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1、第一章第一章 掘进巷道支护掘进巷道支护安安全全第第一一是是煤煤矿矿生生产产的的一一项项基基本本方方针针，搞搞好好顶顶板板管管理理工工作作是是贯贯彻彻执执行行这这一一方方针针的的重重要要环环节节。但但是是，一一些些煤煤矿矿特特别别是是煤煤矿矿仍仍然然存存在在采采掘掘机机械械化化程程度度低低、支支护护方方式式落落后后、支支护护设设计计不不合合理理、违违章章空空顶顶作作业业等等突突出出问问题题，顶顶板板事事故故多多发发。2004年年2008年年我我市市有有证证及及无无证证煤煤矿矿共共发发生生各各类类事事故故109起起，死死亡亡人人数数331人人，顶顶板板事事故故42起起，死死亡亡71人人，顶顶板板事
2、事故故占占事事故故总总数数的的38.5%，死死亡亡人人数数占占死死亡亡总总人人数数的的21.5%。这这充充分分说说明明了了在在我我市市煤煤矿矿中中，顶顶板板事事故故没没有有得得到到有有效效的的控控制制，要要确确保保煤煤矿矿生生产产安安全全，加加强强顶顶板板管管理理是是杜杜绝绝安安全生产事故发生的全生产事故发生的关键关键。一、一、矿矿山山压压力的概念力的概念煤煤矿矿在在开开采采生生产产中中必必然然要要开开挖挖一一系系列列的的井井筒筒、巷巷道道、硐硐室室及及采采掘掘工工作作面面等等地地下下空空间间，它它们们的的开开凿凿破破坏坏了了原原始始岩岩体体内内的的应应力力平平衡衡状状态态，引引起起岩岩体体内
3、内部部应应力力重重新新分分布布，直直至至重重新新形形成成新新的的平平衡衡状状态态为为止止。矿矿山山压压力力正正是是由由于于地地下下采采掘掘活活动动的的影影响响而而引引起起的的岩岩层层作作用用在在井井巷巷、硐硐室室和和采采掘掘工工作作面面周周围围煤煤岩岩体体中中以以及及支支护护物物上上的的各各种种力力的总称，简称矿压，也称地压。的总称，简称矿压，也称地压。第一节第一节矿山压力基础知识矿山压力基础知识在在矿矿山山压压力力作作用用下下，会会引引起起许许多多外外在在的的力力学学现现象象，如如顶顶板板下下沉沉、底底板板鼓鼓起起、巷巷道道变变形形、岩岩体体破破坏坏甚甚至至大大面面积积冒冒落落、煤煤壁壁片片
4、帮帮或或突突然然抛抛出出、支支架架变变形形或或损损坏坏、以以及及大大量量岩岩层层移移动动、地地表表塌塌陷陷等等。这这些些在在矿矿山山压压力力作作用用下下，围围岩岩或或各各种种人人工工支支护护物物呈呈现现的的各各种种力力学学现现象，象，统统称称为矿为矿山山压压力力显现显现，简简称称矿压显现矿压显现。 二、矿山压力分布规律二、矿山压力分布规律岩岩煤煤体体没没受受到到采采动动影影响响以以前前，岩岩煤煤体体内内的的压压力力处处于于平平衡衡状状态态，岩岩煤煤体体上上所所受受的的是是上上覆覆岩岩层层的的重重量量，也也称称为为原原岩岩应应力力。当当在在岩岩煤煤体体内内形形成成采采掘掘空空间间时时，原原岩岩应
5、应力力的的平平衡衡状状态态被被破破坏坏，引引起起了了应应力力的的重重新新分分布布，使使采采掘掘空空间间被被原原采采掘掘物物承承受受的的载载荷荷转转移移到到周周围围支支撑撑体体上上而而形形成成的的压压力力称称为为支支撑撑压压力力。它它是是工工作作面面附附近近的的岩岩煤煤体体、煤煤柱、充填物或冒落的矸石上产生柱、充填物或冒落的矸石上产生的的应力集中现象。应力集中现象。（一）掘进工作面巷道围岩应力分布（一）掘进工作面巷道围岩应力分布巷巷道道开开掘掘后后，顶顶板板岩岩石石就就暴暴露露出出来来，如如不不进进行行支支护护，巷巷道道顶顶板板岩岩层层便便失失去去支支撑撑，开开始始弯弯曲曲下下沉沉，出出现现一一
6、些些逐逐渐渐扩扩大大、增增多多的的纵横交错的裂缝，导致原来的整体顶板岩石破坏、冒落。这样纵横交错的裂缝，导致原来的整体顶板岩石破坏、冒落。这样由由下下往往上上、由由低低到到高高，不不断断地地破破坏坏与与冒冒落落，直直到到巷巷道道形形成成类类似似拱拱的的形形状状以以后后，顶顶板板岩岩石石才才处处于于稳稳定定状状态态。这这样样形形成成的的拱拱叫叫做做自自然然平平衡衡拱拱，如如图：图：1-1自然平衡拱自然平衡拱。自自然然平平衡衡拱拱形形成成以以后后，支支架架上上只只承承受受拱拱内内岩岩石石的的重重力力，并并达达到到稳稳定定，其其大大小小随随拱拱的的形形状状和和大大小小而而变变，称称为为拱拱形形压压力
7、力。拱拱外外岩岩石石重重量量由由拱拱承承担担，拱拱内内形形成成压压力力降降低低区区，这这时时拱拱上上部部的的压压力力由由巷巷道道两两侧侧的的岩岩石石来来支支承承，因因而而在在巷巷道道两两侧侧形形成成了了压压力力升升高高区区。这这时时把巷道两把巷道两侧侧所承担的所承担的压压力叫支承力叫支承压压力。力。经经采采动动影影响响使使应应力力重重新新分分布布后后，作作用用在在井井巷巷周周围围岩岩体体中中及及支支护护物物上上的的力力叫叫做做巷巷道道矿矿山山压压力力，简简称称巷巷道道矿矿压压。巷巷道道矿矿压压的的大大小小主主要要受受巷巷道道所所处处深深度度、巷巷道道断断面面大大小小、地地质质构构造造、围围岩岩
