开拓区全员职工培训教案

　　第一讲 爆破作业安全

　　讲课人:纵瑞盘

　　培训时间:2009-2-21～22 星期六、日

　　教学目的：掌握岩巷工作面炮眼布置方式及原则，看懂炮眼布置图及爆破图表，在工作中严格按爆破图表操作

　　讲课方法：理论学习与现场施工实际结合

　　讲课重点：爆破作业安全。

　　一.爆破材料的领退、运送及存放

　　领退、运送及存放爆破材料时应遵守以下规定和要求：

　　⑴ 电雷管必须由爆破工亲自运送，炸药由爆破工或在爆破工监护下由熟悉《煤矿安全规程》有关规定的人员运送。

　　⑵ 领取的爆破材料必须装在具有耐压和抗冲撞、防震、防静电的非金属容器内。电雷管和炸药严禁装在同一容器内，严禁将爆破材料装在衣袋内。领到爆破材料后，应直接送到工作地点，严禁中途逗留，行走时要注意避开电缆和金属导电体。

　　⑶ 运送爆破材料应避开交接班和人员上、下井的时间。

　　⑷ 严禁用刮板输送机、带式输送机运送爆破材料。

　　⑸ 爆破工必须把炸药、电雷管分开存放在专用的爆破材料箱内，并加锁。严禁乱扔、乱放。

　　⑹ 爆破材料箱必须放在顶板完好、支架完整，避开机械、电气设备的地点。每次爆破前，都必须把爆破材料箱放到警戒线以外的安全地点。

　　二.装配起爆药卷

　　装配起爆药卷是把电雷管装入药卷顶部，制成起爆药卷的作业过程。装配引药必须按下列程序要求进行。

　　⒈ 装配地点的选择

　　装配直爆药卷必须在顶板完好、支架完整、避开电气设备和导电体的爆破工作地点附近进行。严禁坐在爆破材料箱上装配起爆药卷。

　　在有杂散电流的地点装配起爆药卷时，必须坐在绝缘胶垫上，并将扭结短路的雷管脚线用绝缘胶布包好。

　　⒉ 起爆药卷数目的确定

　　装配起爆药卷数量，以当时当地需要的数量为限。

　　⒊ 电雷管的抽取

　　从成束的电雷管中抽单个电雷管时，不得手拉脚线硬拽管体，也不得手拉管体硬拽脚线，应将成束的电雷管顺好，拉住前端脚线将电雷管抽出。抽出单个电雷管后，必须将其脚线扭结成短路。抽取电雷管时，如果把电雷管脚线搭在风、水管路上是非常危险的，这样容易造成早爆事故。

　　⒋装配起爆药卷的方法

　　装配起爆药卷时，必须防止电雷管受震动、冲击、折断脚线或损坏脚线绝缘层。装入的方法有两种：

　　⑴ 扎孔装配法。用一根直径略大于电雷管直径的尖端木棍或竹棍，在药卷顶部的封口扎一圆孔，将电雷管全部装入药卷中，然后用电雷管脚线末端。

　　⑵ 启口装配法。先打药卷顶部封口，用木、竹棍在药卷中央扎孔，再将电雷管全部装入药卷，用脚线把封口扎住，再短路扭结电雷管脚线末端。

　　《煤矿安全规程》规定，电雷管只许由药卷的顶部装入，不得用电雷管代替竹、木棍扎眼;电雷管必须全部插入药卷内;严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。

　　⒌ 起爆药卷的保存

　　起爆药卷装配好后，应清点数目，入箱锁好，不得乱放，以防散失。

　　三.装药

　　⒈ 装药前的准备工作

　　在装药前，应该对爆破地点的通风、瓦斯、煤尘、顶板、支护等全面检查，对所查出的问题应及时处理。有下列情况之一时严禁装药：

　　⑴ 采掘工作面的控顶距离不符合作业规程的规定，或者支架有损坏，或者伞檐超过规定。

　　⑵ 装药地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%及以上。

　　⑶ 在装药地点20m以风，矿车、未清除的煤、矸或其他物体堵塞巷道断面1/3以上。

　　⑷ 炮眼内发现异状、温度骤高骤低、有显著瓦斯涌出、煤岩松散、透老空等情况。

　　⑸ 采掘工作面风量不足。

　　在有煤尘爆炸危险的煤层中，掘进工作面爆破前，附近20m的巷道内，必须洒水降尘。

　　⒉ 装药工作

　　经检查确认可以装药时，方可按下列程序装药。

　　⑴ 验孔。在装药前，用炮棍插入炮眼里，检验炮眼的角度、深度和方向及炮眼内的情况。

　　⑵ 清孔。待装药的炮眼，必须用掏勺或压缩空气吹眼器清除炮眼内的煤、岩粉，以防止煤岩粉堵塞，使药卷不能密接或装不到眼底。使用吹眼器时，附近人员必须避开压风吹出气流方向，以免炮眼内飞出的粉块杂物伤人。

　　⑶ 装药。采掘工作面炮眼使用炸药和电雷管的种类、装药量、电雷管的段数必须符合爆破作业说明书的规定，并按照爆破说明书规定的装药结构进行装药。装药结构通常可分为正向装药和反向装药。正向装药是指起爆药卷放在距眼口最近的第一个位置上，雷管与所有药卷的聚能穴均朝向眼底的装药结构;反向装药是指起爆药卷放在眼底，雷管与所有药卷的聚能穴一致朝向眼口的装药结构，如图3—16所示。

　　装药时要用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入，不得冲撞或捣实。炮眼内的各药卷必须彼此密接。

　　⑷ 封孔。装炮泥时，最初的两段应慢用力，轻捣动，以后各段炮泥须依次用力一一捣实。装水炮泥时，水炮泥外边剩余部分，应用粘土炮泥封实。炮泥的长度，必须符合《煤矿安全规程》规定。

　　⑸ 电雷管脚线末端扭结。装药后，必须把电雷管脚线末端悬空，严禁电雷管脚线、爆破母线同运输设备及采掘机械等导电体相接触。

　　⒊ 装药注意事项

　　⑴ 硬化的硝酸铵类炸药在装药前必须用手揉松，使其不成块状，但不得将药包纸损坏，严禁使用硬化到不能少手揉松的硝酸铵类炸药，也不能使用破乳或不能用的揉松的乳化炸药。

　　⑵ 不得使用水分含量超过0.5%的铵梯炸药。

　　⑶ 潮湿或有水的炮眼应用抗水型炸药。

　　⑷ 不得装“盖药”或“垫药”。

　　⑸ 不得装错电雷管的段数。

　　⑹ 毫秒电雷管不得跳段使用。

　　⑺ 一个炮眼内不得装两个药卷。

　　除以上注意事项外，要特别注意不得在钻眼的同时装药，以免发生危险。如某矿施工一水平总石门，由104、101两个掘进队联合施工。四班出勤25人，任务是正常掘进。接班后，前边钻眼，后边装岩出货。有两人从井下调车场找到上班留下的14包炸药，运到炸药箱后，开始装配引药，这时班长派人从工作面出来，叫他们赶快去工作面装药。于是，2人停止装配引药，拿起6包炸药和炮泥一起来到工作面。工作面左侧还在打掏槽眼，这2名爆破工放下炸药在右侧装药。不一会儿，发生炸药爆炸事故，造成2人死亡，1人受重伤的事故。

　　四.联线

　　⒈ 联线方法和要求

　　联线工作应按照爆破说明书规定的联线方式，将电雷管脚线与脚线、脚线连接线、连接线与爆破母线连好接通。联线的方法和要求是：

　　⑴ 脚线的连接工可由经过专门训练的班组长协助爆破工进行。爆破母线连接脚线，检查线路的通电工作，只准爆破工1人操作。与联线无关的人员都要撤离到安全地点。

　　⑵ 联线前必须认真检查瓦斯浓度、顶板、两帮、工作面煤壁及支架情况，确认安全方可进行联线。

　　⑶ 联线时，联线人员应把手洗净擦干，以免增加接头电阻和影响接头导通，然后把电雷管脚线解开，刮净接头，进行脚线间的扭结连接。脚线连接应按规定的顺序从一端向另一端进行。如脚线长度不够，可用规格相同的脚线作连接线，联线接头要用对头连接，不要用顺向连接，不要留有须头。当炮眼内的脚线长度不够需接长脚线时，两根脚线接头位置必须错开，并用胶布包好，防止脚线短路和漏电。联线接头必须扭紧牢固，并要悬空，不得与任何物体相接触，如图3—17所示。

