松軟破碎圍巖掘進(jìn)防冒頂技術(shù)措施
蘇橋煤礦于2005年12月開始基建,礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量21萬噸,開采二迭系童子巖組含煤地層。由于區(qū)域推覆構(gòu)造的作用,復(fù)蓋在童子巖組地層上面的是地質(zhì)時(shí)代較老的棲霞灰?guī)r和石炭系林地組砂礫巖。破壞性巨大的推覆構(gòu)造導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)斷裂極發(fā)育,緩斷層、高角度斷層互相交錯(cuò)疊加,構(gòu)造的破壞表現(xiàn)為多期次活動(dòng)及活動(dòng)的強(qiáng)烈性,特別是復(fù)蓋在童子巖組之上的林地組砂礫巖與棲霞灰?guī)r受F0斷層(F0斷層破碎帶寬0.2~50m不等,斷面兩翼破壞波及面廣,斷層局部導(dǎo)水性較強(qiáng),靠近灰?guī)r且形成溶洞)切割的影響,導(dǎo)致砂礫巖極其破裂,原生的結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性遭到嚴(yán)重破壞,裂縫破碎帶長期受地表水的浸蝕及地表泥砂的填充,也致使該區(qū)域地層風(fēng)氧化帶深度深、強(qiáng)度大,局部的圍巖就象是由一塊一塊的孤石夾伴泥沙堆積在一起。由于蘇橋煤礦+360上部井巷工程處在該惡劣破碎地層的范圍之內(nèi),且設(shè)計(jì)斷面主要為大斷面的車場(chǎng)、三岔門,工程量大。因此,巷道的正常掘進(jìn)和支護(hù)面臨著重重困難。如何采用可行的安全技術(shù)措施,保障施工進(jìn)度,防止發(fā)生冒頂事故,確保施工安全,是擺在籌建處全體工程技術(shù)人員面前的一項(xiàng)艱難的課題。本文以蘇橋煤礦+360上部井巷工程掘進(jìn),遇林地組沖擊層破碎圍巖為例,對(duì)松軟破碎圍巖掘進(jìn)防冒頂技術(shù)措施進(jìn)行分析,以供惡劣破碎地層掘進(jìn)施工借鑒。
一、主要技術(shù)方案及措施
1、采取控制爆破技術(shù)。針對(duì)施工中圍巖破碎情況,采用控制炮眼深度、間距,嚴(yán)格控制裝藥量(局部周邊眼裝藥量控制1/5~1/2節(jié)),必要時(shí)增打周邊空眼,采用切割預(yù)裂爆破技術(shù),降低爆破對(duì)圍巖的破壞程度。
2、采用巷道兩翼及上部超前,中下部滯后的施工方法。通過采取這一措施,使中下部圍巖自然抵御迎頭片幫,起到了控制圍巖暴露面積,縮短圍巖暴露時(shí)間的作用,降低了工作面初期的支護(hù)難度,為工作面的正常支護(hù)贏得寶貴的時(shí)間。
3、采用金屬錨桿超前護(hù)頂、前探梁超前支護(hù)措施,控制頂板垮落,確保施工安全。由于工作面巖性總體為孤石堆積,一旦掉落一塊,必將接二連三,且靜壓與沖擊狀態(tài)對(duì)支架的受力性能差別巨大,因此,控制巷道斷面以外的巖石冒落成為該技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在!施工中,我們采用3.5m長鉆桿鑿眼,25×3m焊接管作為錨桿材料,錨桿間距視情況控制在0.25m~0.4m,排距控制在1.2m~2.0m,通過采取這一措施,使工作面的頂幫孤石均處在錨桿和支架的控制之內(nèi),有效地控制了頂板冒落,降低了巖石冒落對(duì)支架的沖擊力,結(jié)合采用超前支護(hù),保障了施工安全。
4、加強(qiáng)支架的整體性。在金屬拱架間設(shè)置4~5根16鋼筋結(jié)合螺帽固定的拉桿,視情況補(bǔ)打支架間的縱向豎向支撐等,降低支架的架設(shè)難度,保證支架的架設(shè)安全,顯著提升了支架的整體穩(wěn)定性。
