頂板管理工作現狀與展望

摘要：該文作者參加了黃陵二號煤礦頂板管理工作，通過實際的工作分析了回采巷道冒（漏）頂礦壓現規律及原因，提出了問題，針對問題采取相應的措施。

關鍵詞：頂板 管理工作 現狀

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-0-01

頂板管理是我礦井安全生產管理中的重要管理制度，為了搞好頂板管理，杜絕重大傷亡事故的發生，確保我礦安全生產目標的實現，根據我礦井的實際情況，特制定頂板管理制度。然而頂板管理與支護參數的設計和煤柱合理留設等多方面因素有關。其中，黃陵二號煤礦作為現如今的大型現代化礦井，在設計理念和支護方式的選擇上均比較超前和先進，在充分借鑒其它大型礦井經驗的基礎之上，經過幾年的實踐與積累，形成了獨立自主的管理體系。但是隨著工程量的不斷增大，也暴露出一些問題，針對這些問題，我們必須深入研究，以保證工作的順利完成。

1 分析回采中巷道冒（漏）頂礦壓顯現

二號煤礦在回采巷道共計發生冒頂9次，分別為：01工作面1次，107工作面老回風巷4次，試采工作面回風巷1次，撤架通道1號聯絡巷1次，107工作面輔助撤架通道與107工作面老回風巷交叉口1次，109工作面膠帶巷1次，107工作面輔運巷發生漏頂1次，這對礦井的生產以及安全帶來非常嚴重的危害。

（1）發生冒（漏）頂的規律

試采工作面回風巷冒頂主要是因為超前支架反復支撐破壞了原有頂板結構，造成支護失效，同時大采高工作面超前支撐壓力影響范圍比普通采高工作面更大，雖然試采工作面回風巷補打φ17.8～7500mm錨索加強支護，但超前支護范圍以外未采取更為有效的支護，導致冒頂的發生。冒頂發生前巷道較為明顯出現底鼓、切頂現象，頂底板移近量加劇，錨桿托盤壓平，錨索托盤變形。

107工作面的老回風巷因為受到了推采工作的影響，礦壓特征明顯，非常具有代表性并同時還具有規律性。然而，對于留巷頂板的管理工作，總結一些規律是非常具有意義的，現就107工作老回風巷幾次冒頂分析其礦壓規律。

在107工作面中，7號、5號、4號、2號聯絡巷分別發生冒頂。實行工作面推采，107工作面回風巷出現頂板切頂、下沉等問題，并且還伴隨著巷道底鼓、兩幫擠出等現象的發生，這些都會給107工作帶來巨大的影響。而且，在無聯絡巷的情況下，壓力顯現一般推采位置200 m，時間則長達四個月，而且，最大底鼓量可達1.5 m；當發生冒頂以后，冒頂范圍一般從聯絡巷外幫向外延伸，聯絡巷里幫頂板一切都安好。

我們一定要對剩余聯絡巷及前后10 m范圍都要進行了錨索梁加固，并且還要提前在聯絡巷內打木垛以作支護保障，這樣為了防止再一次出現冒頂現象。其中，4號、5號聯絡巷都提前采取了錨索梁加固、打木垛等諸多方法來避免采后發生冒頂情況。4號聯絡巷至2號聯絡巷間巷道一般采取補打雙排錨索梁、架棚支護等措施，這樣會使頂板得到很好的保障與維護。其中，特別是采用雙排錨索梁段，這樣就會使得巷道頂板基本發生下沉現象。

在試采工作面推采，剩余50 m左右，2號聯絡巷向外78 m，發生冒頂現象，滯后推采位置27 m。當試采面進入最后退采期間時，107工作面主、輔撤架通道出現切頂、底鼓等現象，這樣就對主撤架通道進行打錨索、架棚加固，同時對助撤架通道打木垛還起到了保護的作用。但是，1號聯絡巷交叉口抹角跨度較大，撤架通道1號聯絡巷容易發生冒頂現象。而且，在推采過程中，當推至聯絡巷前10m范圍，工作面壓力會很大。

（2）冒頂發生的原因及影響因素

主要的原因可以大致分為兩種：

①和工作面的推采有直接關系

受到采動壓力而造成的冒頂，這種冒頂共有6次，其中漏頂1次。

②和工作面的推采有間接聯系

這種冒頂共有2次，是因為受采場上的覆巖層活動和區域應力的集中影響。

總結以上各類情況，我們可以得知原因有以下幾個方面的因素：

①支護失效而導致支護強度降低。試采工作面回風巷、107工作面老回風巷、109工作面膠帶巷施工時間較長，受水氣侵襲嚴重，錨桿、頂網銹蝕嚴重。

②受回采工作面動壓的影響。回采工作面在推采過程中，老頂不僅會沿工作面切眼方向斷裂，形成周期來壓，還會沿順槽方向發生斷裂，造成采動壓力，這樣會給留巷帶來非常巨大的影響。大采高工作面對采場圍巖破壞程度很大，相對于普通采高工作面來說，影響、波及范圍及礦上壓力等因素來說就顯現更為嚴峻。

③與煤層頂板巖性有關。由于巷道具有不穩定、堅硬老頂、抗壓強度低等特點，將會導致巷道圍巖松動圈范圍擴大。而且，還會使得現有錨桿支護無法得到充分的發揮。

工作面回采結束后，其圍巖活動周期一般為3～6個月，但是大采高工作面采場上覆巖層活動周期更長，在其未達到平衡之前，會對周邊巷道不斷傳遞壓力。105工作面膠帶巷在施工過程中不斷底鼓，掘進巷道1天之后即發生底鼓，而且底鼓現象不穩定，需反復起底。

2 存在問題

通過幾次冒頂，使我們充分認識到二號煤礦頂板管理方面存在的不足，主要存在以下幾個問題：

（1）設計方法簡單。目前二號煤礦支護設計大部分沿用或參照設計院的設計，未考慮到二號煤礦實際地質條件變化；支護參數設計僅從經驗出發，采用類比，通過簡單驗算，未充分考慮到圍巖自身內在應力影響。

（2）缺乏必要的觀測手段。礦山壓力顯現及由此引起的巷道變形、頂板下沉、兩幫移近無準確可靠的數據，無法考量支護參數的應用效果。

（3）對于大采高工作面礦山壓力顯現規律認識不足。二號煤礦是新建的礦井，大采高工作面對于采場圍巖的破壞形態、影響范圍、烈度缺乏第一手資料和必要的科學觀測數據，無法掌握采動壓力對巷道的影響。

3 采取相應的措施

（1）調整支護的參數。403工作面全部采用φ21.8 mm的錨索梁，縮小錨桿、錨索的間排距。

（2）調整巷道斷面和工作面的長度。403工作面回風巷寬度由原來的5000×3500 mm調整為4000×3800 mm，輔運巷由原來的5000×3800 mm調整為4600×3800 mm，工作面長度由原來的260 m調整為230 m。

（3）增加留巷之間煤柱尺寸。107、109、111工作面兩巷凈煤柱尺寸均為20 m，403工作面調整為35 m。

（4）對巷道提前進行加固，特別是對各聯絡巷及交叉口的錨索開展支護工作。

4 結語

黃陵二號煤礦頂板管理工作任重道遠，在今后的工作中，我們還需要不斷地摸索、試驗，不斷總結經驗，探索規律，依靠科學手段，將二號煤礦頂板管理水平提升到一個新的階段。

參考文獻

[1]張景立，王玉慶，郭順清，等.煤巷錨桿支護大面積冒頂事故原因分析[J].中州煤炭，2003（6）.