　　⑷ 电雷管脚线间的联接工作完成以后，再与联接线连接。

　　⒉ 联线方式

　　常用联线方式有串联、并联和混联等。

　　⑴ 串联。串联就是依次将相邻的两个电雷管的脚线各一根互相连接起来，最后将两端剩余的两根脚线接到爆破母线上，再将爆破母线接入电源。这种联线方式操作简便，不易漏接或误接，速度快，便于检查，通过网路的电流较小，适用于发爆器作电源，使用安全，因此在煤矿井下使用最为普遍。缺点是在串联网路中有一个电雷管不导通或在一处开路和，全部电雷管将拒爆。在起爆能不足的情况下，由于每个电雷管的感度有所差异往往导致感度高的是雷管先爆，电路被切断，使感度低的电雷管不爆。

　　⑵ 并联。将所有电雷管的两根脚线分别接到网路的两根母线上，通过母线与电源联接。在并联网路中，某个电雷管不导通，其余的电雷管也可以起爆，能够避免电雷管感度差异造成的丢炮。这种网路虽然总电阻小，要求起爆电源的电压小，但所需的网路总电流较大。

　　⑶ 混联。混联可以分为串并联和并串联两种。当一次起爆炮眼数目较多时，则需采用串并联或并串联。串并联是将电雷管分组，每组串联接线，然后各组剩余的两根脚线分别接到爆破母线上。并串联是将各组电雷管并联，然后将各组串联起来。

　　在井下掘进工作中一般很少采用并联和混联。当出现全网路不爆时，可采用中间并联法排除故障。

　　五.爆破

　　⑴ 爆破前，班组长必须亲自布置专人，在警戒线和可能进入爆破地点的所有通路上担任警戒工作。警戒人员必须在安全地点警戒。警戒线处应设置警戒牌、栏杆或拉绳等标志。

　　⑵ 爆破前，班组长必须清点人数，确认无误后，方准下达起爆命令。

　　⑶ 当班的炮眼必须当班爆破完毕。在特殊情况下，如果当班留下尚未爆破的装药炮眼，当班爆破工必须向下一班爆破工在现场交接清情况。

　　⑷ 爆破作业时应严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。

　　“一炮三检制”就是在采掘工作面装药前、爆破前和爆破后必须检查爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度，若瓦斯浓度达到1%及以上时，严禁装药爆破。

　　执行“一炮三检制”的目的是为了加强瓦斯检查工作，防止漏检，避免在瓦斯超限的情况下爆破。

　　“三人连锁放炮制”就是爆破前，爆破工在检查联线工人无误后，将警戒牌交给班组长，由班组长亲自派专人警戒，并检查顶板、支架与工具设备等情况，经清点人数，确认无误后，将爆破命令牌交给瓦斯检查员，由瓦斯检查员检查瓦斯、煤尘浓度合格后，将自己携带的爆破牌交给爆破工，爆破工吹哨后爆破，爆破后三牌各归原主。

　　“三人连锁放炮制”实质上是一种责任制，其目的是督促爆破工、瓦斯检查员和班组长各尽其责，确保爆破工作的安全。如不能有效执行“三人连锁放煤制”，则可能出现不必要的灾害和损失。

　　如某矿开拓大队早班进行爆破作业，恰逢维修队人员给该队工作面延接风水管路，因班长未能清点工作面所有人员，把急于接好管路的维修队人员王某当场炸死。

　　开拓区全员职工培训教案

　　第二讲 钻眼操作安全

　　讲课人:纵瑞盘

　　培训时间:2009-2-28 ～2009-3-1星期六、日

　　教学目的：了解风动、电动凿岩机的工作原理，及其结构，掌握使用凿岩机的正确使用，及安全注意事项。

　　讲课方法：以我区所用凿岩机为例，结合常见故障及事故案例，分析使用过程中不合理操作方法,及给安全带来的隐患。

　　讲课重点：1.凿岩机的结构.及日常维护。

　　2.凿岩机的操作常见故障,及使用中的安全注意事项。

　　㈠凿岩机的分类

　　凿岩机的种类很多,按动力分为风动凿岩机、电动凿岩机、液压和内燃凿机。煤矿井下应用最广泛和是风动凿岩机，但近年来液压凿岩机发展很快，以其高效、低耗和噪音低等优点受到大家欢迎。

　　风动凿岩机又分为手持式、气腿式、伸缩式和导轨式4种，按冲击频率可分为低频凿岩

　　㈡凿岩机的结构

　　凿岩机的类型很多，但其主机构造和动作原理大致相同，都具有冲击及配气机构、旋转机构、排粉机构润滑机构、支承及推进机构。

　　㈢冲击式凿岩工具

　　冲击式凿岩工具通常称为钎子，钎子有整体和组合两种。组合钎子应用广泛，它由钎头、钎杆、钎尾和钎肩组成，

　　钎杆断面为中空六边形或圆形。整体钎子的钎头一般为一字形或十字形，镶硬合金片的钎头大多为一字形，不镶硬合金的淬火钎头大多为十字形。活动钎头应用最广，一般都镶硬合金片。

　　(四)、风动凿岩机

　　⒈影响风动凿岩机钻速的因素

　　影响凿岩机钻速的因素很多，主要有岩石性质、凿岩机的工作条件和炮眼参数等。

　　⑴岩石性质。各类岩石反映钻具钻进的难易程度(钻眼速度)是非常悬殊的。软的岩石钻进速度快，硬岩中的钻进速度很慢。

　　⑵凿岩机工作条件。凿岩机的工作条件包括进气压力、轴推力和排粉条件等。

　　提高进气压力，能增加凿岩机的冲击频率、冲击速度和扭矩。

　　凿岩机工作时，机体产生振动，会向后反冲导致钻速降低。为减小机体反冲，必须对凿岩机施加一定的轴推力，但轴推力过大，会增加钎子的回转阻力矩，易使钎刃磨钝，转速降低甚至转不动。

　　及时排除岩粉，才能有效地钻进。国产风动凿岩机都装有轴向供水系统，水压应比压气压力低一个大气压左右，否则水会渗入凿岩机内，洗掉润滑油，易使零件生锈。排水量要适当，过大或过小都不利于有效钻进。

　　⑶炮眼参数。炮眼直径和炮眼深度影响钻眼速度。炮眼愈深，钎杆惯性愈大，弯曲变形愈大，冲击能量传递效率越低，因而钻速就越低。如果采用一根钎子钻眼，每增加1m炮眼深度，钻速约降低4%～10%。