5、合理選擇支護(hù)強(qiáng)度。原設(shè)計(jì)采用15~18kg/m鋼軌拱架,其受力性能較差。經(jīng)論證,采用9#礦工鋼作為支架材料,礦工鋼拱架連接位置根據(jù)各作業(yè)地點(diǎn)原始條件情況靈活選擇,使礦工鋼拱架在滿足支護(hù)強(qiáng)度的前提下盡可能達(dá)到方便現(xiàn)場(chǎng)操作;此外,根據(jù)各地點(diǎn)巷道壓力情況,適當(dāng)控制棚距,并酌情增設(shè)豎撐等,棚距由原常規(guī)的1000mm調(diào)整為600~800mm,保證支架強(qiáng)度滿足要求。
6、適時(shí)采用短掘短砌施工方法。主斜井+360交岔點(diǎn)及+360主平峒局部極破碎,巷道壓力巨大。對(duì)此,及時(shí)組織短掘短砌施工方法,確保支護(hù)強(qiáng)度,避免了冒頂后患。
7、堅(jiān)持一次成巷。施工地段圍巖極破碎、斷面大、淋水大,一次成巷施工難度極大。對(duì)于是否一次成巷施工,籌建處組織了多次的技術(shù)研討,展開了激烈的爭(zhēng)論,基本形成了一次成巷的共識(shí)。對(duì)于主、副斜井斜面三岔門的施工問題,采用通過繩道口開掘的方式,結(jié)合松軟巖層防冒頂施工技術(shù),實(shí)現(xiàn)了一次成巷施工。此后,該礦井巷工程全部實(shí)施一次成巷施工,避免了二次擴(kuò)刷可能造成的冒頂隱患,減少了二次支護(hù)成本和施工難度。
8、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工安全技術(shù)管理。針對(duì)各施工段的圍巖破碎情況,適時(shí)組織現(xiàn)場(chǎng)跟班技術(shù)指導(dǎo),保障作業(yè)地點(diǎn)退路暢通,做好必要的退路、支護(hù)防范等工作,為松軟破碎帶巖層掘進(jìn)的施工安全保駕護(hù)航。
二、取得成效
1、確保施工安全。通過采取上述措施,使所有的作業(yè)人員均能在支架及錨桿的保護(hù)下進(jìn)行作業(yè),確保了施工人員的生命安全。
2、減少冒頂工程量。剛開工時(shí)(2005年12月),在主斜井+360施工通道施工中,由于未采取以上施工技術(shù),平均每米巷道冒頂量為2.82m3。從2006年元月份開始采取以上施工技術(shù),延米冒頂量為0.335m3(主要是在+360主平峒距峒口83~91m處,由于斷面大,圍巖象孤石堆積在一起,壓力大,金屬拱架間距1m,支護(hù)強(qiáng)度不夠,造成冒頂224m3)。減少冒頂量1549m3。
3、顯著降低坑木耗。施工初期,由于經(jīng)驗(yàn)不足,選擇的支護(hù)間距為1m,使用18kg/m鋼軌,支護(hù)強(qiáng)度不夠,2005年2月13日在+360主平峒開口約80m處,發(fā)生長度8m的冒頂,接頂使用14×4m木柱267根、板皮800塊,耗用坑木共計(jì)30.16m3;+360主平峒前段80m共用坑木111.52m3,延米耗用坑木1.394m3。采取防冒頂措施后延米耗用坑木0.61m3,按660m計(jì)算,節(jié)約坑木517.44m3。
4、保障施工進(jìn)度。在+360上部井巷工程,設(shè)計(jì)斷面主要為車場(chǎng)、三岔門,斷面跨度大的情況下,每月平均單進(jìn)達(dá)65m。
5、穩(wěn)定職工隊(duì)伍。在施工初期,由于未采取以上安全技術(shù)措施,對(duì)頂板冒頂控制能力差,施工安全受到嚴(yán)重威脅,且施工進(jìn)度慢,導(dǎo)致個(gè)別職工產(chǎn)生懼怕畏縮情緒,自采取安全技術(shù)措施后,施工安全得到保障,至今為止,合同工穩(wěn)定率達(dá)100%。
