開拓區全員職工培訓教案

　　開拓區全員職工培訓教案

　　第一講 爆破作業安全

　　講課人:縱瑞盤

　　培訓時間:2009-2-21～22 星期六、日

　　教學目的：掌握巖巷工作面炮眼布置方式及原則，看懂炮眼布置圖及爆破圖表，在工作中嚴格按爆破圖表操作

　　講課方法：理論學習與現場施工實際結合

　　講課重點：爆破作業安全。

　　一.爆破材料的領退、運送及存放

　　領退、運送及存放爆破材料時應遵守以下規定和要求：

　　⑴ 電雷管必須由爆破工親自運送，炸藥由爆破工或在爆破工監護下由熟悉《煤礦安全規程》有關規定的人員運送。

　　⑵ 領取的爆破材料必須裝在具有耐壓和抗沖撞、防震、防靜電的非金屬容器內。電雷管和炸藥嚴禁裝在同一容器內，嚴禁將爆破材料裝在衣袋內。領到爆破材料后，應直接送到工作地點，嚴禁中途逗留，行走時要注意避開電纜和金屬導電體。

　　⑶ 運送爆破材料應避開交接班和人員上、下井的時間。

　　⑷ 嚴禁用刮板輸送機、帶式輸送機運送爆破材料。

　　⑸ 爆破工必須把炸藥、電雷管分開存放在專用的爆破材料箱內，并加鎖。嚴禁亂扔、亂放。

　　⑹ 爆破材料箱必須放在頂板完好、支架完整，避開機械、電氣設備的地點。每次爆破前，都必須把爆破材料箱放到警戒線以外的安全地點。

　　二.裝配起爆藥卷

　　裝配起爆藥卷是把電雷管裝入藥卷頂部，制成起爆藥卷的作業過程。裝配引藥必須按下列程序要求進行。

　　⒈ 裝配地點的選擇

　　裝配直爆藥卷必須在頂板完好、支架完整、避開電氣設備和導電體的爆破工作地點附近進行。嚴禁坐在爆破材料箱上裝配起爆藥卷。

　　在有雜散電流的地點裝配起爆藥卷時，必須坐在絕緣膠墊上，并將扭結短路的雷管腳線用絕緣膠布包好。

　　⒉ 起爆藥卷數目的確定

　　裝配起爆藥卷數量，以當時當地需要的數量為限。

　　⒊ 電雷管的抽取

　　從成束的電雷管中抽單個電雷管時，不得手拉腳線硬拽管體，也不得手拉管體硬拽腳線，應將成束的電雷管順好，拉住前端腳線將電雷管抽出。抽出單個電雷管后，必須將其腳線扭結成短路。抽取電雷管時，如果把電雷管腳線搭在風、水管路上是非常危險的，這樣容易造成早爆事故。