　　⒉风动凿岩机操作安全注意事项

　　⒈) 钻眼前的准备工作。

　　⑴检查凿岩机、钻架是否完好，风、水管是否完好畅通，风、水门是否跑风漏水，连接头是否牢固，凿岩机零件是否完好齐全，螺丝是否坚固，并注油试运转。

　　⑵检查所用钻杆是否弯曲，中孔是否堵堵塞，钎尾是否完好，钎头是否能安上。

　　⑶准备齐全需用的钻杆、钻头。

　　⑷检查工作面的安全状况是否良好。处理顶帮浮岩活石，整修加固工作面的临时支护，以保证工作面安全作业。

　　⒉) 钻眼安全注意事项。

　　⑴钻眼必须按中、腰线及作业规程中爆破图表进行，画好轮廓及眼位，并按规定的眼位、方向、角度和深度钻眼。

　　⑵开钻时，应把凿岩机操作阀开到轻运转位置，待眼位固定，并钻进20～30㎜后，再开到中运转位置钻进，钻进50㎜钻头不至脱离眼口时，再全速钻进。

　　⑶为避免断钎伤人，钻眼工要精神集中，时刻注意钻进进情况。禁止骑钻作业。多台作业，禁止交叉钻眼，禁止钻前钻杆下有人。

　　⑷钻眼时，凿岩时，凿岩机、钻杆与钻眼方向要保持一致。推力要均匀适量，不要过大，下扎眼要适当提钻减压，以防夹钻断杆。

　　⑸凿岩机钻眼过程中，要经常检查风水管接头是否牢固，有无脱扣现象，如连接不好应停钻处理后再作业。

　　⑹钻杆与钻头连接要牢固，钻眼过程中，发现合金片脱落，必须及时换钻头。

　　⑺严禁在残眼内继续钻眼。

　　⑻钻眼过程中，如发现岩层出水、瓦斯涌出异常现象时，要停止钻眼并不得拔出钻杆，迅速汇报矿调度室。

　　⑼钻完眼后，应将钻眼工具、设备等全部撤到安全地点存放。

　　⒊凿岩作业常见事故的预防和处理

　　⒈)卡钎、断钎事故。

　　⑴操作技术方面。操作人员精力不集中，钻眼时凿岩机、钎杆左右摇摆，钻架忽起忽落，使钎杆在钻孔内弯曲扭别，造成炮眼不直，强行推进造成卡钎或把钎杆弯断。防止方法是提高钻眼技术，保持钻架稳定，使钎子平直地钻进。

　　⑵岩石性质方面。在坚硬多裂缝的岩石中，如果采用一字形合金钎头钻眼，凿刃容易打到裂缝中去，钎头就被夹住，凿岩机继续冲击就容易发生断钎事故。防止的方法是在坚硬裂缝的岩石中采用十字形合金钎头钻眼，以减少卡钎头、断钎子事故。在软岩石中钻眼时，由于轴推力过大，排粉不畅，也易造成卡钎事故，应适当调整轴推力。

　　⑶钎杆质量方面。钎杆质量不合格或钎杆使用过久造成疲劳损坏。防止的方法是加强质量验收管理，钻眼时使用旧钎子应警惕，发现钎子中心孔不正，偏离中心轴线，造成危险断面时应立即捡出，不准使用。

　　断钎子往往能造成人员伤害事故，因此，应加强作业人员的技术

　　技术培训和安全意识教育，杜绝该类事故的发生。

　　⒉ )掉钎头

　　⑴钎头与钎杆连接处加工不符合要求，接触不严。防止的方法是严格检查钎头与钎杆连接尺寸。

　　⑵钎杆与钎头连接处断裂。防止方法是使用前注意钎杆连接尺寸及外观，安钎头前要把钎头和钎杆的锥形部分擦干净，涂上黄油，然后套上钎头，在枕木上墩紧，不能在铁轨上或石块上墩，以免损坏合金钢片。卸钎头时不能用大锤敲打。

　　⒊) 不排粉

　　钎头出水孔或钎杆中心孔堵塞。防止方法是发现停水时应立即停止钻进，遇有软岩时适当降低推进速度，加大供水量或增加强力吹洗。

　　一、 煤电钻钻眼操作安全

　　(一) 煤电钻

　　煤电钻是旋转式钻眼设备，主要由电动机、减速器和开关三部分组成。电动机产生动力带动钻杆旋转，减速器把电动机的旋转速度减慢，开关直接操纵电动机的开动和停止，如图3-4所示。

　　煤电钻的质量、扭矩和功率较小，适用于在煤层和f≦4～6的岩石中钻眼，在f﹤3的煤岩中钻眼时，可以手持推进。

　　(二) 钻眼工具

　　煤电钻使用的钻杆为螺旋形麻花钻杆，钻杆断面为菱形或矩形，菱形钻杆强度大但排粉能力低，适用于硬煤或软煤中钻眼，矩形断面钻杆强度较小，但排粉能力大，适用于一般煤层钻眼。当采用中孔供水湿式煤电钻时，要选用空心麻花钻杆和空心钻头。

　　钻头由钻刃、钻翼及钻尾3部分组成。煤钻头的特点是钻翼长、翼口直径大、刃角小(60°～65°)，两翼间留有较宽的开口。煤岩钻头的钻翼短，翼口直径小，刃角大(65°～70°)。

　　(三) 煤电钻操作安全注意事项

　　⑴使用煤电钻前必须进行全面检查。检查电缆是否完好，外壳螺丝和弹簧垫是否齐全和扣紧，旋转方向是否正确，风扇转动有无障碍，钻杆是否弯曲，钻头是否锋利等，确认无问题后方可使用。

　　⑵必须轻拿轻放，不得任意拉拖、乱扔。搬运时要提手把，不准拉着电缆让电缆电钻在地上拖来拖去。绝缘手把和后盖要完整齐全。

　　⑶操作时只准一人推进，用力要均匀，不准上下左右摆动和用力过猛。要勤掏煤粉，当外壳发热到烫手时，必须停止工作，进行冷却。

　　⑷钻眼打完，要先将钻杆拉出，然后停止转动，电钻用完后，必须切断电源，放在安全、干燥、通风良好的地方，盘好电缆并悬挂起来。

　　⑸使用时必须设有检漏、短路、过负荷、远距离启动和停止煤电钻的综合保护装置。

　　⑹所用电缆应有足够的长度，以免钻眼时拉开接头，产生火花，引起瓦斯和煤尘爆炸。

　　二、 风镐使用安全

　　风镐的主要用途是在井筒和巷道掘、砌时的辅助凿岩工具，如开帮、挑顶、挖掘底槽、水沟、破碎大块矸石等。有时也作为主要挖掘设备，如冻结施工的井筒挖掘、穿过危险地段不准钻眼爆破掘进时等。

　　风镐的直接破岩工具是镐钎，其长短应根据破岩对象而定。破碎软而有裂缝的岩层时，其长度为300～400㎜;破碎较坚韧岩层时，长度为150～300㎜。

　　使用风镐时应注意以下安全事项：

　　⑴镐钎尾部与缸套固定配合必须适当，以防偏斜和卡死。

　　⑵风镐应按时检修、涂油，及时更换损坏的零件。

　　⑶工作时，应保持正常风压，连接风管前应先排除风管中的污物、污水。风镐滤风网应及时清理，不得随意取掉不用。

　　⑷若风镐卡在岩缝中，不可猛力摇动风镐，以免镐筒和连接套螺纹受损。

　　⑸风镐在使用中，不准用硬物敲、砸及摔碰等。

　　⑹现场拆卸下来的风镐零件应妥善保管。风镐用完后应擦净涂油存放在安全地点，长期不用的风镐应检修后入库。

　　开拓区全员职工培训教案

　　第三讲 巷道顶板事故及防治

　　讲课人:纵瑞盘

　　培训时间:2009-3-7～8 星期六、日

　　教学目的：掌握巷道顶板冒落类型及其防治办法。减少和杜绝事故发生。

　　讲课方法：理论学习与现场施工实际结合

　　讲课重点：巷道顶板事故的防治。

　　一、巷道顶板事故的类型

　　⒈顶板冒落的基本形式

　　按事故地点顶板的冒落形状与冒落规律来划分，顶板冒落的主要形式为：

　　(1) 顶板规则冒落。这类顶板冒落的特点是：顶板冒落后冒落面比较规整、圆滑如图所示，冒落形状一般呈扁椭圆或竖椭圆状。冒落高度变化于0.4～4m之间。巷道两帮围岩的破坏角为60°～70°。

　　(2) 这类事故一般发生在泥岩、砂岩页 岩或含有泥质夹层等的松软岩层。当巷道掘进通过这类顶板岩层时，由于这类岩层强度低、分层厚度小，自持能力弱，往往在巷道端头空顶面积大或爆破震动时引起冒落。

　　(3) 层状顶板裂断冒落。这类顶板冒落的特点是：当巷道宽度较大(如大断面巷道、交叉点等)，顶板岩层分层厚度较小时，在自重的作用下，层状顶板岩层端部产生裂断引起冒落，如图4-25所示。冒落线基本上是在巷道两帮上部。如果巷道两侧煤岩体塑性破坏比较严重，且承载能力很低时，层状顶板岩层端部裂断线也有可能进入到两侧煤岩内部。