6、一次成巷的效果。按設(shè)計(jì)斷面一次成巷,減少二次擴(kuò)刷時(shí)應(yīng)力加大、頂板管理難度加大而產(chǎn)生的冒頂。在前期的主斜井+360斜面三岔門施工中,沒有一次成巷,而是采用小斷面掘進(jìn)后擴(kuò)刷成巷,產(chǎn)生大冒頂,處理了一個(gè)月半。
7、節(jié)約投資成本。以上施工技術(shù)的實(shí)施,僅上列的減少冒頂工程量1549m3以及節(jié)約坑木耗517.44m3,就創(chuàng)造效益1549m3×220元/m3+517.44m3×650元/m3=67.72萬元。
三、結(jié)束語
總結(jié)蘇橋煤礦松軟破碎圍巖掘進(jìn)施工的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),我們認(rèn)為,對(duì)松軟破碎圍巖的井巷掘進(jìn)施工,必須嚴(yán)加控制頂板,防止產(chǎn)生冒頂現(xiàn)象,一旦產(chǎn)生冒頂,將大幅度加大處理難度,且作業(yè)人員必須在空頂下裝頂,操作安全難于得到保障。通過實(shí)踐的檢驗(yàn),采用上述的安全技術(shù)措施及一次成巷施工方法,能滿足安全生產(chǎn)的需要,技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠,可供惡劣破碎地層掘進(jìn)施工借鑒。
篇2:煤礦掘進(jìn)返修工作面防冒頂片幫安全措施
為了加強(qiáng)掘進(jìn)及返修工作面的施工安全管理,防止掘進(jìn)及返修工作面發(fā)生冒頂片幫事故,結(jié)合我礦井下現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,對(duì)現(xiàn)有的的規(guī)程、措施中有關(guān)防止冒頂片幫事故的安全措施進(jìn)行整理、完善,具體如下:
一、掘進(jìn)及返修工作面防止冒頂?shù)陌踩夹g(shù)措施
(一)掘進(jìn)工作面防止冒頂?shù)陌踩夹g(shù)措施
1、掘進(jìn)工作面發(fā)生大冒頂時(shí)的預(yù)兆:掘進(jìn)迎頭頂板掉渣、有響聲、裂縫、脫層、漏頂、煤壁片幫等。
2、每個(gè)單位巷道開工前,必須有切實(shí)可行、會(huì)審批準(zhǔn)的《作業(yè)規(guī)程》。《作業(yè)規(guī)程》中必須對(duì)可能遇到斷層、破碎帶、老空、采空區(qū)、鉆孔及冒頂處理等特殊安全措施予以規(guī)定,在施工過程中,遇到斷層、破碎帶時(shí)必須及時(shí)編制補(bǔ)充措施,經(jīng)審批后,傳達(dá)貫徹到位。過老空、采空區(qū)、鉆孔或距見煤點(diǎn)小于20米前,還必須提前編制補(bǔ)充措施,經(jīng)審批后,傳達(dá)貫徹到位。
3、掘進(jìn)工作面必須備有:(1)錨、網(wǎng)、噴、錨梁支護(hù)的巷道:必須備有數(shù)量不少于20根的鋼棚腿、10根木頂梁及相應(yīng)的背幫背頂材料(包括木楔50塊以上,背板1m2),刀鋸、錛、鎬、大錘各一把。并備有80塊以上道木。(2)其它支護(hù)形式的巷道(包括返修巷道)必須備有木棚10架(直徑大于160mm),木楔50塊以上,背板1m2,刀鋸、錛、鎬、大錘各一把。并備有80塊以上道木。要求上述備用材料存放地點(diǎn)距迎頭不得超過100米。鋼棚腿或木棚規(guī)格按巷道斷面尺寸加工。施工過程中,遇到地質(zhì)條件變化,巷道壓力增加等情況,要立即采用錨、網(wǎng)、噴、錨梁支護(hù),并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及時(shí)支設(shè)鋼棚腿或架設(shè)木棚進(jìn)行支護(hù),以加強(qiáng)巷道支護(hù),杜絕冒頂事故發(fā)生。
