浅谈煤矿井巷漏垮冒顶的预防及对策

摘 要 文章阐述了煤矿井巷施工漏垮冒顶的预防和处理方法，井巷工程地质预测预报、安全技术措施超前支护应用，井巷发生冒顶后控制处理对策。

关键词 井巷工程 冒顶 超前支护 顶板控制探讨

煤矿在开采过程中冒顶事故是煤矿生产的灾害之—。矿井巷道顶板意外冒落，极易造成人员伤亡、设备损害、生产中止等事故。因此，深入分析顶板事故产十的原因，加强冒顶事故隐患预防技术研究，对于保证矿井安全生产；减少资源损失、提高经济效益具有十分重要的意义。

一、孙疃煤矿概况

淮北矿业孙疃煤矿位于安徽省淮北市濉溪县境内，孙疃镇是其中心位置，向北东距宿州市约23km；位居临涣矿区东部。地理坐标为：东经116°45′16″～116°48′45″，北纬33°30′15″～33°36′30″。

井田南起界沟断层，与任楼矿接壤；北止杨柳断层，与杨柳煤矿毗邻；西（浅部）自太原组一灰顶界，东（深部）至31煤层-800m底板等高线的地面投影线。

采矿许可证范围由18个拐点构成，南北长约10km，东西宽约3～5km，面积约44km2。开采深度：-190m至-800m标高。

井田地处淮北平原中部，地势平坦，自然地面标高为+25.50～+27.00m，一般在+26.00m左右。矿井工业场地内地势平坦，自然地面标高介于+25.50～+26.20m之间，为防止矿井井口和工业场地遭受洪涝威胁，主井、副井和回风井井口标高为+27.10m。浍河流经井田中部，矿井内人工沟渠交错。

1.地表水体情况

井田内较大的河流为浍河，自西北向东南从其中部流过，是淮河北岸的一级支流，发源于河南省商丘市东郊，全长约265km，流域面积4580km2，在安徽省境内流经濉溪、宿县、灵壁、固镇，在五河县入淮河。浍河建造有多处人工节制闸，枯水期河水流量较小，约为4.4m3/s。此外，井田内尚有纵横交错的浍河支流和人工沟渠。浍河流经工广段百年一遇最高洪水位为+26.57m(1965年7月，孙疃镇)，致使该地区局部积水1m左右。但自1968年新汴河开挖以后，区域内泄洪能力大大增强，浍河水再未溢出河床，从而根除了本地区的水患。

目前本矿塌陷区分布在矿井南部与北部，面积约1.9km2，水深最深处约2m。

2.气候条件

本井田所在区域属暖温带半湿润气候，四季分明，冬冷夏热。年平均气温14.4℃，两极气温分别为41℃和-23.2℃。年平均无霜期203天，最长为232天，最短为180天。年平均地表温度12.6℃，7、8月份最高，平均为28.9℃，1月份最低，平均为0℃。年平均降雨量862.9mm，最大1723.5mm，降雨量年内分配不均，主要集中在7到9月份，该时期降水量占年降水量的75%。该区年平均日照时数为2325.7小时，日照百分率为53%。年蒸发量一般在1800～1900mm左右，年平均相对湿度为70%，最高为75%，最低为64%。最大积雪深220mm，最大冻土深度150mm，冻结期一般在每年12月中旬至次年2月中旬。

矿井于2004年底开工建设，2008年6月投产，设计年产量为180万吨/年，核定生产能力180万吨/年，2009年实际生产能力180万吨。矿井在工业广场内布置主、副、风三个井筒，采用立井、集中大巷、分区石门开拓方式；井下布置南北两翼轨道、胶带输送机和回风大巷，采用一个水平、上下山开采，水平标高为－545m；后期采用集中下山开采方式，在－800m标高建立辅助水平，以解决下山开采时存在的水、瓦斯、通风等安全问题。矿井按高瓦斯矿井设计，初期采用中央并列式通风；后期增设北回风井，采用混合式通风方式。现生产采区为81采区和102采区。南、北翼轨道大巷巷道断面为5000*4300mm。矿区内煤系亡覆沉积巨厚的新生界松散含水层，松散层厚一般为300-400m，最大达到500m以上，作用在煤层露头上方松散含水层水头达到3—5MPa，属巨厚松散层高水头条件下开采水文地质条件。因此，地质构造复杂程度定为Ⅱb。巷迫或工作面处于复杂破碎地带，地应力大，也是导致煤矿井巷漏垮冒顶的因素之—，在采掘过程中冒顶事故时有发生。孙疃煤矿某巷发生冒顶事故，冒顶区域宽2m、高3m。漏垮冒顶事故虽没有造成人员伤亡，但是直接影响列运输工作。