　　(4) 顶板不规则冒落。这类顶板冒落的特点是：冒落空洞形状不规则，有三角形冒落、梯形冒落等，如图4-26所示。尤其是当巷道穿越断层等构造破碎带、或巷道顶板岩层受到交错裂隙切割时，会出现危岩抽冒现象(图4—26中a和b)。冒落空洞大小取决于巷道顶板岩层强度，以及受节理裂隙切割情况。

　　这类冒落多发生在断层等地质构造带。当巷道掘进至该地段时，由于断层带已破碎，顶板平衡状态遇到破坏，稳定性很差。一旦暴露出来，如不及时支护或支护不得力，则破碎顶板很快会发展到冒落。另外，在巷道交岔点处如果节理裂隙比较发育，特别是当节理裂隙斜面指向交岔点时，很容易形成危岩冒落区。

　　⒉巷道顶板事故的基本类型

　　(1) 按造成顶板事故的地质因素划分，主要有以下5种类型：

　　① 巷道围岩松软或极易风化，稳定性差。

　　② 巷道通过断层、褶曲等构造变动剧烈地带。由于该地带煤岩层受到强大构造应力的作用，岩层内产生大量剪切裂隙，比较破碎。

　　③ 巷道穿过岩性突变地带时，在其交界处容易出现岩棱、伞檐等，掘进过程中引起塌冒。

　　④ 由于采深大，巷道围岩受到高应力作用，巷道掘进过程中产生煤、瓦斯突出以及岩爆现象等。

　　⑤ 地下水侵入，巷道围岩的强度明显削弱，稳定性大幅度降低。

　　(2) 按造成事故的岩石冒落形式划分，有以下3种类型：

　　① 无支护坠落。巷道掘进中空顶后没有及时支护，造成空顶范围内顶板危岩在自重作用下冒落。

　　② 压垮型。压垮型冒顶是因巷道顶板或围岩施加给支架的压力过大，损坏了支架，导致巷道顶部的岩块冒落，从而形成事故。当巷道过陷落柱，或者贯穿老巷，或者掘进中下分层顺槽时，巷道位于上部冒落矸石没有压实，成松散块粒状的部位时，大范围岩层的下沉动力给支架产生冲击载荷。由于一般支架的承载能力不能承受顶板产生的冲击力而被压折引起的冒顶。

　　③ 推垮型。在斜巷掘进中，由于顶板岩层沿层面方向的约束条件受到破坏，巷道上部岩层在自重作用下产生沿层面方向的下滑力，当顶板岩层范围较大，下滑力超出一定范围时，支架因不能承受这一侧向力作用而被推垮。

　　二、巷道顶板

　　⒈掘进工作面冒顶事故的原因及防治措施

　　掘进工作面冒顶的原因有两类：第一，掘进破岩后，顶部存在将与岩体失去联系的岩块，如果支护不及时，该岩块可能与岩体完全失去联系而冒落;第二，掘进工作面附近已支护部分的顶部存在与岩体失去联系的岩块，旦支护失效，就会冒落造成事故。

　　在断层、褶曲等地质构造破碎带掘进巷道时顶部浮石的冒落，在层理裂隙发育的岩层中掘进巷道时顶板冒落等，都属于第一类型的冒顶。因放炮不慎崩倒附近支架而导致的冒顶，因接顶不严实而导致岩块砸坏支架的冒顶则属于第二种类型的冒顶。此外，两种类型的冒顶可能同时发生，如掘进工作面无支护，部分片帮冒顶推倒附近支架导致更大范围的冒顶。

　　预防掘进工作面冒顶事故的措施如下：

　　(1) 掘进工作面要严格控制顶距。当掘进工作面遇到断层褶曲等地质构造带或层理裂隙发育的岩层时，棚子应紧靠掘进工作面，并缩小棚距，在掘进工作面附近应采用撑木、拉杆把棚子连成一体，防止棚子被推垮，必要时还要打中柱;锚杆支护应有特殊措施。

　　(2) 严格执行敲帮问顶制度危石必须挑下，无法挑下时应采取临时支撑措施，严禁空顶作业。

　　(3) 采用前探梁金属支架等临时支护措施，使工人在有顶板有防护的条件下作业，防止冒顶伤人。

　　(4) 根据顶板条件变化，采取相应的支护形式，并应保证支护质量，架棚支护冒顶区及破碎带必须背严接实，必要时要挂网防止漏空。

　　(5) 掘进工作面炮眼布置及装药时必须与岩石性质、支架及掘进工作面距离相适应，以防止因放炮而崩倒棚子。

　　⒉巷道交岔点处冒顶事故的原因及预防措施

　　巷道交岔点冒顶事故往往发生在巷道开口的时候，因为交岔点位置处在原巷道应力重新分布后的支承应力区，受力复杂，同时，如果开口处顶部存在与岩体失去联系的岩块，则可能在掘进时就发生冒顶。

　　预防交岔点冒顶的措施如下：

　　(1) 开口应避开原来巷道冒顶的范围。

　　(2) 交岔点抬棚的架设应有足够的强度，并与邻近支架连接成一个整体。开口处岩尖被压坏时，应及时采取加强抬棚稳定性的措施。

　　(3) 交岔点锚喷支护时，使用加长或全长锚固式锚杆。

　　(4) 全锚支护的采区巷道，交岔点应缩小锚杆间距，并使用小孔径锚索补强。

　　⒊压垮型冒顶的原因及预防措施

　　巷道支架所受压力的大小，与围岩受力后所处的力学状态关系极大。若围岩受力后仍处于弹性状态，本身承载能力大而且变形小，巷道支架感受不到多大的压力，当然也不会被损坏。如果围岩受力后处于塑性状态，本身有一定的承载能力时也会向巷道空间伸展，巷道支架就会感受到较大的压力，若巷道支架的支撑力或可缩性不足，就可能被 压坏。当围岩受力后呈破碎状态，本身无承载能力，并且大量向巷道空间伸展，这时巷道支架就会受到强大的压力，很难不被损坏。

　　巷道围岩受力所处的力学状态，由两方面因素决定，一是岩体本身的强度以及受到层理裂隙等构造破坏的情况，另一个是所受力的大小。巷道围岩受力的大小，也有两方面因素，一是由巷道所处位置决定的自重应力和构造应力，另一个是由采掘引起的支承应力。

　　根据压垮型冒顶的原因，可以采取下列防治措施：

　　(1) 巷道应布置在稳定的岩体中，并尽量避免采动的不利影响。采区回采巷道双巷掘进时，护巷煤柱的宽度应视其围岩的稳定程度而定，围岩稳定时，护巷煤柱的宽度不得小于15m，中等稳定时应不小于20m软弱时应不小于30m。不用护巷煤柱时，最好是待相邻区段采动稳定后再沿空掘巷。

　　(2) 巷道支架应有足够的支撑强度以抵抗围岩压力。

　　(3) 巷道支架所能承受的变形量，应与巷道使用期间围岩可能的变形量相适应。

　　(4) 尽可能做到支架与围岩共同承载。支架选型时，尽可能采用具有初撑力的支架。支架施工时要严格按工程质量要求进行，并特别注意顶与帮的背严背实问题，杜绝支架与围岩间的空顶与空帮现象。

　　⒋漏垮型冒顶的原因及预防措施

　　漏垮型冒顶是因无支护巷道或支护失效，巷道顶部存在游离岩块，这些岩块在重力作用下冒落，形成事故。

　　预防漏垮型冒顶的措施如下：

　　(1) 掘进工作面放炮后应立即进行临时支护，严禁空顶作业。

　　(2) 凡因支护失效而空顶的地点，重新支护时应先护顶，再施工。

　　(3) 巷道替换支架时，必须先支新支架，再拆旧支架。

　　(4) 锚杆支护巷道应及时施工;施工前应先清除危石，成巷后要定期检查危石并及时处理。

　　⒌推垮型冒顶的原因及预防措施

　　推垮型冒顶是因为巷道顶帮破碎岩石，在其运动过程中存在平行巷道轴线的分力，如果这部分巷道支架的稳定性不够，可能被推倒而冒顶，从而造成事故。

　　预防推垮型冒顶的主要措施是提高支架的稳定性，可以在巷道的支架之间用撑木或拉杆连接固定，增加支架的稳定性，以防推倒。在倾斜巷道中架设支架应有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道轴线方向的分力。