4、嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度。在掘進(jìn)施工過程中,每個(gè)工作人員在工作前及工作中,必須經(jīng)常認(rèn)真的進(jìn)行敲幫問頂,發(fā)現(xiàn)有冒頂征兆時(shí),要立即采取有效措施及時(shí)進(jìn)行處理。敲幫問頂?shù)木唧w操作嚴(yán)格執(zhí)行山東省煤礦安全監(jiān)察局發(fā)《煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程》之規(guī)定。
5、掘進(jìn)工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè),及時(shí)用好前探梁(過頂梁、腰梁)。掘進(jìn)迎頭的空頂距離、巷道施工用錨桿的形式、規(guī)格、間排距、角度、深度、施工工藝;網(wǎng)的規(guī)格及搭接質(zhì)量;噴漿料標(biāo)號(hào)、噴厚、初噴、復(fù)噴距離;臨時(shí)支護(hù)形式及數(shù)量,必須在《作業(yè)規(guī)程》中有明確規(guī)定,現(xiàn)場(chǎng)必須嚴(yán)格按《作業(yè)規(guī)程》要求實(shí)施。
6、采用架棚支護(hù)或錨梁支護(hù)的巷道,支架的迎山角、扎角、固定錨桿的施工角度、錨梁及支架的材料、間距、尺寸等,都必須在《作業(yè)規(guī)程》中明確規(guī)定,施工時(shí)必須符合《作業(yè)規(guī)程》的要求。幫頂要?jiǎng)x緊背實(shí),對(duì)于破壞的背板,滾翻的棚梁,要及時(shí)更換,更換棚腿時(shí)必須按先支后換的原則進(jìn)行。棚腿必須支在實(shí)底上,棚棚之間要打好撐木或拉桿,迎頭向外10米范圍內(nèi)必須有專門防倒措施。更換巷道支護(hù)時(shí),在拆除原有支護(hù)前,應(yīng)先加固臨近支護(hù)。拆除原有支護(hù)后,必須及時(shí)除掉頂部活矸和架設(shè)永久支護(hù),必要時(shí)還應(yīng)采取臨時(shí)支護(hù)措施。在傾斜巷道中,必須有防止矸石、物料滾落和支架歪倒的安全措施。上述要求必須在《作業(yè)規(guī)程》中詳細(xì)規(guī)定。
7、對(duì)于砌碹巷道,初次支設(shè)碹骨時(shí),必須同時(shí)架設(shè)至少兩架碹骨,并用至少三組固定錨桿固定。碹骨之間按《作業(yè)規(guī)程》要求上齊拉桿,其材料符合《作業(yè)規(guī)程》規(guī)定。砌體灰縫、接茬、灰漿標(biāo)號(hào)、壁后充填、充填材料及使用的腰梁、過頂梁的規(guī)格、數(shù)量均符合《作業(yè)規(guī)程》要求。
8、獨(dú)頭長距離的掘進(jìn)工作面,必須有防止冒頂堵人的安全措施。
9、架棚巷道放炮前,必須加固支架,爆破崩倒、崩壞的支架,必須先行修復(fù),方可進(jìn)入工作面作業(yè)。修復(fù)支架時(shí)必須先檢查頂、幫,并由外向里逐架進(jìn)行。遇圍巖破碎時(shí),棚梁或錨梁必須緊跟迎頭。
10、巷道開門口、交岔點(diǎn)、貫通時(shí),必須制定專項(xiàng)頂板管理安全措施,經(jīng)審批后,傳達(dá)貫徹執(zhí)行。
11、巷道施工支護(hù)質(zhì)量要求,必須嚴(yán)格按操作規(guī)程執(zhí)行,特別是巷道的初次支護(hù):錨桿錨盤必須緊貼巖面并預(yù)緊,錨梁、木棚、鋼棚背頂必須剎緊,以便巷道支護(hù)體對(duì)頂板有足夠的初撐力,防止頂板下沉冒頂。巷道施工支護(hù)質(zhì)量要求必須在作業(yè)規(guī)程或施工措施中明確規(guī)定。
