摘要：針對軟巖煤層頂?shù)装骞芾砩洗嬖诘睦щy，介紹從掘進到回采所采取的一系列安全技術措施，解決了采掘工作面的頂板管理問題，確保軟巖煤層采掘工作面的安全生產。清水溝煤礦從建井以來由于區(qū)內煤系地層以粘土質為主，遇水極易膨脹，煤層偽頂有較軟弱的含螺類化石粉細砂巖存在，遇水會產生局部流砂，頂?shù)装骞芾黼y度相當大，頂板極易垮落，底鼓相當嚴重，通過近幾年的技術改造，清水溝煤礦對頂板管理方法進行了改革，改變了管理方法，改變了原有的支護方式（改為全圓拱砌碹支護、梯形工字鋼支護、梯形抱木支護），通過改革很大程度上解決了清水溝煤礦的頂板管理上的難題。但回采工作面仍然采用非正規(guī)循環(huán)作業(yè)，這是不可取的，還需進一步的對回采工作面支護進行改革。
??????? 關鍵詞：軟巖煤層 掘進巷道 采煤工作面 頂板管理安全
??????? 前言：清水溝煤礦生產規(guī)模6萬噸/年的小煤礦，本煤礦開采的煤層為單一煤層，屬緩傾斜中至厚煤層，煤層傾角一般小于25°，煤層頂?shù)装宓貙右哉惩临|為主，遇水極易膨脹，設計采用走向長壁采煤法開采煤層。在煤礦建井以來遇到了一些頂板安全管理的技術難題，在小煤礦軟巖煤層頂?shù)装骞芾砩戏e累了一些經驗，在保障安全的前提上很大程度上降低了煤礦投入成本，煤礦效益得到了提高。
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??????? 1? 概況
??????? 清水溝煤礦位于保山市羊邑礦區(qū)最南端，原為露天開采隨著剝采比越來越大，生產較為困難，1994年改為井下開采，生產規(guī)模6萬噸/年，由于區(qū)內煤系地層以粘土質為主，成巖程度差，所以頂板管理難度大。自1994年建井以來在軟巖煤層頂板管理上形成了一套成功的管理經驗，現(xiàn)以清水溝煤礦1554運輸平巷及201采煤工作面為例加以論述。
??????? 2? 礦井基本條件
??????? 2.1? 工作面地質條件
??????? 2.1.1? 1554運輸平巷地質條件
??????? 1554運輸平巷沿煤層走向開掘，開掘范圍地表覆蓋第四系松散粘土、粉質粘土層，其厚度變化較大，厚0.3～1.6m，局部更厚，可～硬塑狀，強度較低，頂?shù)装鍘r層總體呈強風化，裂隙較發(fā)育，成巖程度低，為軟質巖石。煤層形態(tài)有時表現(xiàn)為向斜，有時表現(xiàn)為單斜，有時又表現(xiàn)為向斜和背斜，但起伏都較小，有1-2米小斷層。
??????? 2.1.2? 201采煤工作面地質條件
??????? 201采煤工作面地表覆蓋第四系松散粘土、粉質粘土層，其厚度變化較大，厚0.3～1.6m，局部更厚，可～硬塑狀，強度較低，為松散巖組。下伏第三系粘土巖、粉砂質粘土巖呈強風化，裂隙較發(fā)育，成巖程度低，為軟質巖石。無大的斷裂通過，僅分布小的斷層，地質構造簡單。
??????? 2.2? 巷道布置
??????? 2.2.1? 1554運輸平巷巷道布置
??????? 1554運輸平巷水平標高1554米，從井底車場沿煤層走向向西布置，巷道布置在煤層下部，巷道臨時支護形式為梯形木支護，要求箱木能滿足頂寬2.2m，高度2.2m，底寬3.5m，棚距0.7m，預制磚2.2米全圓拱砌碹二次成巷。
??????? 2.2.2? 201采煤工作面巷道布置
??????? 201采煤工作面采用傾斜長壁垮落法采煤（一次性采全高），兩巷沿煤層頃向向下布置，包括開切眼在內，三條巷道跟煤層底板施工，其支護方式各規(guī)格分別為：工作面兩巷均為11號礦用工字鋼梯形棚支護，規(guī)格為棚柱長度要求2.4米，梁頭長度要求1.82米。開切眼采用木支架支護（鴨嘴棚支護）時，一梁兩腿為一架，兩架并攏為一抱，且支護時必須采用抱木支護，1m一抱，支架規(guī)格為1.8×2.0m。
??????? 2.3? 工作面裝備