8、性性质质等等因因素的影响：素的影响： （1 1）深深度度的的影影响响。一一般般巷巷道道围围岩岩中中原原岩岩应应力力的的大大小小与与上上覆覆岩岩层层重重量量成成正正比比，造造成成浅浅部部巷巷道道的的压压力力较较小小主主要要表表现现在在顶顶板板，深深部巷道的部巷道的压压力力较较大，并作用于巷道四周，大，并作用于巷道四周，容易出容易出现现底底臌现臌现象。象。（2 2）巷巷道道断断面面大大小小的的影影响响。巷巷道道越越宽宽，所所形形成成的的自自然然越越大大，产产生生的巷道的巷道矿压矿压也越大。也越大。（3 3）地地质质构构造造的的影影响响。在在向向斜斜轴轴、背背斜斜轴轴、断断层层附附近近等等构构造造应
9、应力集中力集中处处，矿压矿压也越大。也越大。（4 4）围围岩岩性性质质的的影影响响。围围岩岩强强度度的的大大小小及及稳稳定定程程度度是是影影响响巷巷道道矿矿压压的的主主要要因因素素：岩岩石石坚坚硬硬、稳稳定定，则则产产生生的的矿矿压压小小；岩岩石石松松软软破碎、不破碎、不稳稳定，定，则产则产生的生的矿压矿压大。大。 （二）巷道（二）巷道矿压矿压1 1顶顶 压压掘掘进进巷巷道道后后，暴暴露露出出来来的的顶顶板板必必然然向向下下弯弯曲曲，并并在在巷巷道道中中间间弯弯曲曲较较大大，在在巷巷道道两两帮帮弯弯曲曲较较小小；顶顶板板以以及及距距顶顶板板较较近近的的上上部部岩岩层层弯弯曲曲大大，距距顶顶板板
10、较较远远的的上上部部岩岩层层弯弯曲曲小小。在在弯弯曲曲大大的的部部分分上上下下岩岩层层之之间间就就会会出出现现裂裂隙隙，叫叫做做离离层层。此此时时，如如巷巷道道无无支支架架支支撑撑，裂裂隙隙和和离离层层继继续续发发展展，最最后后顶顶板板就就会会冒冒落落，最最后后形形成成自自然然平平衡衡拱拱。如如果果巷巷道道开开掘掘后后立立即即支支护护，支支架架就就能能阻阻止止或或减减小小岩岩石石弯弯曲曲变变形形和和移移动动。顶顶板弯曲板弯曲变变形和移形和移动动的的岩石岩石压压在支架上的力叫在支架上的力叫顶压顶压。顶顶压压的的大大小小决决定定于于冒冒落落拱拱的的形形状状和和大大小小，而而拱拱的的大大小小同同顶顶
11、板板岩岩石石性性质质和和巷巷道道宽宽度度有有关关。在在松松软软岩岩层层中中，平平衡衡拱拱一一般般为为抛抛物物线线形形；在在坚坚硬硬有有层层理理岩岩石石中中，平平衡衡拱拱一一般般近近似似三三角角形形；在在中中硬硬岩岩石石中，平衡拱介于上述二者之中，平衡拱介于上述二者之间间。2 2侧侧 压压侧侧压压是是指指巷巷道道两两帮帮岩岩体体对对支支架架的的压压力力。巷巷道道侧侧压压是是由由于于两两帮帮岩岩石石或或煤煤向向巷巷道道内内挤挤压压而而形形成成的的，其其大大小小与与两两帮帮岩岩石石性性质质及及所所承承受受的的支支承承压压力力的的大大小小有有关关。巷巷道道所所处处深深度度越越大大，在在巷巷道道两两帮帮
12、所所产产生生的的支支承承压压力力就就越越大大，两两帮帮岩岩石石破破坏坏就就越越严严重重，作作用用在在支支架架上上的的压压力力也也就就越越大大。而而两两帮帮岩岩石石较较软软或或稳稳定定性性较较差差时时，遭遭受受破破坏坏就就较较严严重，作用在支架上的重，作用在支架上的压压力也就越大。力也就越大。一一般般巷巷道道开开掘掘后后，在在巷巷道道的的两两帮帮形形成成支支承承压压力力，两两帮帮岩岩石石承承受受的的支支承承压压力力超超过过本本身身强强度度时时，就就会会向向巷巷道道中中间间挤挤出出。这这种种变变形形使使巷巷道道两两帮帮逐逐渐渐移移近近，如如果果巷巷道道两两帮帮不不支支护护或或支支护护壁壁后后的的充
13、充填填不不密密实实，变变形形得得不不到到控控制制，继继续续发发展展下下去去就就会会造造成成片片帮帮。片片帮帮后后，新新暴暴露露出出来来的的两两帮帮会会继继续续向向巷巷道道中中间间挤挤出出，即即继继续续片片帮帮，此此时时巷巷道道压压力会急速增加。力会急速增加。3 3底底 压压在在侧侧压压的的作作用用下下，巷巷道道底底板板将将会会产产生生向向上上的的压压力力，称称为为底底压压。底底压压会会使使底底板板岩岩层层弯弯曲曲鼓鼓起起、离离层层或或破破裂裂。一一般般巷巷道道往往往往不不设设支支架架底底梁梁阻阻止止底底鼓鼓，仅仅是是靠靠底底板板岩岩层层本本身身的的强强度度和和重重量量阻阻止止底底压压，所所以以
14、有有时时底底板板向向上上鼓鼓起起要要比比顶顶板板下下沉沉、两两帮帮移移近近容容易易得得多多，也也严严重得多。重得多。 巷巷道道底底鼓鼓的的破破坏坏作作用用很很大大，主主要要表表现现在在减减少少巷巷道道的的实实际际断断面面，造造成成通通风风、行行人人和和运运输输困困难难，以以致致影影响响安安全全。底底鼓鼓破破坏坏了了底底板板的的完完整整性性，挤挤碎碎了了底底板板，使使支支架架两两帮帮的的柱柱腿腿容容易易插插入入底底板板，减减少少了了支支架架支支撑撑能能力力，使使顶顶板板下下沉沉、破破碎碎，从从而而给给巷巷道道维维护护带带来来困困难难。底鼓会圾坏底鼓会圾坏轨轨道、道、输输送机、水沟等巷道送机、水沟
