礦山掘進(jìn)巷道頂板分類及穩(wěn)定性研究

于玄任

（神東煤炭集團(tuán)大柳塔煤礦，陜西 神木 719315）

在礦井掘進(jìn)過程中，頂板事故是影響礦山安全的關(guān)鍵因素，隨著能源開采力度的不斷加大，頂板事故發(fā)生的頻率也在加大，礦井掘進(jìn)過程中出現(xiàn)安全事故，不僅會(huì)給礦企帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)導(dǎo)致致人員的傷亡，甚至上升到社會(huì)問題，給礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都帶來了很大的影響，面對這種情況，在礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中一定要加強(qiáng)對于頂板穩(wěn)定性的排查工作的重視，防止頂板事故的出現(xiàn)，保證礦山掘進(jìn)巷道的安全。

1 掘進(jìn)巷道頂板的穩(wěn)定性

在進(jìn)行頂板管理的時(shí)候，為了有效防止頂板事故的出現(xiàn)，采取合理的措施保障采掘工作面頂板的穩(wěn)定性，因此在礦山開采過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，做好頂板穩(wěn)定性測試工作，實(shí)現(xiàn)礦山安全生產(chǎn)目標(biāo)，根據(jù)相關(guān)規(guī)定的要求，做好頂板支護(hù)工作，定期檢查，保證頂板支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性，還要對礦山掘進(jìn)巷道的超前支護(hù)、切頂支護(hù)以及端頭出口支護(hù)等特殊位置進(jìn)行支護(hù)工作，保證支護(hù)效果能夠符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，保障礦山安全生產(chǎn)。在礦山掘進(jìn)工作過程中進(jìn)行初次放頂支護(hù)，應(yīng)加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)的重視程度，做到安全施工，提升頂板穩(wěn)定性，此外在進(jìn)行超前支付的時(shí)候，也要嚴(yán)格檢驗(yàn)頂板的動(dòng)態(tài)信息，保證其符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

2 礦井頂板的礦層分類礦山掘進(jìn)巷道頂板分類

在進(jìn)行采掘之前，首先應(yīng)做好頂板層的分析工作，根據(jù)礦層和頂板層的位置，可以將頂板層劃分為偽頂巖層、直接頂層和老頂層三種。偽頂巖層一般位于礦層的上方，厚度約為0.3米，這一層非常容易受到外界的影響而出現(xiàn)坍塌。直接頂巖層位于偽頂巖層的上方，也有一小部分是在礦層的上方，其主要成分是頁巖和砂巖，質(zhì)地比較清脆，特別容易出現(xiàn)垮落和坍塌現(xiàn)象，尤其是在礦山掘進(jìn)巷道工作完成以后，將支架撤回的時(shí)候，通常會(huì)對頂巖層的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。老頂巖層一般在采空區(qū)上方保持懸露面積，而且具有很好的穩(wěn)定性，能對于礦山掘進(jìn)工作不會(huì)有太大的影響。根據(jù)頂板層可以將工作面頂板分為堅(jiān)硬頂板、中等跨落頂板、松軟頂板三種類型，通過對頂板層分類的了解，可以有效提升掘進(jìn)過程中的安全性能，保證采掘工作順利進(jìn)行。

3 掘進(jìn)巷道厚礦層的頂板控制

在礦井掘進(jìn)過程中，如果遇到局部厚礦層，就會(huì)導(dǎo)致采掘的壓力上升，這樣各個(gè)礦層之間就會(huì)形成離層，如果頂板巖層出現(xiàn)過大的壓力或者下沉?xí)r，就會(huì)導(dǎo)致頂板出現(xiàn)不同程度的坍塌。因此應(yīng)在局部厚礦層進(jìn)行開采的時(shí)候，使用性能強(qiáng)大的支撐結(jié)構(gòu)對兩側(cè)進(jìn)行支護(hù)，避免采掘面周圍出現(xiàn)冒頂事件。

目前在礦山掘進(jìn)過程中，最常用的就是構(gòu)造帶兩側(cè)進(jìn)行支護(hù)，使用這個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)其支撐能力強(qiáng)，而且控制范圍非常廣，可以使用局部填充的方式代替其他的垮落法進(jìn)行頂板控制，這樣就能夠達(dá)到挑落破碎層，支撐完整層的目的。

另外，還可以使用木垛支撐的方式進(jìn)行支護(hù)，使用木垛支撐操作非常的簡單，而且支護(hù)過程中還不會(huì)受到支護(hù)高度的影響，因此，廣泛應(yīng)用于構(gòu)造帶厚礦層的回采作業(yè)中。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，礦井的高度越高，礦壓就會(huì)越來越大，而且支護(hù)結(jié)構(gòu)的高度會(huì)對其穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響，這對于礦井掘進(jìn)工作是非常不利的。

3.1 加強(qiáng)棚頂頂板臨時(shí)鉆眼

在進(jìn)行頂板監(jiān)測過程中，棚頂頂板是礦山掘進(jìn)巷道一個(gè)非常關(guān)鍵的部分，進(jìn)行棚頂頂板鉆眼的時(shí)候，通常都是按照端面距離的長短以及頂板的高度來確定合理的支護(hù)方式。如果端面距離和冒落高度都超出安全的范圍，那么一定要加強(qiáng)采掘機(jī)頂棚的支護(hù)力度，預(yù)防“零皮”現(xiàn)象的出現(xiàn)，防止出現(xiàn)人員傷亡。

在進(jìn)行預(yù)防冒落作業(yè)的過程中，應(yīng)從冒落的一側(cè)開始，首先將支撐梁放置在輸送機(jī)擋板的外側(cè)，其高度等于采掘的高度，而冒落區(qū)的另外一側(cè)應(yīng)在礦壁頂住，并進(jìn)行敲幫問頂，以便隨時(shí)掌握頂板壓力的幅度，為了有效防止二次冒落現(xiàn)象的發(fā)生，可以在礦山運(yùn)輸機(jī)的軌道中搭接單體液壓支柱，以此來提升支撐梁的支護(hù)力度。另外，在進(jìn)行假頂支護(hù)的過程中，應(yīng)該在緊貼礦壁的方木上，提升支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。

3.2 根據(jù)巷道頂板的穩(wěn)定程度選擇合適的探梁

在進(jìn)行礦井掘進(jìn)工作中，應(yīng)加強(qiáng)前探梁的使用，前探梁主要分為吊掛式、一梁二環(huán)式、一梁三環(huán)式等，在礦井掘進(jìn)工作中，除比較堅(jiān)硬的礦石條件外，其他的巷道掘進(jìn)中都應(yīng)該使用前探梁，在前探梁的使用中一梁二環(huán)式和一梁三環(huán)式應(yīng)用范圍比較廣泛。應(yīng)廣泛應(yīng)用可調(diào)式金屬支架和卡環(huán)式金屬支架。進(jìn)行錨噴支護(hù)時(shí)，可以選擇螺母和錨桿連接的吊環(huán)式金屬支架。設(shè)置好沿空送巷柱，保證其壓力降低區(qū)在0～7米，壓力升高區(qū)在7～30米，這一范圍為礦山掘進(jìn)巷道兩側(cè)的支撐壓力范圍，因此將其控制在7米范圍內(nèi)。

4 結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行礦山掘進(jìn)工作中，要預(yù)先做好頂板穩(wěn)定性監(jiān)測，能夠有效減少礦山開采安全事故，提高開采效率。國家相關(guān)部門也應(yīng)該加強(qiáng)對于礦井掘進(jìn)工作面的監(jiān)督力度，促進(jìn)礦企能源開采工作可以順利進(jìn)行。