　　三、巷道顶板管理的措施

　　从顶板事故类型及原因中可以看出，巷道常见顶板事故除了施工质量管理要求不严外，主要还有以下两方面的原因：

　　第一， 对巷道掘进中围岩稳定状况及运动发展情况不清楚;

　　第二， 缺乏针对性防范措施，支护方式选择不当、支架承载能力不能有效发挥、支架稳定性差等。

　　因此，为了降低巷道掘进与维护时的顶板事故，在防治措施方面应包括以下3方面内容：合理选择巷道掘进位置与时间;及时观察巷道掘进中围岩稳定情况;对具体条件巷道合理选择支护方式，采取针对性措施。

　　⒈掘进巷道过断层等构造变化带时的安全措施

　　掘进巷道在通过断层、褶曲等构造变动剧烈、围岩松软、节理裂隙发育地带以及顶板岩性突变地带时，由于围岩强度低、稳定性差、帮顶压力大，在安全技术方面应做好以下9方面工作：

　　(1) 加强巷道掘进地段的地质调查工作，根据所掌握的地质资料，及时制定具体的施工方法与安全措施。

　　(2) 巷道在破碎带中掘进，应做到一次成巷，尽可能缩短围 岩暴露时间，减少顶板出露后的挠曲离层，提高顶板稳定性。

　　(3) 施工中严格执行操作规程、交接班和安全检查制度。随时注意观察围岩稳定性状况的变化，及时掌握断层等构造带出露时间。一旦发现异兆要及时处理，防患于未然。

　　(4) 掘进工作面临近断层或穿断层带时，巷道支护应尽量采用砌碹或U形钢可缩性支架支护，棚距要缩小。

　　(5) 减少爆破装药量，降低爆破对断层带附近破碎顶板的震动。

　　(6) 缩小空顶距离，及时架设临时支架，永久支架要跟上，滞后距离不得大于2～4m。

　　(7) 巷道支架背板要严实，一方面提高支架对围岩的支护能力，另一方面防止掘进中漏顶或漏帮 。

　　(8) 当断层带处顶板特别松软、破碎时，要采用前探梁支护的办法管理端面不稳定顶板。

　　(9) 在顶板岩性突变地段，要及时打点柱支护突变带顶板。

　　⒉在松软膨胀性岩层或破碎煤体中掘进时的安全措施

　　松软膨胀岩体一般指黏土岩、泥岩等松软岩体，它们具有“松、弱、软、散”的特点，即强度低、遇水极易崩解与膨胀、变形剧烈。结构松散，稳定性与胶结性都差，很容易在空顶时发生规则垮落。在这类岩层中掘进巷道时，应尽可能采用使围岩暴露面积小，暴露时间短的施工方法，支架应能及时有效地支护顶板。

　　⒊新掘巷道应制定的开口安全措施

　　(1) 开掘地点要选在顶板稳定，支护完好并且避开地质构造区、压力集中区、顶板冒落区。

　　(2) 新掘巷道与原有巷道的方位要保持较大的夹角。(最好大于45度)。

　　(3) 必须加固好开掘处及其附近的巷道支架，若近处有空顶空帮情况，小范围的可加密支架，背好帮顶;大范围的应用木垛接顶接顶处理，同样用背板背好打紧。对将受施工影响的棚子进行加固，其方法有挑棚、打点柱、设木垛等。

　　(4) 新巷开掘施工，要浅打眼、少装药、放小炮，或用手镐挖掘的方法，尽量避免震动围岩或放炮引起冒顶。

　　(5) 新巷开掘处要及时进行支护，尽量缩短顶板暴露时间和减小暴露面积。若压力增大，则应及时采用适合现场情况的特殊支护。

　　4.沿空掘巷顶板破碎时的顶板管理措施

　　(1) 避开动压影响。巷道施工必须在上区段回采结束，待岩层活动完全稳定后进。行。

　　(2) 尽量减小掘进时的空顶面积。放炮前支架紧跟到工作面，放炮后及时架设支架。要减少装药量，避免对顶板的震动。如果放炮难以控制和管理顶板，改用手镐方法掘进。

　　(3) 巷道支架要加密，同时将下帮腿与底板的夹角缩小，将顶帮用木板等背严接实。

　　(4) 擦边掘进时，如遇上区段巷道的棚腿外露时，其下帮棚腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到挡矸作用。

　　5.有淋水的工作面顶板管理措施

　　掘进工作面淋水时， 要通过水文地质工作，弄清水的来源，掌握水量的变化。再根据实际条件分别采用预注浆封水、快硬砂浆堵水、截水槽或截水棚截水等方法将水引离工作面。顶板水不大时，用压风边吹边喷砂浆止水。有淋水的地段，要加大支架密度，背严帮顶，提高支架的稳定性，防止冒顶事故的发生。

　　四、巷道顶板事故的处理

　　巷道顶板事故形式多种多样，发生的条件也各不相同，但它们在某些方面存在着共同点。根据这些事故发生的原因与条件，可以制定出防范顶板事故发生的措施。

　　(一)巷道冒顶事故的处理方法

　　1.巷道发生局部冒顶事故的处理方法

　　(1)先加固好冒落区前后的完好支架。使用棚子支护的，应根据围岩压力大小加密棚距，把棚子扶稳。棚子之间要安好拉杆等，使支架形成一个整体，棚子顶帮要背严接实。

　　(2)及时封顶，控制冒顶范围的扩大。一般是采用架设木垛的方法处理。人员站在安全地点，用长杆将冒落的顶部活石找掉。在没有冒落危险的情况下，抓紧时间架好支架，排好护顶木垛，一直到冒落顶最高点将顶托住。

　　(3)岩石巷道采用锚喷支护处理冒顶区。具有锚喷支护条件时，应优先考虑采用锚喷处理冒顶区。

　　首先将冒落区顶帮活石捣掉，喷射人员站在安全一侧向冒顶区喷射一层30—50mm厚的混凝土层，先封固顶，然后再封两帮。

　　初喷的混凝土凝固后再打锚杆，并挂网复喷。

　　冒顶处理完，如按要求进行砌碹。为保护碹顶，要在碹顶上充填0.5m左右厚的矸石作为缓冲层。也可以架设金属支架，背严帮顶，四周可充填一层矸石，支架间安设拉杆，使棚子之间连成整体，提高稳定性。

　　2.冒顶范围较大时的处理方法

　　(1)小断面快速修复法。冒顶范围大，影响通风或有人被堵在里面时可用此法治。即先架设比原来巷道规格小的得多的临时支架，使巷道能暂时恢复使用，等清理完煤矸石后，就可以架设永久支架。对冒顶部分的处理是：采用撞楔法把冒落矸石控制住，如图4—27所示。等顶板不再冒落时，从巷道两侧清除矸石，且边清除边管理两帮，防止煤矸流入巷道。顶帮维护好后，就可以架设永久支架。

　　(

　　(3)木垛法。木垛法是一种常见的方法，如巷道冒顶高度在5m以内，冒落长度在10m以上，冒落空间以上岩石基本稳定，就可以将冒落的岩石清除一部分，使之形成自然堆积坡度，留出工作人员上、下及运料的空间并能保证通风，然后从两边在冒落的煤矸上相向架木垛，直接支撑顶板。

　　(4)打绕道法。如果冒顶长度大，不易处理以及冒顶堵人时，可打绕道。绕过冒落区后去救被堵人员，或绕过冒落区再转入正常掘进。

　　(二)巷道片帮事故的处理方法

　　1.木垛法

　　当棚腿被挤断，岩壁片帮，且片帮暂时停止下来时，可用木垛法处理片帮。先在靠片帮一侧的顶梁下打上一根顶梁柱，然后撤腿、拆帮清矸，用木料架木垛到冒落的帮顶，再用背板、笆片背好后撤去顶柱。