15、等巷道设设施，影响生施，影响生产产。第二第二节节 掘掘进进巷道支巷道支护护在在地地下下开开掘掘巷巷道道后后，破破坏坏了了周周围围岩岩体体的的应应力力平平衡衡，岩岩体体就就会会向向巷巷道道空空间间挤挤压压，出出现现矿矿山山压压力力，使使井井巷巷发发生生变变形形甚甚至至坍坍塌塌。为为了了维维持持巷巷道道必必要要的的断断面面规规格格，防防止止围围岩岩发发生生危危险险的的变变形形和和垮垮落落，保保证证施施工工人人员员的的安安全全，必必须须设设置置支支撑撑结结构构物物对对井井下下井井筒筒、巷巷道道和和硐硐室室的的巷巷道道压压力力进进行行支支撑撑。为为抵抵抗抗巷巷道道压压力力而而支支撑撑巷巷道道岩岩壁壁的
16、的结结构物称构物称为为支架。支架。设设置置巷道巷道支架支架的施工方法和施工的施工方法和施工过过程称程称为为支支护护。巷巷道道支支护护形形式式和和支支护护材材料料的的选选择择应应综综合合考考虑虑巷巷道道的的用用途途，巷巷道道服服务务年年限限，巷巷道道断断面面形形状状及及围围岩岩压压力力的的大大小小等等因因素素。常常用用的的巷巷道支道支护护形式有架棚支形式有架棚支护护、砌、砌碹碹支支护护和和锚喷锚喷支支护护等。等。一、架棚支一、架棚支护护棚棚式式支支架架俗俗称称棚棚子子，由由一一梁梁( (顶顶梁梁) )两两柱柱( (柱柱腿腿) )组组成成。常常用用于于巷巷道道围围岩岩十十分分破破碎碎不不稳稳定定，
17、不不适适宜宜采采用用锚锚喷喷支支护护，而而且且巷巷道道服服务务年年限限不不长长(8 (81 1 0 0年年) )，砌砌碹碹又又不不合合算算的的梯梯形形断断面面的的巷巷道道。棚棚式式支支架架按按构构成成材材料料可可分分为为木木支支架架、金金属属支支架架和和装装配配式式钢钢筋筋混混凝凝土土支支架架三三种种；按按巷巷道道断断面面形形状状可可分分为为梯梯形形支支架架和和拱拱形形支支架架等等；按按支支架架结结构可分构可分为刚为刚性支架和可性支架和可缩缩性支架。性支架。（一）梯形支架（一）梯形支架一一般般梯梯形形支支架架由由一一梁梁两两柱柱组组成成，可可采采用用木木支支架架、金金属属支支架架及及装装配配式
18、式钢钢筋筋混混凝凝土土支支架架。架架设设梯梯形形支支架架，应应用用四四个个角角楔楔把把梁梁腿腿接接口口处处（肩肩窝窝）与与顶顶板板围围岩岩之之间间楔楔紧紧。该该处处不不仅仅受受力力集集中中，并并且且要要通通过过它它使使支支架架构构件件相相互互传传递递作作用用力力。因因此此，此此处处接接合合得得是是否否紧紧密密，肩肩窝处处窝处处理是否得当，会直接影响整个支架的理是否得当，会直接影响整个支架的稳稳定性。定性。1. 1.木支架木支架木木支支架架按按照照顶顶梁梁与与柱柱腿腿的的连连接接形形式式有有亲亲口口棚棚子子和和鸭鸭嘴嘴棚棚子子两两种种。亲亲口口棚棚子子顶顶梁梁和和柱柱腿腿的的联联接接为为相相互互
19、咬咬合合的的亲亲口口接接合合形形式式，这这种种方方法法最最简简单单，可可以以在在各各种种地地压压条条件件下下使使用用。鸭鸭嘴嘴棚棚子子顶顶梁梁和和柱柱腿腿的的连连接接是是采采用用相相互互搭搭接接的的鸭鸭嘴嘴式式接接合合形形式式，只只能能承承受受来来自自顶顶板板方向的方向的压压力，而且柱腿容易劈裂，很少使用。力，而且柱腿容易劈裂，很少使用。2 2金属支架金属支架金金属属支支架架具具有有坚坚固固、耐耐用用、防防火火、架架设设方方便便，可可制制成成各各种种构构件件，可可回回收收复复用用等等优优点点。金金属属梯梯形形支支架架有有梯梯形形刚刚性性支支架架和和梯梯形形可可缩缩性支架两种性支架两种类类型，一
20、般多用梯形型，一般多用梯形刚刚性支架。性支架。3 3装配式混凝土支架装配式混凝土支架装装配配式式混混凝凝土土支支架架简简称称钢钢筋筋混混凝凝土土支支架架，适适应应于于地地压压稳稳定定、断断面面小小于于12m12m 的的巷巷道道，但但应应避避免免用用于于受受采采动动影影响响的的巷巷道道。钢钢筋筋混混凝土支架可分凝土支架可分为为普通混凝土支架普通混凝土支架和和预应预应力混凝土支架力混凝土支架现现两两类类。( (二二) ) 拱形支架拱形支架金金属属拱拱形形支支架架可可分分为为两两类类，即即普普通通金金属属拱拱形形支支架架和和U U型型钢钢拱拱形形支支架架。普普通通金金属属拱拱形形支支架架多多采采用用
21、工工字字钢钢、矿矿用用工工字字钢钢或或轻轻型型钢钢轨轨制制造造，没没有有可可缩缩性性，一一般般仅仅作作巷巷道道临临时时支支护护或或与与锚锚喷喷支支护护巷巷道道联联合合支支护护用用。U U型型钢钢拱拱形形支支架架采采用用U U型型钢钢制制造造，具具有有可可缩缩性性，多多用于地用于地压压大，受采大，受采动动影响影响显显著的采区巷道。著的采区巷道。二、砌二、砌碹碹支支护护砌砌碹碹支支护护是是以以料料石石、砌砌块块为为主主要要原原料料，以以水水泥泥砂砂浆浆胶胶结结，或或以以混混凝凝土土现现场场浇浇灌灌而而成成的的连连续续体体支支护护。砌砌碹碹支支护护对对围围岩岩能能够够起起到到防防止止风风化化的的作作