　　⒋裝配起爆藥卷的方法

　　裝配起爆藥卷時，必須防止電雷管受震動、沖擊、折斷腳線或損壞腳線絕緣層。裝入的方法有兩種：

　　⑴ 扎孔裝配法。用一根直徑略大于電雷管直徑的尖端木棍或竹棍，在藥卷頂部的封口扎一圓孔，將電雷管全部裝入藥卷中，然后用電雷管腳線末端。

　　⑵ 啟口裝配法。先打藥卷頂部封口，用木、竹棍在藥卷中央扎孔，再將電雷管全部裝入藥卷，用腳線把封口扎住，再短路扭結電雷管腳線末端。

　　《煤礦安全規程》規定，電雷管只許由藥卷的頂部裝入，不得用電雷管代替竹、木棍扎眼;電雷管必須全部插入藥卷內;嚴禁將電雷管斜插在藥卷的中部或捆在藥卷上。

　　⒌ 起爆藥卷的保存

　　起爆藥卷裝配好后，應清點數目，入箱鎖好，不得亂放，以防散失。

　　三.裝藥

　　⒈ 裝藥前的準備工作

　　在裝藥前，應該對爆破地點的通風、瓦斯、煤塵、頂板、支護等全面檢查，對所查出的問題應及時處理。有下列情況之一時嚴禁裝藥：

　　⑴ 采掘工作面的控頂距離不符合作業規程的規定，或者支架有損壞，或者傘檐超過規定。

　　⑵ 裝藥地點附近20m以內風流中瓦斯濃度達到1.0%及以上。

　　⑶ 在裝藥地點20m以風，礦車、未清除的煤、矸或其他物體堵塞巷道斷面1/3以上。

　　⑷ 炮眼內發現異狀、溫度驟高驟低、有顯著瓦斯涌出、煤巖松散、透老空等情況。

　　⑸ 采掘工作面風量不足。

　　在有煤塵爆炸危險的煤層中，掘進工作面爆破前，附近20m的巷道內，必須灑水降塵。

　　⒉ 裝藥工作

　　經檢查確認可以裝藥時，方可按下列程序裝藥。

　　⑴ 驗孔。在裝藥前，用炮棍插入炮眼里，檢驗炮眼的角度、深度和方向及炮眼內的情況。

　　⑵ 清孔。待裝藥的炮眼，必須用掏勺或壓縮空氣吹眼器清除炮眼內的煤、巖粉，以防止煤巖粉堵塞，使藥卷不能密接或裝不到眼底。使用吹眼器時，附近人員必須避開壓風吹出氣流方向，以免炮眼內飛出的粉塊雜物傷人。

　　⑶ 裝藥。采掘工作面炮眼使用炸藥和電雷管的種類、裝藥量、電雷管的段數必須符合爆破作業說明書的規定，并按照爆破說明書規定的裝藥結構進行裝藥。裝藥結構通常可分為正向裝藥和反向裝藥。正向裝藥是指起爆藥卷放在距眼口最近的第一個位置上，雷管與所有藥卷的聚能穴均朝向眼底的裝藥結構;反向裝藥是指起爆藥卷放在眼底，雷管與所有藥卷的聚能穴一致朝向眼口的裝藥結構，如圖3—16所示。

　　裝藥時要用木質或竹質炮棍將藥卷輕輕推入，不得沖撞或搗實。炮眼內的各藥卷必須彼此密接。

　　⑷ 封孔。裝炮泥時，最初的兩段應慢用力，輕搗動，以后各段炮泥須依次用力一一搗實。裝水炮泥時，水炮泥外邊剩余部分，應用粘土炮泥封實。炮泥的長度，必須符合《煤礦安全規程》規定。

　　⑸ 電雷管腳線末端扭結。裝藥后，必須把電雷管腳線末端懸空，嚴禁電雷管腳線、爆破母線同運輸設備及采掘機械等導電體相接觸。

　　⒊ 裝藥注意事項

　　⑴ 硬化的硝酸銨類炸藥在裝藥前必須用手揉松，使其不成塊狀，但不得將藥包紙損壞，嚴禁使用硬化到不能少手揉松的硝酸銨類炸藥，也不能使用破乳或不能用的揉松的乳化炸藥。

　　⑵ 不得使用水分含量超過0.5%的銨梯炸藥。

　　⑶ 潮濕或有水的炮眼應用抗水型炸藥。

　　⑷ 不得裝“蓋藥”或“墊藥”。

　　⑸ 不得裝錯電雷管的段數。

　　⑹ 毫秒電雷管不得跳段使用。

　　⑺ 一個炮眼內不得裝兩個藥卷。

　　除以上注意事項外，要特別注意不得在鉆眼的同時裝藥，以免發生危險。如某礦施工一水平總石門，由104、101兩個掘進隊聯合施工。四班出勤25人，任務是正常掘進。接班后，前邊鉆眼，后邊裝巖出貨。有兩人從井下調車場找到上班留下的14包炸藥，運到炸藥箱后，開始裝配引藥，這時班長派人從工作面出來，叫他們趕快去工作面裝藥。于是，2人停止裝配引藥，拿起6包炸藥和炮泥一起來到工作面。工作面左側還在打掏槽眼，這2名爆破工放下炸藥在右側裝藥。不一會兒，發生炸藥爆炸事故，造成2人死亡，1人受重傷的事故。

