圍擴(kuò)大,如果支護(hù)質(zhì)量不好,極易造成片幫與冒頂事故。巷道掘進(jìn)時(shí),圍巖內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力重新分布,頂板巖層受到不同程度的破壞,尤其當(dāng)兩巷道貫通時(shí),在交叉點(diǎn)處懸露面積大,頂板破壞更加嚴(yán)重,極易造成冒頂事故。在翻修、維護(hù)巷道時(shí),由于圍巖內(nèi)應(yīng)力二次重新分布,造成頂板破碎范圍擴(kuò)大,也易造成冒頂事故的發(fā)生。
??????? 3、?管理因素
??????? 4、? 管理工作不到位造成操作規(guī)程不能落實(shí),安全檢查沒有認(rèn)真進(jìn)行,沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理
??????? 事故隱患,也容易造成冒頂事故。
??????? (二)巷道冒頂事故的預(yù)防措施
??????? 巷道頂板事故多發(fā)生在掘進(jìn)工作面及巷道交叉點(diǎn)及巷道貫通處。
??????? 1、掘進(jìn)工作面冒頂事故的原因及防治措施
??????? 1)掘進(jìn)工作面冒頂?shù)脑?br /> ??????? 掘進(jìn)破巖后,頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊,如果支護(hù)不及時(shí),該巖塊可能與巖體完全失去聯(lián)系而冒落。掘進(jìn)工作面附近已支護(hù)部分的頂部存在與巖體完全失去聯(lián)系的巖塊,一且支護(hù)失效,就會(huì)冒蔣造成事故。
??????? 2)掘進(jìn)工作面冒頂事故的防治措施
??????? (1)根據(jù)掘進(jìn)工作面巖石性質(zhì),嚴(yán)格控制空頂距,當(dāng)掘進(jìn)工作面遇到斷層摺曲等地質(zhì)構(gòu)造破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育的巖層時(shí),棚于應(yīng)緊靠掘進(jìn)工作面。對(duì)掘進(jìn)工作面新懸露出來的頂板,應(yīng)采用及時(shí)支護(hù)或超前臨時(shí)文護(hù),以保證安全作業(yè)。
??????? (2)加強(qiáng)安全檢查,『格執(zhí)行敲幫問頂制度,危石必須挑下,無法挑下時(shí)應(yīng)采取臨時(shí)支撐措施,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。
??????? (3)在地質(zhì)破壞帶或?qū)永砹严栋l(fā)育區(qū)掘進(jìn)巷道時(shí),要縮小棚距;在掘進(jìn)工作面附近應(yīng)采用拉條等把棚子連成一體,以防止棚子被推垮,必要時(shí)還要打中柱以抵抗突然來壓。
??????? (4)及時(shí)整理爆破崩倒或崩歪的支架。
???????? 2、支架支護(hù)巷道冒頂事故的原因及防治措施
??????? 1)支架支護(hù)巷道冒頂事故的原因
??????? 支架支護(hù)巷道的冒頂可分為壓垮型、漏垮型和推垮型3類。
??????? (1)壓垮型冒頂是因巷道頂板或圍巖施加給支架的壓力過大,壓垮了支架,從而導(dǎo)致巷道頂部己破碎的巖塊冒落。
??????? (2)漏垮型冒頂是因無支護(hù)巷道或支護(hù)失效@非壓壞)巷道頂部存在游離巖塊,這些巖塊在重力作用下冒落。??????????????????????????????? ,
??????? (3)推垮型冒頂是因巷道頂幫破碎巖石,在其運(yùn)動(dòng)過程中存在平行巷道軸線的分力,如果這部分巷道支架的穩(wěn)定性不夠,可能被推倒而發(fā)生冒頂。
???????? 2)支架支護(hù)巷道冒頂事故的防治措施
??????? (1)在可能的情況下,巷道應(yīng)布置在穩(wěn)定的巖體申,并盡量避免采動(dòng)的影響。
??????? (2)巷道支架應(yīng)有足夠的支護(hù)強(qiáng)度,以抗衡圍巖壓力。
??????? (3)巷道支架所能承受的變形量,應(yīng)與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應(yīng)。
??????? (4)盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時(shí),盡可能采用有初撐力的支架;支架施工時(shí)要嚴(yán)格按工序質(zhì)量要求進(jìn)行,并特別注意頂與幫的背嚴(yán)背實(shí)問題,杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現(xiàn)象。
??????? (5)凡因支護(hù)失效而空頂?shù)牡攸c(diǎn),重新支護(hù)時(shí)應(yīng)先護(hù)頂,再施工。
??????? (6)巷道替換文架時(shí),必須先支新支架,再拆老支架。