　　施工时应注意稍有冒顶处的顶板维护，防止片帮扩大造成冒顶。顶柱也应落在实底上并打牢，几根顶柱应连成一体，防止下沉及不小心碰倒，造成冒顶或伤人。

　　2.撞楔法

　　巷道一侧片帮很严重，撤掉压坏柱腿时煤岩会流出，并且继续扩大，可用撞楔法处理。在片帮地点选择完好的柱腿，打上1.2---1.5m的斜撞楔。在撞楔的掩护下，挖柱窝打顶柱，换好新柱腿，支架顶帮要背严。依次向前，直到全部修好片帮区，最后清出煤矸，撤顶柱。

　　施工时，除应注意采用木垛法的注意事项外，还必须注意打撞楔的柱腿应坚实、牢固，必要时应下底梁或架对棚等。

　　(三)巷道底臌的处理方法

　　在松软破碎或塑性膨胀的岩层中掘进巷道，由于地下水和各种压力的作用，使巷道产生底臌。

　　严重的底臌能使巷道变形破坏、断面缩小，支架折断、损坏，影响运输、通风、排水，直接影响生产，危害及大。巷道的底臌可以采取以下方法进行处理。

　　1.在底臌不很严重并可以使用可缩性支架的巷道，可在架棚前先卧底挖槽，铺设底梁，底梁下刹满背板，再架设上部支架，构成闭合型支架，然后回填铺轨。

　　2.碹底砌反拱

　　采用砌碹支护，当底膨严重时，可以实行短段掘砌、砌碹支护前，先卧底挖槽砌反拱，然后再砌上部碹体，形成闭合型碹体。反拱的形状有半圆形、圆弧形、三心拱形。由于采用短段掘砌，必须注意接茬质量，而且必须使用料石或混凝土预制碹块，以适应早期承压的特点。

　　3.卸压加固法

　　在底臌最严重的地段，先剥出1m深的岩石，然后进行钻孔(孔深2.5m)间隔装药爆破，松动底板。过一段时间以后，往没有爆破的孔内注浆，用以加固底板。

　　4.卧底清理

　　把臌起的岩石采用爆破的方法挖掉，恢复原来巷道高度。这种方法费式费时，影响正常施工，也不能根治底臌，一般难以一次完成，需要多次卧底才能使底板稳定下来。卧底时注意不要使原有的支架或碹基础“露脚”。

　　5.打底板、底脚锚杆

　　在巷道底板的两侧或在巷道的两底脚采用锚梁加固，能有效地减少底臌的变形。

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　　第四讲 巷 道 矿 压

　　讲课人:纵瑞盘

　　培训时间:2009-3-14～15 星期六、日

　　教学目的：了解巷道矿压及其形成，防治。

　　讲课方法：理论学习与现场施工实际结合

　　讲课重点：巷 道 矿 压。

　　一、巷道矿压及其形成

　　地下岩体在采动前，由于自重的作用在其内部引起的应力，通常称为原岩力。开采前的岩休处于相对静止状态，所以原岩体处于应力平衡状态。井下采掘活动破坏了原岩应力的平衡状态，引起岩体内部的应力重新分布过程中促使围岩产生运动，从而导致围岩发生变形、断裂、位移、直至垮落。这种由于进行采掘活动而在采掘空间周围岩体中及支护物上的压力叫矿山压力，简称矿压。

　　在矿山压力作用下，围岩及支护物会产生一系列现象，如顶板下沉、冒顶、片帮、底臌、煤与瓦斯突出、冲击地压，支架压缩、变形、折断，地表发生移动、塌陷等。这种在矿山压力作用下围岩和支护物上产生的一系列现象叫矿山压力显现，简称矿压显现。

　　1.顶板的形成

　　掘进巷道后，暴露出来的顶板形成一个岩梁。由于岩梁上部岩层和岩梁自重的作用，必然使其产生弯曲，这种弯曲往往在巷道中间较大，在巷道两帮较小;顶板以及距顶板较近的上部岩层弯曲大，距顶板较远的上部岩层弯曲小，由于弯曲，岩层下部就会产生拉力，岩石抵抗拉力的能力又很小，所以在弯曲大的部分就会出现裂隙。又由于距顶板较近的上部岩层弯曲大，距顶板较远的上部岩层弯曲小,上下岩层之间也会出现裂缝，叫做离层，此时，如巷道无支架支撑,裂隙和离层继续发展,最后顶板就会冒落。一般说来，巷道顶板是受水平拉力的作用，由于岩石抗拉强度很低，很容易超过其强度，顶板岩石就开始冒落，范围也不断向上发展，最后形成自然平衡拱。如果巷道开掘后立即支护，支架就以其本身的承载力阻止或减小岩石变形和移动。这部分岩石压在支架上的力，就叫顶压。

　　当巷道两帮岩石松软，受压后产生片帮或破碎，不能支撑顶板压力时，即相当于巷道宽度加大了。由于巷道宽度加大，拱的高度也会加大，拱内破碎的岩石就多，所以作用在支架上的顶压就大。

　　顶压的大小决定于冒落拱的形状和大小，而拱的大小同顶板岩石性质和巷道宽度有关。在松软岩层中平衡拱一般为抛物线形;在坚硬有层理的岩石中，平衡拱一般近似三角形;在中硬岩石中，平衡拱介于上述二者之间。

　　⒉侧压的形成

　　侧压是指巷道两帮对支架的压力，它是由于两帮岩石或煤向巷道内挤压而形成的。

　　巷道开掘后，在巷道的两帮形成支承压力，两帮岩石承受的支承压力超过本身强度时，就会向巷道中间挤出。这种变形使巷道两帮逐渐移近，如果巷道两帮不支护或支护壁后的充填不密实。使变形得不到控制，继续发展下去就会造成片帮。片帮后，新暴露出来的两帮会继续向巷道中间挤出，即继续片帮，此时，巷道压力会急速增加。如果巷道使用不能压缩的刚性支架，例如料石砌碹、钢筋混凝土棚子等来控制巷道两帮移近，在变形不严重时，这类支架可以取得较好的效果;而当侧压超过棚腿或砌墙被破坏。

　　巷道侧压的大小与两帮岩石性质及所承受的支承压力的大小有关。巷道所处深度越大，在巷道两帮所产生的支承压力就越大，两帮岩石破坏就越严重，作用在支架上的压力也就越大。而两帮岩石较软或稳定性较差时，遭受破坏就较严重，作用在支架上的压力也就越大。在采区巷道中，当两帮煤壁松软时，如果不进行支护或支护强度不够大，则两帮煤壁的移近量会很大。因此，在采区巷道支护中，特别是锚杆支护的巷道，尤其要重视对两帮的支护。

　　为了抵抗侧压，要求棚式支护的棚腿要有岔脚。岔脚就是梁腿亲口向下的垂直线到腿窝边的水平距离，如图4—17所示，岔脚一般取棚腿长度(L)的1/4～1/5。

　　⒊底压的形成

　　在巷道侧压的作用下，底板内部将会产生侧压力，并产生向上的底压，使底板臌起、离层、弯曲或破坏。有的岩石如凝灰岩、黏土质岩石，当巷道有积水，或巷道空气潮湿时，会使岩石吸水膨胀面底臌产生底压。

　　对于底板来说，除了底板岩层本身的重量是阻止底板向上膨起的力量外，往往不设支架底梁去阻止底膨。所以有时底板向上膨起要比底板下沉、两帮移近容易得多，也重得多。

　　巷道底膨的破坏作用很大，主要表现在减少巷道的实际断层，造成通风、行人和运输困难，以致影响安全。底膨破坏了底板的完整性，挤碎了底板，使支架两帮的柱腿容易插入底板、减少了支架能力，使顶板下沉、破碎，从而给巷道维护带来困难。底膨会破坏、运输机、水沟等巷道设施，影响生产。