　　四.聯線

　　⒈ 聯線方法和要求

　　聯線工作應按照爆破說明書規定的聯線方式，將電雷管腳線與腳線、腳線連接線、連接線與爆破母線連好接通。聯線的方法和要求是：

　　⑴ 腳線的連接工可由經過專門訓練的班組長協助爆破工進行。爆破母線連接腳線，檢查線路的通電工作，只準爆破工1人操作。與聯線無關的人員都要撤離到安全地點。

　　⑵ 聯線前必須認真檢查瓦斯濃度、頂板、兩幫、工作面煤壁及支架情況，確認安全方可進行聯線。

　　⑶ 聯線時，聯線人員應把手洗凈擦干，以免增加接頭電阻和影響接頭導通，然后把電雷管腳線解開，刮凈接頭，進行腳線間的扭結連接。腳線連接應按規定的順序從一端向另一端進行。如腳線長度不夠，可用規格相同的腳線作連接線，聯線接頭要用對頭連接，不要用順向連接，不要留有須頭。當炮眼內的腳線長度不夠需接長腳線時，兩根腳線接頭位置必須錯開，并用膠布包好，防止腳線短路和漏電。聯線接頭必須扭緊牢固，并要懸空，不得與任何物體相接觸，如圖3—17所示。

　　⑷ 電雷管腳線間的聯接工作完成以后，再與聯接線連接。

　　⒉ 聯線方式

　　常用聯線方式有串聯、并聯和混聯等。

　　⑴ 串聯。串聯就是依次將相鄰的兩個電雷管的腳線各一根互相連接起來，最后將兩端剩余的兩根腳線接到爆破母線上，再將爆破母線接入電源。這種聯線方式操作簡便，不易漏接或誤接，速度快，便于檢查，通過網路的電流較小，適用于發爆器作電源，使用安全，因此在煤礦井下使用最為普遍。缺點是在串聯網路中有一個電雷管不導通或在一處開路和，全部電雷管將拒爆。在起爆能不足的情況下，由于每個電雷管的感度有所差異往往導致感度高的是雷管先爆，電路被切斷，使感度低的電雷管不爆。

　　⑵ 并聯。將所有電雷管的兩根腳線分別接到網路的兩根母線上，通過母線與電源聯接。在并聯網路中，某個電雷管不導通，其余的電雷管也可以起爆，能夠避免電雷管感度差異造成的丟炮。這種網路雖然總電阻小，要求起爆電源的電壓小，但所需的網路總電流較大。

　　⑶ 混聯。混聯可以分為串并聯和并串聯兩種。當一次起爆炮眼數目較多時，則需采用串并聯或并串聯。串并聯是將電雷管分組，每組串聯接線，然后各組剩余的兩根腳線分別接到爆破母線上。并串聯是將各組電雷管并聯，然后將各組串聯起來。

　　在井下掘進工作中一般很少采用并聯和混聯。當出現全網路不爆時，可采用中間并聯法排除故障。

　　五.爆破

　　⑴ 爆破前，班組長必須親自布置專人，在警戒線和可能進入爆破地點的所有通路上擔任警戒工作。警戒人員必須在安全地點警戒。警戒線處應設置警戒牌、欄桿或拉繩等標志。

　　⑵ 爆破前，班組長必須清點人數，確認無誤后，方準下達起爆命令。

　　⑶ 當班的炮眼必須當班爆破完畢。在特殊情況下，如果當班留下尚未爆破的裝藥炮眼，當班爆破工必須向下一班爆破工在現場交接清情況。

　　⑷ 爆破作業時應嚴格執行“一炮三檢制”和“三人連鎖放炮制”。

　　“一炮三檢制”就是在采掘工作面裝藥前、爆破前和爆破后必須檢查爆破地點附近20m以內風流中瓦斯濃度，若瓦斯濃度達到1%及以上時，嚴禁裝藥爆破。

　　執行“一炮三檢制”的目的是為了加強瓦斯檢查工作，防止漏檢，避免在瓦斯超限的情況下爆破。

　　“三人連鎖放炮制”就是爆破前，爆破工在檢查聯線工人無誤后，將警戒牌交給班組長，由班組長親自派專人警戒，并檢查頂板、支架與工具設備等情況，經清點人數，確認無誤后，將爆破命令牌交給瓦斯檢查員，由瓦斯檢查員檢查瓦斯、煤塵濃度合格后，將自己攜帶的爆破牌交給爆破工，爆破工吹哨后爆破，爆破后三牌各歸原主。