??????? 201采煤工作面運輸斜巷采用SGB-320/17B型刮板輸送機2臺，采煤工作面采用JDSB-5.5型刮板輸送機1臺，JH-8型回柱絞車1臺。
??????? 3? 頂板的管理及采取的措施
??????? 3.1? 頂板事故原因分析
??????? 我們通過長期的生產實踐，對掘進工作面及采煤工作面的頂板事故進行分析，認為導制頂板事故的原因主要分為以下幾類。
??????? 3.1.1? 頂板的原因
??????? 地質構造的原因：由于地層運動過程中，受到水平擠壓作用，產生許多斷層、褶曲等。在這些斷層褶曲附近， 又產生許多縱橫交錯的次生構造，形成裂隙帶、破碎帶當頂板暴露后，如果頂板支護不及時、支護質量不好或支護方式不當，這些破碎的巖石就可能冒落， 導致頂板事故發(fā)生。
??????? 動壓影響的原因：在超前支承壓力特別是周期壓力的作用下，頂板巖石內的原生裂隙破碎帶進一步擴展加大，并造成新的裂隙使巖石更加破碎， 誘發(fā)冒頂事故。當超前支承壓力特別是周期壓力超過煤壁自身強度時，煤壁產生片幫， 造成梁端距加大， 致使空頂距加大。這也會誘發(fā)冒頂事故。
??????? 3.1.2? 支護上的原因
??????? 支護不及時的原因：在生產過程中，由于沒能及時掛梁、前探梁前竄不及時、貼幫柱、臨時柱支設不及時，致使暴露的頂板得不到及時支護和控制，造成冒落事故。
??????? 支護質量不好的原因：支柱支設角度不對，做不到迎山有力；柱窩深度不夠，頂板及兩幫沒有備實；棚距過大，空頂面積過大；支柱沒有“穿鞋戴帽”造成支柱失效。這些支護質量問題都會誘發(fā)冒頂事故。
??????? 支護施工不當?shù)脑颍菏┕み^程中由于沒有嚴格按技術要求施工，造成了空頂空幫現(xiàn)象而導制頂板事故的的發(fā)生
??????? 3.1.3? 管理的原因
??????? 在對頂板管理的過程當中，對施工地點的地質條件不清楚、沒能掌握巷道開掘后圍巖的范圍及圍巖應力分布情況、沒有嚴格按設計要求施工、沒有嚴格執(zhí)行作業(yè)規(guī)程，違章指揮和違章作業(yè)等也能導制頂板事故的發(fā)生。
??????? 3.2? 頂板安全管理采取的措施
??????? 通過對面前冒頂事故的原因分析，在長期實踐中我們對防治面前冒頂事故主要采取以下措施：
??????? ①加強地質預測預報工作和礦壓觀測工作，準確掌握工作面前方地質情況和礦山壓力分布情況， 及時準確地采取措施加強面前支護， 防止冒頂事故的發(fā)生。
??????? ② 及時支設貼幫柱，防止由于煤壁片幫導致梁端面距加大，引起冒頂。一旦煤壁出現(xiàn)片幫要加設前探木板梁，使頂板及時得到有效的控制。
??????? ③ 加強支護質量管理。木棚、支柱支設要迎山有力，嚴格按質量標準架設木棚及支柱，木棚要幫頂要備實，打緊木楔，支柱要“穿鞋戴帽”，保證支柱支撐有力。
??????? ④ 合理選擇工作面兩巷的斷面尺寸和幾何形狀。支護強度要適當加大， 斷面尺寸要適當減小，幾何形狀要求拱頂盡量平緩。
??????? ⑤ 加強工作面兩巷超前支護。在超前支護工作中既要治頂，又要治底，還要治幫，做到頂?shù)讕途C合治理，盡量使巷道不底臌 不片幫、不失穩(wěn)、不下沉， 減輕頂板下沉松動。
??????? ⑥ 加大開切眼兩端頭的支護強度和密度，保證有效支護。
??????? ⑦ 在工作面刮板運輸機機頭機尾維修、更換和推移過程中，要盡量少替換支柱，對卸下來的主柱要及時補設，盡量減輕頂板的反復松動。
??????? ⑧ 工作面布置的設備機窩斷面要盡量減小，并保證支護強度和密度。
??????? ⑨ 十字口和丁字口一定要架抬棚，并且保證支護強度和密度。砌碹巷道要保證拱成圓形并且拱頂及兩幫一定要用料石充填嚴實，以保證全圓拱的支護強度。
??????? ⑩ 縮短采煤工作面的長度，由原來的80米減至50米。
??????? 3.3? 掘進工作面與采煤工作面的支護方式
??????? 清水溝煤礦掘進工作面大體采用三種支護方式：全圓拱砌碹、梯形木支護、梯形工字鋼支護。