　　4.斜巷矿压的形成及特点

　　在平巷里，顶压的方向是重力线方向，是垂直于巷道的顶板的。在倾斜巷道内却不同，顶压虽然是重力线方向，但顶压(P)可分解为两个方向的压力，一个是垂直于顶板的垂直压力(N)，另一个是平行于顶板的倾斜压力，即下推力(H)。

　　斜巷的支架即要承受垂直压力，又要承受下推力。因此，斜巷的支架就不能按垂直于巷道顶、底板方向去架设，而必须向上迎一个角度，我们把棚腿中心线与顶底板垂线之间的夹角，叫做迎山角.支架迎山角是为了克服下推力,防止支架向下倾倒的措施之一。

　　支架的迎山角(β)是按照巷道倾角(α)来计算的,一般迎山角等于倾角的1/6～1/8,即β=(1/6～1/8) α， 例如巷道倾角为30°则迎山角为5°～4°。迎山角过大、过小都会降低支架的支撑能力。迎山角过大叫过山，迎山角给反了叫退山，都是不允许的。

　　当巷道倾角大于45°以及巷道倾角(α)超过底板岩石的自然安息角时，底板岩石有可能下滑，则巷道底板也要进行支护。

　　二、影响巷道矿压的因素

　　巷道矿压的大小，主要受巷道所处深度、巷道断面大小、地质构造、围岩性质等因素的影响。

　　1、深度的影响。巷道所处深度大时，上覆岩层质量大，直接影响到巷道围岩中原岩应力的大小。浅部巷道的压力主要表现在顶板，深部巷道的压力来自四周，而且容易出现底臌现象，有的巷道还有岩石冲击现象。

　　2、巷道断面与支护形式。不同的巷道断面形状与大小，以及采取不同的支护方式，直接影响巷道围岩应力状态及稳定状况。采用锚杆支护的巷道围岩应力状况优于架棚、砌碹等支护的巷道。而大断面的巷道受力在同等条件下比小断面巷道要大。

　　3、地质构造的影响。在向斜轴、背斜轴、断层附近等构造处应力集中、地压较大，平行于这些构造走向的巷道更难维护。

　　4、围岩性质的影响。围岩强度的大小及稳定程度是影响巷道矿压的主要因素。岩石坚硬、稳定，则产生的矿压小;岩石松软破碎、不稳定，则产生的矿压大。

　　5、巷道相对开采煤层与回采工作面的位置，巷道与采煤工作面所处位置的关系直接影响着巷道受采动影响的程度。

　　此外，在掘进过程中，如果受到水的影响，则岩石强度会降低，围岩维护难度加大，应特别加强工作面顶板管理工作。

　　三、冲击地压

　　冲击地压是井巷或采煤工作面的煤岩体，由于变形能的释放而产生的一种以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象，是矿山压力的一种特殊显现形式。简单地讲，冲击地压就是井下煤岩体突然的、爆炸式的破坏。冲击地压发生时经常伴随着巨大的声响和强烈的震动，因此又被称为“煤炮”、“岩爆”、“板炮”等。

　　1、冲击地压显现的特征

　　突然爆发，一般没有明显的宏观征兆，事先难以准确确定发生的时间、地点和强度。

　　发生时，声响巨大，发生过程短暂而急剧，并有强烈的震动。这种震动在地面直径5～10km范围内一般能感受到。

　　破坏性大，冲击地压有时导致顶板显著下沉或底板臌裂，煤体移动，大量煤块从煤壁抛出，堵塞巷道。产生的强力冲击波强，能冲倒几十米至几百米内的风门、风墙等设施。

　　2、冲击地压影响因素

　　⒈自然地质因素

　　自然地质因素主要包括采深、地质构造及煤岩结构和力学特性的影响。

　　一般在达到一定开采深度后才开始发生冲击地压，此深度称为冲击地压临界深度值随条件不同而异，一般为200～400m。总的趋势是随采深增加，冲击危险性增加。这主要是由于随采深增加，原岩应力增大的缘故。

　　地质构造如褶曲、断裂、煤层倾角及厚度变化也影响冲击地压的发生。在构造应力集中的构造地带，构造应力能促促使发生冲击地压;而在构造应力释放的构造地带，因构造应力的释放，降低了冲击的危险性。就断裂构造而言，小断裂发育的部位由于破坏了顶板的完整性和坚固性，冲击地压很少发生。但当采掘接近大断裂构造时，常常会发生强度较大的冲击地压，其原因是顶板岩梁被断裂后，失去或减少了传递力的联系，易于产生应力集中和大范围内的顶板活动，此时发生的冲击地压强度也较大。

　　坚硬、厚度大、整体性强的顶板(老顶)，容易形成冲击地压;直接顶厚度适度中，与老顶组合性好，不易冒落时，冲击危险较大;煤的强度高、含水量低、变质程度高，一般冲击倾向较大。

　　⒉开采技术因素

　　由于由于开拓布置不合理或采煤方法不当，容易造成冲击地压的发生。如巷道相向掘进或在回采工作面前方的支承压力区内开掘巷道;采用短壁式采煤方法，巷道交叉多，容易形成多处支承压力叠加而导致冲击地压的发生。

　　煤柱和开采边界是最主要的应力集中因素，应尽量避免和减少这些因素的影响。

　　3、冲击地压的防治措施

　　冲击地压的防治措施主要体现在两个方面;一是降低应力的集中程度;二是改变煤岩体的物理力学性能，以减弱积聚弹性能的能力和释放速度。

　　⒈降低应力的集中程度

　　减弱煤层区域内的矿山压力值的方法有以下3种：

　　A、超前开采保护层。

　　B、无煤柱开采，在采区内不留煤柱和煤体突出部分，禁止在邻近层煤柱的影响范围内开采。

　　C、合理安排开采顺序，避免形成三面采空状态的回采区段或条带和在回采工作面前方掘进巷道，必要时应在岩石或安全层内掘进巷道，禁止工作面对采和追采。

　　⒉改变煤层的物理力学性能

　　改变煤层的物理力学性能主要有以下3种：

　　A、高压注水。通过注水，人为地在煤岩内部造成一系列的弱面，并使其软化，以降低煤的强度和增加塑性变形量。

　　B、放松动炮。它的作用是可以诱发冲击地压和在煤壁前方经常保持一个破碎保护带，使最大支承应力转入煤体深处，随后即发生冲击地压，对采场或掘进工作面的威胁也大大降低。

　　C、钻孔槽卸压。用大直径钻孔或切割沟槽使煤体松动，达到卸压效果。卸压钻孔的深度一般应穿过应力增高带。在掘进石门揭开有冲击危的煤层时，应距煤层5～8 m处停止掘进，使钻孔穿透煤层，进行卸压。

　　此外，在有冲击地压危险的煤层中掘进爆破时，为避免爆破诱发冲击地压的发生，应适当加长躲避时间。大量事例表明，爆破诱发的冲击地压，大多发生在爆破后几分钟至半小时内。

　　开拓区全员职工培训教案

　　第五讲 巷 道 支 护—-架棚支护及砌碹支护

　　讲课人:纵瑞盘

　　培训时间:2009-3-21～22 星期六、日

　　教学目的：掌握巷道架棚支护及砌碹支护，和两种支护形式的安全注意事项。

　　讲课方法：理论学习与现场施工实际结合

　　讲课重点：架棚支护及砌碹支护的支护方式及注意事项。

　　巷道支护的目的在于改善围岩的受力状况，减缓围岩的变形移动速度，维护安全的工作空间。

　　巷道支护的基本形式包括架棚支护、砌碹支护和锚喷支护。

　　一、 架棚支护

　　架设棚式支架进行巷道支护是煤矿井下常用的支护形式。

　　棚式支架俗称棚子，由一梁(顶梁)两柱组成。常用于巷道围岩十分破碎不稳定，不适宜采用锚喷支护，而且巷道服务年限不长(8～10a)，砌碹又不合算的梯形断面的巷道。按棚式支架材料构成可分为木支架、金属支架和装配式钢筋混凝土支架3种;按巷道断面形状可分为梯形支架和拱形支架等;按支架结构可分为刚性支架和可缩性支架。