12、區(qū)隊(duì)管理人員、班組長、職能科室有關(guān)人員,必須經(jīng)常檢查施工工程質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)不合格的,要立即停止作業(yè)進(jìn)行處理。對(duì)歪斜的支架,要及時(shí)修復(fù),按由外向里,逐架進(jìn)行,先頂后幫、先支后撤的原則進(jìn)行。
13、強(qiáng)化井下現(xiàn)場(chǎng)的巡檢工作,區(qū)隊(duì)必須每班安排專人對(duì)后方巷道進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)有急劇下沉,變形嚴(yán)重的地段,要及時(shí)采取措施進(jìn)行加固處理,防止頂板事故發(fā)生。
14、加強(qiáng)巷道礦壓觀測(cè)工作,提供信息,做到預(yù)防為主,徹底杜絕頂板事故的發(fā)生。
(二)返修工作面防止冒頂安全技術(shù)措施
1、巷道返修前必須編制、審批施工措施,并貫徹到每個(gè)相關(guān)人員,巷道返修施工必須保證一工程一措施。
2、巷道返修前首先進(jìn)行敲幫問頂,敲幫問頂必須按由外及里、由上而下的順序進(jìn)行,敲幫問頂?shù)木唧w操作嚴(yán)格執(zhí)行山東省煤礦安全監(jiān)察局下發(fā)《煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程》之規(guī)定。
3、返修施工必須使用好臨時(shí)支護(hù),嚴(yán)禁空頂作業(yè)。臨時(shí)支護(hù)必須在施工措施中明確規(guī)定。
4、巷道返修施工時(shí),必須清理浮矸危石雜物等,保證出口退路暢通。
5、撤換支架必須編制施工措施,并由外向里進(jìn)行,嚴(yán)禁人員進(jìn)到里邊作業(yè),撤支架前應(yīng)先對(duì)工作地點(diǎn)附近的支架進(jìn)行加固。
6、維修巷道過程中有專人檢查頂幫支架情況,發(fā)現(xiàn)問題立即進(jìn)行處理。
7、返修施工措施必須詳細(xì)規(guī)定施工工藝、施工方法,明確規(guī)定施工材料、質(zhì)量要求。
8、巷道返修施工迎頭必須保證至少有一個(gè)安全、暢通的出口。
9、擴(kuò)大和維修井巷連續(xù)撤換支架時(shí),必須保證有在發(fā)生冒頂堵塞井巷時(shí)人員撤退的出口。
10、在主要回風(fēng)巷進(jìn)行返修時(shí),必須加強(qiáng)通風(fēng)管理,在圍巖較為破碎的情況下,返修前必須在返修迎頭與未返修段之間鋪設(shè)不少于4根兩端開口的四寸管,防止由于頂板矸石冒落堵塞巷道斷面而影響通風(fēng)。
10、獨(dú)頭巷道維修支架,必須由外向里逐架進(jìn)行。
11、維修傾斜巷道時(shí),嚴(yán)禁上、下段同時(shí)作業(yè)。
二、掘進(jìn)及返修迎頭防止片幫的安全技術(shù)措施
1、嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度,每班班組長應(yīng)安排專人隨時(shí)對(duì)迎頭進(jìn)行敲幫問頂工作,并派有經(jīng)驗(yàn)的老工人專門擔(dān)負(fù)施工期間的安全監(jiān)護(hù)工作,監(jiān)護(hù)人員沒有得到班組長的通知,不得隨意撤除。
2、巷道掘進(jìn)期間,以及返修破除量及臥底量較大時(shí),施工迎臉必須呈一斜坡,斜坡坡度沿施工方向與鉛垂線夾角不小于15°,必須在掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程及措施內(nèi)確定頂板超前底板距離,且按照要求施打腰梁。