22、用用，具具有有坚坚固固、耐耐久久、防防火火、阻阻水水、通通风风阻阻力力小小、材材料料来来源源广广、便便于于就就地地取取材材等等优优点点。缺缺点点是是施施工工复复杂杂，劳劳动动强强度度大大，成成本本高高，进进度度慢慢。一一般般使使用用在在巷巷道道服服务务年年限限超超过过1010年年以以上上，围围岩岩十十分分破破碎碎同同时时很很不不稳稳定定，且且有有大大面面积积淋淋水水和和部部分分淋淋水水，及及水水质质有化学腐有化学腐蚀蚀的地段。的地段。三、三、锚喷锚喷支支护护锚锚喷喷支支护护是是锚锚杆杆支支护护、锚锚杆杆与与喷喷浆浆以以及及喷喷射射混混凝凝土土联联合合支支护护的的总总称称。锚锚喷喷支支护护适适用
23、用于于除除围围岩岩很很破破碎碎、地地压压极极不不稳稳定定的的地地段段之之外的所有井筒和巷道中。外的所有井筒和巷道中。（一）（一）锚锚杆支杆支护护锚锚杆杆支支护护就就是是在在巷巷道道掘掘进进后后，先先向向围围岩岩打打眼眼，在在眼眼孔孔内内锚锚入入锚锚杆杆，把把巷巷道道围围岩岩予予以以加加固固，充充分分利利用用围围岩岩自自身身的的强强度度，从从而而达达到支到支护护巷道的目的。巷道的目的。锚锚杆杆不不同同于于一一般般的的支支架架，它它不不只只是是消消极极地地承承受受巷巷道道围围岩岩所所产产生生的的地地压压和和阻阻止止破破碎碎岩岩石石的的冒冒落落，而而是是通通过过锚锚入入围围岩岩内内的的锚锚杆杆来来改
24、改变变围围岩岩本本身身的的力力学学状状态态，在在巷巷道道周周围围形形成成一一个个整整体体而而稳稳定定的的岩岩石石带带，使使锚锚杆与杆与围围岩共同作用而达到支岩共同作用而达到支护护巷道的目的。巷道的目的。（二二）喷喷射混凝土支射混凝土支护护 喷喷射射混混凝凝土土是是将将水水泥泥、砂砂、石石按按一一定定比比例例混混合合搅搅拌拌后后，送送入入混混凝凝土土喷喷射射机机中中，用用压压缩缩空空气气将将干干拌拌合合料料送送到到喷喷头头处处，在在喷喷头头的的水水环环处处加加水水后后，高高速速喷喷射射到到巷巷道道围围岩岩表表面面，从从而而起起到到支支护护作作用用的的一一种种支支护护形形式式和和施施工工方方法法。
25、这这是是一一种种不不用用模模板板，没没有有浇浇注注和和捣捣固固工工序序的的快快速速、高高效效的的混混凝凝土土施施工工工工艺艺，具具有有及及时时、密密贴贴、早早强强、封封闭闭的特点。的特点。根根据据使使用用机机具具或或施施工工方方法法的的不不同同，喷喷射射混混凝凝土土大大致致可可分分为为干干式式喷喷射法、半湿式射法、半湿式喷喷射法和湿式射法和湿式喷喷射法。射法。( (三三) )锚喷联锚喷联合支合支护护1 1锚锚杆杆喷喷射混凝土支射混凝土支护护对对比比较较破破碎碎的的、节节理理裂裂隙隙发发育育比比较较明明显显的的岩岩层层，巷巷道道掘掘进进后后围围岩岩稳稳定定性性较较差差，容容易易出出现现局局部部或
26、或大大面面积积冒冒落落，一一般般应应采采用用锚锚杆杆喷喷射射混混凝凝土土支支护护。这这种种支支护护方方式式既既能能充充分分发发挥挥锚锚杆杆的的作作用用，又又能能充充分分发发挥挥喷喷射射混混凝凝土土的的作作用用。两两种种作作用用相相结结合合，有有效效地地改改进进了了支支护护的效能，因而得到广泛的效能，因而得到广泛应应用。用。一一般般情情况况下下，爆爆破破后后应应首首先先及及时时初初喷喷混混凝凝土土封封闭闭围围岩岩，紧紧接接着打注着打注锚锚杆，随后在一定距离内复杆，随后在一定距离内复喷喷到到设计设计厚度。厚度。2 2锚锚杆杆喷喷射混凝土金属网射混凝土金属网联联合支合支护护对对于于特特别别松松软软破
27、破碎碎的的断断层层带带，或或围围岩岩稳稳定定性性差差，或或受受爆爆破破震震动动较较大大的的巷巷道道，宜宜选选用用锚锚、喷喷、网网联联合合支支护护。设设置置金金属属网网的的主主要要作作用用是是防防止止收收缩缩而而产产生生裂裂隙隙，抵抵抗抗震震动动，使使混混凝凝土土应应力力均均匀匀分分布布，避避免免局局部部应应力力集集中中，提提高高喷喷射射混混凝凝土土支支护护能能力力。金金属属网网用用托托板板固固定定或或绑绑扎扎在在锚锚杆杆端端头头，为为便便于于施施工工和和避避免免喷喷射射混混凝凝土土时时金金属属网网背背后后出出现现空空洞洞，金金属属网网格格不不应应小小于于200mm200mm200mm200mm
28、。喷喷射射厚厚度度一一般般不不应应小小于于100mm100mm，以以便便将将金金属属网网全全部部覆覆盖盖住住，并并使使金金属属网网至至少少有有20mm20mm厚的保厚的保护层护层。3 3钢钢架架喷喷射混凝土射混凝土联联合支合支护护在在软软岩岩巷巷道道中中，掘掘进进后后先先架架设设钢钢架架，允允许许围围岩岩收收敛敛变变形形，基基本本稳稳定定后后再再进进行行喷喷射射混混凝凝土土支支护护，把把钢钢架架喷喷在在里里面面，有有时时也也打打一一些些锚锚杆杆，控控制制围围岩岩变变形形。这这样样，钢钢架架自自身身仍仍保保持持相相当当的的支支护护能能力力，同同时时，被被喷喷射射混混凝凝土土裹裹住住后后又又起起到