冒顶区域顶板岩层为沙质页岩和粉沙岩，支护形式为锚网喷支护，由于巷道受到周围采区采动影响，岩层产生裂隙、淋水。支护材料受到外来压力越来越大，最后导致顶板被压垮冒顶。

二、加强支护技术的措施

加大顶板锚杆的强度，原则上锚杆直径增加2mm，如锚杆直径超过22mm，则改用更优的材质。(3)A>A，D>D或E>0.7E(顶板锚杆)。

1.加强顶板支护的技术措施：

一是加大顶板锚杆黏结段长度，提高锚杆黏结力；二是减少顶板锚杆间排距，原则上每排先增加一根锚杆。(4)AB。五是加大顶板锚杆长度，原则上先增加200mm。

2.加强两帮支护的技术措施：

一是加强锚杆，原则上每帮先增加一根，或在两帮和等角注浆，防止锚固区外顶板离层；二是顶板打锚索。3.3.2.3两帮存在的问题。三是加大两帮锚杆的强度和长度，增加两帮锚杆黏结段长度，提高锚杆黏结力；原则上直径先增加2mm长度增加200mm；如锚杆直径超过22mm，则改用更优质的材质。四是减小两帮锚杆间排距，原则上每排先增加一根锚杆。根据现场监测结果及时对初始设计进行分析研究，判断其是否需要进行修改，并对修改的设计继续进行监测与监控，使之趋于完善。

三、矿漏顶事故预防对策

（1）认真研究工作对象的地质构造和顶板特性，做好预测预报工作，认真编制工作面作业规程，针对上作面地质条件，制定详细的地质说明书和顶板扑制措施；根据生产情况的变化，及叫提出修改和补允措施：遇到地质条件特殊地段，如断层、褶曲、挤压带和顶板特别破碎地段，要采取与之相适应的特殊支护方式。

（2）科学合理地进行开拓设计。井巷工程设计过程中，避免在地质构造线附布置巷道，因为垂直于地质构造线方向的压应力最大，是岩体产生变化和破裂的主要因素，要避免在断层、处理破碎带、泥化夹层等地质构造软弱面附近布置巷道。围岩的次生应力与原岩应力和测压系数有关，应将巷道布置在顶板压力不会太集中，顶板稳定性较好的岩层中。

总之，要想管理好顶板，首先要掌握清煤层地质构造、特性，围岩保持了较好的完整性，顶板未发生离层，表明锚网支护结构是可靠的，支护参数是合理的。由于锚杆、锚索、网、钢筋托梁及u形钢棚加强支护已经形成一个有机的支护结构，在纵向横向都能相互制约，从而能够有效地抑制围岩的变形。平时可以通过矿压观测监测到，及时采取措施，是能够避免的。针对实际，采取合理的支护形式，施工时要按章作业，加大管理力度，杜绝偷工减料、违章行为的发生，对薄弱环节、重点地点重点监控。

参考文献：

[1]王乐琦.采煤工作面冒顶堵巷事故的分析与对策[J].中州煤炭，2009(11)

[2]黄文祥.浅谈煤矿井巷漏垮冒顶的预防及其处理[J].大众科技，2011(04)

[3]梁坤.浅谈煤矿井巷漏垮冒顶的预防及其处理[J].科技信息(学术版)，2012(09)

作者简介：

赵龙，（1978.12～），男，安徽省萧县人，助理工程师，主要从事煤矿掘进技术管理工作。