　　(一) 梯形支架

　　梯形支架可采用木支架、金属支架及装配式钢筋混凝土支架。一般由一梁两柱组成。

　　架设梯形支架，应用四个角楔把梁腿接口处与顶板围岩之间楔紧。这个地方又称为“肩窝”。该处不仅受力集中，并且要通过它使支架构件相互传递作用力。因此，此处接合得是否紧密，肩窝处处理是否得当，会直接影响整个支架的稳定性。

　　背板通常可用板皮、次木材或荆条棍，它的作用是使地压能均匀地分布到顶梁和柱腿上，并防止破碎矸石掉落下来。根据顶帮围岩的稳定性程度，背板有密集布置的，也有间隔布置的。背板后面和围岩之间若有空隙，应用矸石或废木料填实。

　　每架支架的平面应和巷道的纵轴相垂直。根据围岩压力的情况，支架一般每米架设1～3架。为了增加各支架的稳定性，支架之间应设撑木或拉杆。

　　架棚前首先看好中心线、腰线，量取棚距，并按中心线拉三角线找正架棚方向，确立棚腿位置，挖够腿窝深度，清出实底，栽好柱腿再上梁，并严格做到梁腿亲口结合严密，上梁后再一次校正中腰线，然后才能盘帮护顶，打好支撑。背板不得出现单数，若木质构件不直，必须弓背朝上朝帮。

　　倾斜巷道架棚时，作业人员必须站在棚子的上方操作，并保证有符合质量

　　⒈木支架

　　木支架按照顶梁与柱腿的连接形式有亲口棚子和鸭嘴棚子两种。亲口棚子顶梁和柱腿的连接为相互咬合的亲口接合形式，这种方法最简单，可以在各种地压条件下使用。鸭嘴棚子顶梁和柱腿的连接是采用相互搭接的鸭嘴式接合形式，只能承受来自顶板方向的压力，而且柱腿容易劈裂，很少使用。

　　木支架质量轻，加工容易，易架设和具有一定强度，能适应多变的地质条件，同时，当地压突增时还发生警号声响，所以，它在井下巷道使用得最早，应用也最广。但是，木支架有很多缺点，如强度低，易腐朽，不耐火和不防火，不能阻水，不防围岩风化和使用年限短且木材资源紧张等，故使用逐渐减少。

　　⒉金属支架

　　金属支架具有坚固、耐用、防火、架设方便，可制成各种构件，可回收复用等优点。

　　金属梯形支架有两种类型，一种为梯形刚支架，另一种为梯形可缩性支架。一般多用梯形刚性支架，梯形可缩性支架应用较少。

　　梯形刚性支架为一梁两柱结构。梁柱连接方式多采用在柱腿上焊接一块槽板，梁上焊接一块挡板，可在腿下焊一块钢板底座。

　　梯形可缩性支架，也是一梁两柱结构。顶梁用矿用工字钢，柱腿用U形钢，由两节构件组成，用卡缆连接，具有可缩性能。

　　⒊装配式钢筋探梁及防倒器

　　装配式钢筋混凝土支架简称钢筋混凝土支架。它可分为两大类，一类是普通混凝土支架，另一类是预应力混凝土支架。

　　钢筋混凝土支架适应于地压稳定，断面小于12m2的巷道，但应避免用于受采动影响的巷道。

　　(二) 拱形支架

　　金属拱形支架可分为两类，即变通金属拱形支架和U形钢拱形支架。变通金属拱形支架多采用工字钢、矿用工字钢或轻型钢轨制造，没有可缩性，一般仅作巷道临时支护或与锚喷支护巷道联合支护用，受采动影响显著的采区巷道。

　　普通金属拱形支架分为无腿、有腿和铰接3种。无腿拱形支架适用于两帮岩石较为稳定的巷道，有腿拱形支架适用于围岩较稳定、压力中等的巷道，铰接拱形支架适用于岩层松软和受采动影响较大的采区巷道。

　　U形钢拱型支架可分为半圆拱、直腿三心拱和曲腿三心拱3种。

　　架设拱形支架时应遵守下列规定：

　　(1) 拱梁两端与柱腿搭接吻合后，可先在两侧各上一只卡缆，然后背紧帮、顶，再用 中、腰线检查支架支护质量，合格后即可将卡缆上齐卡缆拧紧扭矩不得小于150Nm。

　　(2) U形钢搭接处严禁使用单卡缆。其搭接长度、卡缆中心距均要符合作业规程规定。误差不得超过10%。

　　(三) 架棚支护安全注意事项

　　(1) 现场应有班、组长负责指挥协调架棚作业。架棚是由多人分工合作进行的集体活动，为了保证架棚作业安全、有条不紊地进行，应有班、组长负责指挥协调架棚作业。

　　(2) 严格执行敲帮问顶制度。架棚前,必须指派有经验的工人按操作规程严格执行敲帮问顶制度,并有专人监护，将浮矸活石清理干净。如果处理活石时可能有危险，或遇有撬不掉的危岩，必须设置专门的临时支护，其规格质量应符合作业规程的规定。

　　(3) 必须检查工作地点支架的质量。架棚前应检查工作地点支架的质量，发现不合格的支架，必须先处理后施工。整理维护支架由外向里，逐棚进行，先支新棚再拉老棚。

　　(4) 必须采用金属前探梁等临时支护，严禁空顶作业。架棚支护的巷道，放炮后必须立即在工作面向前移动前探支架，没有采用金属前探梁等临时支护的，一律停止作业。前探支架的固定方式、位置和根数要符合作业规程的规定。

　　(5) 注意操作安全，保证支护施工质量。按操作规程作业，并按设计规定要求架设，以保证支架的稳定性，防止松散围岩漏顶，造成各支架受力不均而压坏压垮支架。

　　二、 砌碹支护

　　砌碹支护是以料石、砌块为主要原料，以水泥砂浆胶结，或以混凝土现场浇灌而成的连续支护。砌碹支护对围岩能够起到防止风化的作用，具有坚固、耐久、防火、阻水、通风阻力小、材料来源广、便于就地取材等优点。缺点是施工复杂，劳动强度大，成本高，进度慢。一般使用在巷道服务年限超过10年以上，围岩十分破碎同时很不稳定，且有大面积淋水和部分淋水，及水质有化学腐蚀的地段。

　　砌碹支护在砌碹前要按作业规程要求，在巷道断面进行刷帮、挑顶和拆除临时支护。在砌碹过程中，需要立碹胎、模板和拆模，施工工序复杂，而且由于砌碹支护劳动强度大，大多只在地质条件复杂的时候采用，因此，施工时应特别注意安全。

　　砌碹支护施工安全注意事项：

　　(1) 砌碹施工工艺复杂，区队干部应与工人一起跟班作业，及时处理施工中出现的事故隐患，保证安全施工。

　　(2) 施工前应对施工地点的支护情况、环境等作全面检查，发现不安全因素，要及时处理，处理后方可进行工作。

　　(3) 掘砌基础的工作必须在临时支护的保护下进行。挖基础沟槽时，一般用风镐、手镐挖掘，岩石特别坚硬时,可打浅眼、少装药放炮将岩石崩松，但必须制定专门的安全措施，防止崩倒临时支架。挖基础沟槽前，要对空帮部位进行安全检查。

　　(4) 立碹胎时要配足人员，由班长或经验丰富的工人统一指挥，保证立胎工作的安全。在砌拱过程中，要经常检查工作台的稳定性，不许工作台上存放过多的料石，防止工作台倒塌。

　　(5) 回胎时要配足人力，在班长或老工人的统一指挥下进行。回收人员必须站在安全的地点，退路必须畅通，严禁无关人员在其附近停留。

　　(6) 有冒顶危险的地区不能掘、砌平行作业。巷道围岩破碎时要短段掘砌。

　　(7) 在上山掘进和砌碹平行作业时，在砌碹工作面上方5～10m，要设置安全挡，在下山掘进和砌碹平行作业时，除在下山上部设置安全挡以外，砌碹和掘进工作面的上方5～10米处也要设置，以防跑车。同时，对砌碹处的材料和工具等都要有安全存放措施，防止向下滚动伤人。