29、到了了“钢钢筋筋加加固固”的的作作用用，而而喷喷射射混混凝凝土土层层具具有有一一定定的的柔柔性性，对对围围岩岩基基本本稳稳定定后后的的变变形形量量也也可可以以适适应应。一、掘一、掘进进工作面工作面顶顶板管理的主要内容板管理的主要内容(1)(1)掌掌握握巷巷道道开开掘掘后后围围岩岩体体的的范范围围及及围围岩岩应应力力分分布布情情况况。根根据据影影响响巷巷道道围围岩岩应应力力的的因因素素：围围岩岩的的性性质质、巷巷道道所所处处的的深深度度、巷巷道道周周围围的的地地质质构构造造、水水文文变变化化、巷巷道道的的断断面面形形状状尺尺寸寸等等，了了解解围围岩岩应应力力分分布布情情及及在在此此应应力力作作用
30、用下下围围岩岩的的变变形形和和位位移移后后，才才能能选择选择合适的支合适的支护护材料、支材料、支护护形式，达到形式，达到维护维护巷道的目的。巷道的目的。(2)(2)从从有有利利于于巷巷道道围围岩岩的的稳稳定定性性出出发发，合合理理选选择择巷巷道道的的施施工工方法，减少各工序方法，减少各工序对顶对顶板管理的影响。板管理的影响。(3)(3)按按作作业业规规程程规规定定控控制制工工作作面面空空顶顶距距离离和和临临时时支支护护的的长长度度，尽可能尽可能缩缩短工作面空短工作面空顶时间顶时间和和临时临时支支护护巷道的巷道的长长度。度。(4)(4)施工中，做好基施工中，做好基础资础资料的料的积积累和累和隐隐
31、蔽工程的蔽工程的记录记录工作。工作。第第三三节节掘进工作面顶板管理掘进工作面顶板管理二、巷道掘二、巷道掘进进期期间间日常日常顶顶板管理工作板管理工作(1)(1)敲敲帮帮问问顶顶。上上班班进进入入工工作作面面，打打眼眼放放炮炮前前均均应应敲敲帮帮问问顶顶，处处理理隐隐患，排除不安全因素后再作患，排除不安全因素后再作业业。(2)(2)控控制制工工作作面面空空顶顶距距离离，超超过过规规定定的的空空顶顶距距应应先先支支护护后后掘掘进进。(3)(3)单单孔孔长长距距离离掘掘进进，要要经经常常检检查查工工作作面面后后方方支支架架的的情情况况，发发现现断断梁梁折折腿腿或或变变形形严严重重的的支支架架，应应加
32、加固固修修复复。修修复复巷巷道道时时，修修复复地地点点以以里里的的人人员员应应全全部部撤撤出出，预预防防冒冒顶顶堵堵人人。工工作作面面因因放放炮崩倒的棚子炮崩倒的棚子应应由外向里逐架扶棚复位。由外向里逐架扶棚复位。(4)(4)熟熟悉悉掘掘进进巷巷道道出出现现冒冒顶顶事事故故的的原原因因，加加强强日日常常检检查查，采采用用针对针对性措施，性措施，预预防冒防冒顶顶片帮事故的片帮事故的发发生。生。三、三、顶顶板管理的板管理的针对针对性措施性措施1 1新掘巷道新掘巷道应应制定的开口安全措施制定的开口安全措施(1)(1)开开掘掘地地点点要要选选在在顶顶板板稳稳定定，支支护护完完好好的的地地段段, ,并并
33、且且避避开开地地质质构造区、构造区、压压力集中区、力集中区、顶顶板冒落区。板冒落区。(2)(2)新新掘掘巷巷道道与与原原有有巷巷道道的的方方位位要要保保持持较较大大的的夹夹角角( (最最好好大大于于4545 ) )。(3)(3)必必须须加加固固好好开开掘掘处处及及其其附附近近的的巷巷道道支支架架，若若近近处处有有空空顶顶空空帮帮情情况况，小小范范围围的的可可加加密密支支架架，背背好好帮帮顶顶；大大范范围围的的应应用用木木垛垛接接顶处顶处理，同理，同样样用背板背好打用背板背好打紧紧。(4)(4)新新巷巷开开掘掘施施工工，要要浅浅打打眼眼、少少装装药药、放放小小炮炮，或或用用手手镐镐挖掘的方法，尽
34、量避免震挖掘的方法，尽量避免震动围动围岩或因放炮引起冒岩或因放炮引起冒顶顶。(5)(5)新新巷巷开开掘掘处处要要及及时时进进行行支支护护，尽尽量量缩缩短短顶顶板板暴暴露露时时间间和和减小暴露面减小暴露面积积。2 2沿空掘巷沿空掘巷顶顶板破碎板破碎时时的的顶顶板管理措施板管理措施(1)(1)避避开开动动压压影影响响，巷巷道道施施工工必必须须在在上上区区段段回回采采工工作作结结束束，待岩待岩层层活活动动完全完全稳稳定后再定后再进进行。行。(2)(2)尽尽量量减减小小掘掘进进时时的的空空顶顶面面积积。放放炮炮前前支支架架紧紧跟跟到到工工作作面面，放放炮炮后后及及时时架架设设支支架架。要要减减少少装装
35、药药量量，避避免免对对顶顶板板的的震震动动。如如果放炮果放炮难难以控制和管理以控制和管理顶顶板，改用手板，改用手镐镐方法掘方法掘进进。(3)(3)巷巷道道支支架架要要加加密密，同同时时将将下下帮帮腿腿与与底底板板的的夹夹角角缩缩小小，将将顶顶帮用木板等背帮用木板等背严严接接实实。(4)(4)擦擦边边掘掘进进时时，如如遇遇上上区区段段巷巷道道的的棚棚腿腿外外露露时时，其其下下帮帮棚棚腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到挡挡矸帘的作用。矸帘的作用。3 3有淋水的工作面有淋水的工作面顶顶板管理措施板管理措施掘掘进进工工作作面面有有淋淋水水时时，要要通通过过水水文文
36、地地质质工工作作，弄弄清清水水的的来来源源，掌掌握握水水量量的的变变化化，再再根根据据实实际际条条件件分分别别采采用用预预注注浆浆封封水水、快快硬硬砂砂浆浆堵堵水水、截截水水槽槽或或截截水水棚棚截截水水等等方方法法将将水水引引离离工工作作面面。有有淋淋水水的的地地段段，要要加加大大支支架架密密度度，背背严严帮帮顶顶，提提高高支支架架的的稳稳定定性，防止冒性，防止冒顶顶事故的事故的发发生。生。4 4过过断断层层、裂隙地、裂隙地质质构造构造带带的的顶顶板管理措施板管理措施(1)(1)采用架棚支采用架棚支护时护时，棚距要，棚距要缩缩小，提高支小，提高支护应变护应变能力。能力。(2)(2)棚棚梁梁方方