3、施打幫部錨桿時(shí),嚴(yán)禁任何人員在距迎頭2米范圍內(nèi)背對(duì)迎頭作業(yè)。施打幫部錨桿時(shí),班長必須對(duì)兩幫末支護(hù)巖體進(jìn)行敲問,除掉活矸、危巖方可開始作業(yè),作業(yè)過程中,班長必須隨時(shí)監(jiān)護(hù)兩幫情況,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)示警撤人。
4、掘進(jìn)期間,每小班必須施打腰梁,第一道腰梁在頂、腮錨網(wǎng)完畢后施打(扒迎頭前),距頂板1000;第二道腰梁在扒完迎頭進(jìn)行兩幫錨網(wǎng)前敲幫問頂后進(jìn)行。腰梁間距1000,腰梁施打完畢后,必須用背板背緊背牢。然后施打幫部錨桿(高度在4米以上時(shí),必須施打3道腰梁,)。
5、拆除迎頭腰梁時(shí),必須自上而下逐架拆除,隨拆隨對(duì)迎頭進(jìn)行敲問工作,敲落浮矸、危巖,工作過程中必須由班組長或由班組長指定的一名有經(jīng)驗(yàn)的老工人,站在安全退路暢通的地點(diǎn),進(jìn)行監(jiān)護(hù)。發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)示警,待腰梁全部撤除后,對(duì)迎頭進(jìn)行全面敲問工作,確認(rèn)無安全隱患后,方可組織人員進(jìn)入迎頭工作。
6、若迎頭壓力大,巖體松散,造成迎頭迎臉破碎,片幫嚴(yán)重時(shí),嚴(yán)禁爆破,只可以用風(fēng)鎬掘刷,并將循環(huán)進(jìn)尺縮至0.6米。頂腮每擴(kuò)刷夠布置一根錨桿時(shí),及時(shí)打錨桿并加掛木錨盤護(hù)頂腮,每夠掛設(shè)一張網(wǎng)時(shí)及時(shí)掛網(wǎng)。掛網(wǎng)時(shí),一次只準(zhǔn)撤一根錨桿的錨盤,掛網(wǎng)后上緊錨盤;嚴(yán)禁集中掛網(wǎng)上錨盤。
7、大斷面掘進(jìn)時(shí),必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定迎頭防片幫安全措施。
篇3:掘進(jìn)垱頭預(yù)防冒頂措施
1、放炮后首先由放炮員,班組長和瓦檢員至少三人入內(nèi)檢查瓦斯、敲幫問頂,用長柄工具撬下松動(dòng)的煤(巖)塊,如有倒棚現(xiàn)象因立即扶起,處理好安全后方能開始工作。
2、棚子應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,當(dāng)棚頂垮落高度在0.4米以上必須打木垛,接頂要牢固。
3、掘進(jìn)支護(hù)材料及形狀,必須在作業(yè)規(guī)程中規(guī)定,經(jīng)工程師批準(zhǔn)后執(zhí)行,沒有工程師的同意不得任意改變掘進(jìn)巷道支護(hù)。
4、凡掘進(jìn)工作面所需直接通風(fēng),運(yùn)輸?shù)南锏?由工作面作業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)修理,不得有斷梁現(xiàn)象,否則工作面作業(yè)人員嚴(yán)禁進(jìn)尺以免造成垮塌堵人事故。
5、過老空防冒頂垮塌措施:
1)發(fā)現(xiàn)有老空現(xiàn)象,必須事先摸清老空的位置及方向加以填實(shí)。
2)在老空上面架棚子,必須安放底梁,然后抬上雙邊抬棚,頂子打在底梁上。
3)有巷道交叉口和重新開巷道必須首先抬好雙邊門,抬門長度必須比新開巷道的寬度每邊長0.5米以上,同時(shí)每根抬棚不少于四根頂子,兩根撐筒。
4)所有掘進(jìn)擋頭不準(zhǔn)違章空頂作業(yè),在煤層破碎的時(shí)候必須使用前探梁。
5)凡井下巷道新開門必須要有作業(yè)規(guī)程和安全技術(shù)措施,巷道貫通時(shí)要有貫通措施。幼兒園食品安全應(yīng)急預(yù)案