??????? (7)在易發(fā)生推垮型冒頂?shù)南锏乐校岣呦锏乐Ъ艿姆€(wěn)定性,可以在巷道的支架之間用拉撐件連接固定,增加支架的穩(wěn)定性,以防推倒。傾斜巷道中,支架被推倒的可能性更大,其支架間拉撐件的強(qiáng)度、密度要適當(dāng)加大。
??????? 3)錨桿支護(hù)巷道冒頂事故的原因及防治措施
??????? 巷道成巷后,在原巖應(yīng)力和次生應(yīng)力(包括回采等引起的各種文承壓力@的作用下,巷
??????? 道圍巖產(chǎn)生變形,如果巖石不能啟穩(wěn),且錨桿參數(shù)選擇不當(dāng),錨桿間排距過大、錨桿支護(hù)材料
??????? 選擇不當(dāng)、錨桿支護(hù)系統(tǒng)的匹配不合理等,使錨桿支護(hù)系統(tǒng)的錨固力不足,這種變形就得不
??????? 到有效的控制,就會(huì)不斷發(fā)展,最終導(dǎo)致圍巖冒落和冒頂。
??????? 預(yù)防錨桿支護(hù)巷道冒頂?shù)拇胧?,主要是正確選擇錨桿支護(hù)的參數(shù),加強(qiáng)施工管理,保證
??????? 工程質(zhì)量。
??????? 4、巷道交叉處及巷道貫通處冒頂事故的原因及防治措施
??????? 1)巷道交叉處及巷道貫通處冒頂事故的原因
??????? 巷道交叉處冒頂事故往往發(fā)生在巷道開盒時(shí),因?yàn)殚_岔口需要架設(shè)抬棚替換原巷道棚子的柵腿,如果開岔處巷道頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊,并且圍巖正向巷道擠壓,而新架設(shè)抬棚或強(qiáng)度不夠,或穩(wěn)定性不夠,就可能造成冒頂事故。
??????? 當(dāng)巷道圍巖強(qiáng)度不是很大時(shí),頂部存在與巖體失去聯(lián)系的巖塊以及圍巖向巷道擠壓就在所難免,如果開岔處正好是掘巷時(shí)的冒頂處,則情況更為嚴(yán)重。新文設(shè)抬棚的穩(wěn)定性與以下兩個(gè)方面的因素有關(guān),抬棚架設(shè)一段時(shí)間后d能穩(wěn)定,過早拆除原巷道柵腿容易造成抬棚不穩(wěn);開口處圍巖尖角如果被壓碎,抬柵腿失去依靠也會(huì)失穩(wěn)。
??????? 巷道貫通部位的頂板巖層其穩(wěn)定性己遭受一次破壞,貫通時(shí)如果不事先探明,不制定相應(yīng)的特殊措施,就容易發(fā)生頂板事故。
??????? 2)防治巷道開岔處及貫通處冒項(xiàng)的措施
??????? (1)開岔口應(yīng)避開原來巷道冒頂?shù)姆秶_x好開幫和貫通地點(diǎn),要選擇在頂板和地質(zhì)條件比較好,遠(yuǎn)離交岔點(diǎn)、停采線和煤柱等各種受集中文承壓力影響的地方。
??????? (2)必須在開岔口抬柵文設(shè)穩(wěn)定后再拆除原巷道棚腿,不得過早拆除,切忌先拆柵腿、后支抬棚。開幫貫通地點(diǎn)附近的支架要加固,若近處有空頂及空幫情況,小范圍可加密支架,背好頂幫;大范圍的應(yīng)用木垛接頂處理,同樣要用板皮背好打緊。
??????? (3)保證抬棚有足夠的強(qiáng)度。開幫貫通巷道的交接處要及時(shí)扶上抬柵,抬棚承載能力大小應(yīng)視圍巖性質(zhì)而定,一般選擇大于正常支護(hù)材料承載能力的2-3倍。耍及時(shí)進(jìn)行支護(hù),縮短頂板暴露時(shí)間。
??????? (4)開幫掘進(jìn)的新巷與原巷的方位要保持較大的夾角(最好大于45。@。當(dāng)開口處圍巖尖角被壓壞時(shí),應(yīng)及時(shí)采取加強(qiáng)抬棚等穩(wěn)定性措施。
??????? (50貫通前要進(jìn)行超前探測(cè),并處理好被透點(diǎn)的積水、瓦斯等有害氣體情況,制定相應(yīng)的安全措施。
??????? (三)巷道維修及冒頂處理方法
??????? 當(dāng)圍巖壓力增大時(shí),可能出現(xiàn)巷道發(fā)生變形、斷面變小、支架折損或頂幫漏煤(巖)塊等現(xiàn)象,甚至發(fā)生冒頂。這時(shí)必須及時(shí)進(jìn)行處理,如果處理不及時(shí)或措施不當(dāng),可能延緩處理時(shí)間,使小變形變成大變形,小冒頂變成大冒頂,增加維修和處理的難度,還可能發(fā)生人身傷亡事故。
???????? 1、巷道維修及冒頂處理的一般原則
??????? (1)先外后里。先檢查該處前后5m范圍內(nèi)支架的完整情況,有問題先處理。必要時(shí)可采取臨時(shí)加固措施,例如加密支架,加打木垛,前后支架拉緊支牢等,以增加后路、外圍支架的支護(hù)能力和穩(wěn)定性,確保后路暢通。
??????? 對(duì)一段巷道進(jìn)行維修和冒頂處理時(shí),也必須堅(jiān)持先處理外面的@離安全出口近的那一頭,再逐漸向里面前進(jìn),直至全部完成。禁止在巷道只有一個(gè)安全出口的情況下,兩頭同時(shí)進(jìn)行處理工作,以防止再一次發(fā)生冒頂時(shí),將人員堵在里面。

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