37、向向尽尽量量正正交交节节理理面面架架设设，增增大大支支架架密密度度，减减少少空空顶顶距离，永久支架要距离，永久支架要紧紧跟工作面，背帮背跟工作面，背帮背顶顶要要严实严实。(3)(3)采用砌采用砌碹碹支支护时护时，每次掘砌，每次掘砌长长度不大于度不大于1 m1 m。(4)(4)顶顶板特板特别别破碎破碎时时需采用超前支需采用超前支护护的的办办法管理法管理顶顶板。板。第四第四节节巷道巷道顶顶板事故的板事故的预预防与防与处处理理巷巷道道顶顶板板事事故故形形式式多多种种多多样样，发发生生的的条条件件也也各各不不相相同同，但但它它们们在在某某些些方方面面存存在在着着共共同同点点。根根据据这这些些事事故故发
38、发生生的的原原因因与与条条件，可以制定出防范件，可以制定出防范顶顶板事故板事故发发生的相生的相应应措施。措施。一、一、巷道巷道顶顶板事故的板事故的发发生原因及生原因及预预防措施防措施根根据据巷巷道道顶顶板板事事故故发发生生的的力力学学原原因因，可可以以把把巷巷道道顶顶板板事事故故分分为为压压垮垮型型冒冒顶顶、漏漏垮垮型型冒冒顶顶和和推推垮垮型型冒冒顶顶三三个个类类型型。巷巷道道顶顶板板事事故故多多发发生生在在掘掘进进工工作作面面及及巷巷道道交交叉叉点点，巷巷道道顶顶板板死死亡亡事事故故8080以上是以上是发发生在生在这这些地点。些地点。1 1、掘掘进进工作面冒工作面冒顶顶事故的原因及事故的原因
39、及预预防措施防措施掘掘进进工工作作面面冒冒顶顶的的原原因因有有两两类类：第第一一，掘掘进进破破岩岩后后，顶顶部部存存在在将将与与岩岩体体失失去去联联接接的的岩岩块块，如如果果支支护护不不及及时时，该该岩岩块块可可能能与与岩岩体体完完全全失失却却联联接接而而冒冒落落；第第二二，掘掘进进工工作作面面附附近近已已支支护护部部分分的的顶顶部部存存在在与与岩岩体体完完全全失失去去联联接接的的岩岩块块，一一旦旦支支护护失失效效，就就会冒落造成事故。会冒落造成事故。在在断断层层、褶褶曲曲等等地地质质构构造造破破碎碎带带掘掘进进巷巷道道时时顶顶部部浮浮石石的的冒冒落落，在在层层理理裂裂隙隙发发育育的的岩岩层层
40、中中掘掘进进巷巷道道时时顶顶板板冒冒落落等等，都都属属于于第第一一类类型型的的冒冒顶顶。因因放放炮炮不不慎慎崩崩倒倒附附近近支支架架而而导导致致的的冒冒顶顶，因因接接顶顶不不严严实实而而导导致致岩岩块块砸砸坏坏支支架架的的冒冒顶顶则则属属于于第第二二种种类类型型的的冒冒顶顶。此此外外，两两种种类类型型的的冒冒顶顶可可能能同同时时发发生生，如如掘掘进进工工作作面面无无支支护护部分片帮冒部分片帮冒顶顶推倒附近支架推倒附近支架导导致更大范致更大范围围的冒的冒顶顶。预预防掘防掘进进工作面冒工作面冒顶顶事故的措施如下：事故的措施如下：(1)(1)掘掘进进工工作作面面严严禁禁空空顶顶作作业业，严严格格控控
41、制制空空顶顶距距。当当掘掘进进工工作作面面遇遇到到断断层层、褶褶曲曲等等地地质质构构造造带带或或层层理理裂裂隙隙发发育育的的岩岩层层时时，棚子棚子应紧应紧靠掘靠掘进进工作面。工作面。(2)(2)严严格格执执行行敲敲帮帮问问顶顶制制度度，危危石石必必须须挑挑下下，无无法法挑挑下下时时应应采取采取临时临时支撑措施，支撑措施，严严禁空禁空顶顶作作业业。(3)(3)采采用用前前探探梁梁金金属属支支架架等等临临时时支支护护措措施施，使使工工人人在在有有顶顶板板有防有防护护的条件下作的条件下作业业，防止冒，防止冒顶伤顶伤人。人。(4)(4)根根据据顶顶板板条条件件变变化化，采采取取相相应应的的支支护护形形
42、式式，并并应应保保证证支支护护质质量量。架架棚棚支支护护冒冒顶顶区区及及破破碎碎带带必必须须背背严严接接实实，必必要要时时要要挂挂网防止漏空。网防止漏空。2 2巷道交岔点巷道交岔点处处冒冒顶顶事故的原因及事故的原因及预预防措施防措施巷巷道道交交岔岔点点冒冒顶顶事事故故往往往往发发生生在在巷巷道道开开口口的的时时候候。因因为为交交岔岔点点位位置置处处在在原原巷巷道道应应力力重重新新分分布布后后的的支支承承应应力力区区，受受力力复复杂杂，同同时时，如如果果开开口口处处顶顶部部存存在在与与岩岩体体失失去去联联接接的的岩岩块块，则则可可能能在在掘掘进时进时就就发发生冒生冒顶顶。预预防交岔点冒防交岔点冒
43、顶顶的措施如下：的措施如下：(1)(1)开口开口应应避开原来巷道冒避开原来巷道冒顶顶的范的范围围。(2)(2)交交岔岔点点抬抬棚棚的的架架设设应应有有足足够够的的强强度度，并并与与邻邻近近支支架架联联接接成一个整体。成一个整体。(3)(3)交岔点交岔点锚喷锚喷支支护时护时，使用加，使用加长长或全或全锚锚式式锚锚杆。杆。(4)(4)全全锚锚支支护护的的采采区区巷巷道道交交岔岔点点应应缩缩小小锚锚杆杆间间距距，并并使使用用小小孔径孔径锚锚索索补补强强。3 3压垮压垮型冒型冒顶顶的原因及的原因及预预防措施防措施压压垮垮型型冒冒顶顶是是因因巷巷道道顶顶板板或或围围岩岩施施加加给给支支架架的的压压力力过
44、过大大，损损坏了支架，坏了支架，导导致巷道致巷道顶顶部的岩部的岩块块冒落，从而形成事故。冒落，从而形成事故。根据根据压垮压垮型冒型冒顶顶的原因，可以采取以下防治措施：的原因，可以采取以下防治措施： (1)(1)巷巷道道应应布布置置在在稳稳定定的的岩岩体体中中，并并尽尽量量避避免免采采动动的的不不利利影影响。响。(2)(2)巷道支架巷道支架应应有足有足够够的支撑的支撑强强度以抵抗度以抵抗围围岩岩压压力。力。(3)(3)巷巷道道支支架架所所能能承承受受的的变变形形量量，应应与与巷巷道道使使用用期期间间围围岩岩可可能的能的变变形量相适形量相适应应。(4)(4)尽尽可可能能做做到到支支架架与与围围岩岩
45、共共同同承承载载。支支架架施施工工时时，要要严严格格按按工工程程质质量量要要求求进进行行，并并特特别别注注意意顶顶与与帮帮的的背背严严背背实实问问题题，杜杜绝绝支架与支架与围围岩岩间间的空的空顶顶与空帮与空帮现现象。象。4 4漏漏垮垮型冒型冒顶顶的原因及的原因及预预防措施防措施漏漏垮垮型型冒冒顶顶是是因因无无支支护护巷巷道道或或支支护护失失效效巷巷道道顶顶部部存存在在游游离离岩岩块块，这这些岩些岩块块在重力作用下冒落，形成事故。在重力作用下冒落，形成事故。预预防漏防漏垮垮型冒型冒顶顶的措施如下：的措施如下：(1)(1)掘掘进进工作面放炮后工作面放炮后应应立即立即进进行行临时临时支支护护，严严禁
46、空禁空顶顶作作业业。(2)(2)凡凡因因支支护护失失效效而而空空顶顶的的地地点点，重重新新支支护护时时应应先先护护顶顶，再再施工。施工。(3)(3)巷道替巷道替换换支架支架时时，必，必须须先支新支架，再拆旧支架。先支新支架，再拆旧支架。(4)(4)锚锚杆杆支支护护巷巷道道应应及及时时施施工工；施施工工前前应应先先清清除除危危石石，成成巷巷后要定期后要定期检查检查危石并及危石并及时处时处理。理。5 5推推垮垮型冒型冒顶顶的原因及的原因及预预防措施防措施推推垮垮型型冒冒顶顶是是因因为为巷巷道道顶顶帮帮岩岩体体破破碎碎，在在其其运运动动过过程程中中存存在在平平行行巷巷道道轴轴线线的的分分力力，如如果
47、果这这部部分分巷巷道道支支架架的的稳稳定性不定性不够够，可能被推倒冒，可能被推倒冒顶顶，从而形成事故。，从而形成事故。预预防防推推垮垮型型冒冒顶顶的的主主要要措措施施是是提提高高支支架架的的稳稳定定性性，可可以以在在巷巷道道的的支支架架之之间间用用撑撑木木或或拉拉杆杆连连接接固固定定，增增加加支支架架的的稳稳定定性性，以以防防推推倒倒。在在倾倾斜斜巷巷道道中中架架设设支支架架应应有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道辅线辅线方向的分力。方向的分力。二、二、巷道巷道顶顶板事故板事故原因分析及防治措施原因分析及防治措施近近年年来来，随随着着高高档档普普采采和和综综采采的的
48、逐逐步步发发展展，回回采采工工作作面面顶顶板板事事故故率率逐逐步步下下降降，而而巷巷道道顶顶板板事事故故则则相相对对上上升升，因因此此探探讨讨巷巷道道顶顶板板事事故故的的成成因因和和相相应应的的防防治治措措施施，减减少少巷巷道道顶顶板板事事故故已已成成为为当当务务之急。之急。1 1、巷道、巷道顶顶板事故的种板事故的种类类巷巷道道顶顶板板事事故故按按围围岩岩结结构构及及冒冒落落特特征征分分为为以以下下几几类类：镶镶嵌嵌型型围围岩岩坠坠矸矸事事故故；离离层层型型围围岩岩片片帮帮冒冒顶顶事事故故；松松散散破破碎碎围围岩岩塌塌漏漏抽抽冒冒事事故故；块块状状围围岩岩断断裂裂冒冒顶顶事事故故；软软岩岩膨膨
49、胀胀变变形形毁毁巷事故。巷事故。2 2、巷道、巷道顶顶板事故的原因分析板事故的原因分析1 1）镶镶嵌型嵌型围围岩岩坠坠矸事故原因分析矸事故原因分析（1 1）开开工工前前或或放放炮炮后后，在在无无支支护护空空顶顶区区，敲敲帮帮问问顶顶和和找找掉掉不不及及时时、不不彻彻底底或或违违章章操操作作，对对隐隐性性镶镶嵌嵌型型顶顶板板未未发发现现或或未未采采取有效措施。取有效措施。（2 2）空空顶顶范范围围大大，空空顶顶距距离离超超过过作作业业规规程程规规定定。当当工工作作面面节节理裂隙理裂隙发发育育时时，未采取有效措施。，未采取有效措施。（3 3）在在炮炮掘掘工工作作面面，尤尤其其在在大大断断面面巷巷道
50、道或或交交叉叉点点，炮炮眼眼布布置不合理，装置不合理，装药药量量过过大，崩倒或崩歪迎大，崩倒或崩歪迎头头支架。支架。（4 4）在在机机掘掘工工作作面面，由由于于断断面面大大，进进度度快快，空空顶顶面面积积迅迅速速增增大大，受受采采动动支支撑撑压压力力和和冲冲击击地地压压等等外外力力影影响响，大大型型镶镶嵌嵌型型坠坠矸在空矸在空顶顶区失区失稳坠稳坠落，甚至推落，甚至推垮垮不不稳稳定的迎定的迎头头支架。支架。2 2）离离层层型型围围岩片帮冒岩片帮冒顶顶事故原因分析事故原因分析（1 1）工工作作面面出出现现“伞伞檐檐”离离层层断断裂裂向向下下方方自自由由空空间间滑滑移移导导致劈帮。致劈帮。（2 2）
51、锚锚喷喷巷巷道道封封闭闭锚锚喷喷不不及及时时或或质质量量不不符符合合要要求求，巷巷道道受淋水、放炮震受淋水、放炮震动动等外在因素影响，等外在因素影响，围围岩岩风风化剥落。化剥落。（3 3）空空顶顶面面积积大大，无无超超前前支支护护，迎迎头头支支架架不不及及时时或或架架设设质质量量差差；拱拱型型金金属属支支架架卡卡缆缆螺螺母母扭扭矩矩小小，支支撑撑力力不不足足，整整体体性性差差。3 3）松散破碎松散破碎围围岩塌漏抽冒事故原因分析岩塌漏抽冒事故原因分析（1 1）在在空空顶顶区区，由由于于空空顶顶范范围围大大，破破碎碎围围岩岩悬悬露露时时间间长长，支支护护未跟到迎未跟到迎头头，造成迎，造成迎头头塌漏
52、抽冒。塌漏抽冒。（2 2）在在迎迎头头支支护护区区，由由于于放放炮炮崩崩倒倒迎迎头头支支架架而而塌塌冒冒，或或支支架未插架未插严严背背实实，造成空，造成空顶顶虚帮。虚帮。（3 3）在在地地质质作作用用破破碎碎带带、采采掘掘影影响响破破碎碎区区，巷巷道道穿穿过过老老巷巷或或松松软软厚厚煤煤层层、巷巷道道维维修修及及收收尾尾回回撤撤支支架架区区，未未采采取取有有效效的的安安全措施，造成塌漏抽冒事故。全措施，造成塌漏抽冒事故。（4 4）在在巷巷道道交交叉叉点点及及贯贯通通点点，因因巷巷道道支支撑撑压压力力集集中中叠叠加加，抬抬棚棚上上方方直直接接顶顶冒冒落落范范围围及及高高度度扩扩大大；抬抬棚棚架架
53、设设质质量量及及材材质质不不合格或合格或长长期失修。期失修。3 3、巷道巷道顶顶板事故的防治措施板事故的防治措施由由于于巷巷道道顶顶板板事事故故的的原原因因不不同同，为为了了有有效效防防止止事事故故的的发发生，必生，必须须根据不同根据不同类类型事故有型事故有针对针对性地采取措施。性地采取措施。1 1）镶镶嵌型嵌型围围岩岩坠坠矸事故的防治措施矸事故的防治措施根据此根据此类顶类顶板事故的特点，板事故的特点，应应采取如下防治措施：采取如下防治措施：（1 1）开开工工前前、班班中中及及放放炮炮后后，坚坚持持按按操操作作规规程程敲敲帮帮问问顶顶，发现发现危岩随危岩随时时找掉。找掉。（2 2）改改进进人人
54、工工敲敲帮帮问问顶顶和和找找掉掉方方法法，研研制制测测定定“危危岩岩”稳稳定性的声振定性的声振谱发谱发射射仪仪和安全找掉工具。和安全找掉工具。（3 3）根根据据围围岩岩性性质质、掘掘进进工工艺艺和和支支护护形形式式，确确定定合合理理的的空空顶顶距离。距离。（4 4）炮炮掘掘工工作作面面应应严严格格按按钻钻眼眼爆爆破破图图表表施施工工。放放炮炮前前加加固固迎迎头头支架，放炮后及支架，放炮后及时时支架。支架。2 2）离离层层型型围围岩片帮冒岩片帮冒顶顶事故的防治措施事故的防治措施此此类类事事故故多多发发生生在在围围岩岩层层理理极极其其发发育育、围围岩岩风风化化及及空空顶顶面面积过积过大条件下，主要
55、大条件下，主要应应采取以下措施；采取以下措施；（1 1）易易风风化化剥剥落落的的巷巷道道，应应在在一一昼昼夜夜内内封封闭闭锚锚喷喷到到迎迎头头，封封闭喷浆闭喷浆厚度至少厚度至少20mm20mm。（2 2）合合理理确确定定空空顶顶距距离离及及超超前前支支护护形形式式。在在炮炮掘掘工工作作面面，应应根根据据围围岩岩条条件件和和永永久久支支护护形形式式，采采用用穿穿梁梁超超前前支支护护、固固定定前前探探梁梁或或铰铰接接前前探探梁梁支支护护、托托钩钩架架梁梁无无腿腿棚棚支支护护或或锚锚杆杆超超前前支支护护等形式。在机掘工作面，等形式。在机掘工作面，应发应发展配套的液展配套的液压迈压迈步前移超前支架。步
56、前移超前支架。（3 3）合合理理选选择择巷巷道道位位置置及及掘掘进进时时间间，根根据据离离层层型型围围岩岩特特征征，采用适采用适应应的的锚锚杆支杆支护护或金属拱型可或金属拱型可缩缩性支架。性支架。3 3）松散破碎松散破碎围围岩塌漏抽冒事故的防治措施岩塌漏抽冒事故的防治措施（1 1）炮炮掘掘工工作作面面采采用用对对围围岩岩震震动动较较小小的的掏掏槽槽方方法法，控控制制装装药药量及放炮量及放炮顺顺序。序。（2 2）根根据据不不同同情情况况，采采用用超超前前支支护护、留留中中心心垛垛掘掘进进法法、短短段段掘掘砌砌法法、超超前前导导峒峒法法等等少少暴暴露露破破碎碎围围岩岩的的掘掘进进和和支支护护工工艺艺，缩缩短短围围岩暴露岩暴露时间时间，尽快将永久支，尽快将永久支护紧护紧跟到迎跟到迎头头。（3 3）根根据据围围岩岩性性质质、巷巷道道服服务务年年限限及及用用途途，合合理理选选择择不不同同的永久性支的永久性支护护形式。形式。（4 4）采用）采用围围岩固岩固结结及冒落空及冒落空间间充填新技充填新技术术通通过过的破碎的破碎带带。（5 5）维维修修老老巷巷时时，必必须须从从有有安安全全出出口口及及支支架架完完好好的的地地方方开开始始。在在斜斜巷巷及及立立眼眼维维修修时时，必必须须架架设设安安全全操操作作平平台台，加加固固眼眼内内支架，保支架，保证证行人及煤矸溜放行人及煤矸溜放畅畅通。通。