　　“三人連鎖放炮制”實質上是一種責任制，其目的是督促爆破工、瓦斯檢查員和班組長各盡其責，確保爆破工作的安全。如不能有效執行“三人連鎖放煤制”，則可能出現不必要的災害和損失。

　　如某礦開拓大隊早班進行爆破作業，恰逢維修隊人員給該隊工作面延接風水管路，因班長未能清點工作面所有人員，把急于接好管路的維修隊人員王某當場炸死。

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　　第二講 鉆眼操作安全

　　講課人:縱瑞盤

　　培訓時間:2009-2-28 ～2009-3-1星期六、日

　　教學目的：了解風動、電動鑿巖機的工作原理，及其結構，掌握使用鑿巖機的正確使用，及安全注意事項。

　　講課方法：以我區所用鑿巖機為例，結合常見故障及事故案例，分析使用過程中不合理操作方法,及給安全帶來的隱患。

　　講課重點：1.鑿巖機的結構.及日常維護。

　　2.鑿巖機的操作常見故障,及使用中的安全注意事項。

　　㈠鑿巖機的分類

　　鑿巖機的種類很多,按動力分為風動鑿巖機、電動鑿巖機、液壓和內燃鑿機。煤礦井下應用最廣泛和是風動鑿巖機，但近年來液壓鑿巖機發展很快，以其高效、低耗和噪音低等優點受到大家歡迎。

　　風動鑿巖機又分為手持式、氣腿式、伸縮式和導軌式4種，按沖擊頻率可分為低頻鑿巖機、中頻鑿巖機和高頻鑿巖機。國產氣腿鑿巖機，除YTP26等少數為高頻外，均為低、中頻鑿巖機。我礦所用為YT28型高頻鑿巖機。

　　㈡鑿巖機的結構

　　鑿巖機的類型很多，但其主機構造和動作原理大致相同，都具有沖擊及配氣機構、旋轉機構、排粉機構潤滑機構、支承及推進機構。

　　㈢沖擊式鑿巖工具

　　沖擊式鑿巖工具通常稱為釬子，釬子有整體和組合兩種。組合釬子應用廣泛，它由釬頭、釬桿、釬尾和釬肩組成，

　　釬桿斷面為中空六邊形或圓形。整體釬子的釬頭一般為一字形或十字形，鑲硬合金片的釬頭大多為一字形，不鑲硬合金的淬火釬頭大多為十字形。活動釬頭應用最廣，一般都鑲硬合金片。

　　(四)、風動鑿巖機

　　⒈影響風動鑿巖機鉆速的因素

　　影響鑿巖機鉆速的因素很多，主要有巖石性質、鑿巖機的工作條件和炮眼參數等。

　　⑴巖石性質。各類巖石反映鉆具鉆進的難易程度(鉆眼速度)是非常懸殊的。軟的巖石鉆進速度快，硬巖中的鉆進速度很慢。

　　⑵鑿巖機工作條件。鑿巖機的工作條件包括進氣壓力、軸推力和排粉條件等。

　　提高進氣壓力，能增加鑿巖機的沖擊頻率、沖擊速度和扭矩。

　　鑿巖機工作時，機體產生振動，會向后反沖導致鉆速降低。為減小機體反沖，必須對鑿巖機施加一定的軸推力，但軸推力過大，會增加釬子的回轉阻力矩，易使釬刃磨鈍，轉速降低甚至轉不動。

　　及時排除巖粉，才能有效地鉆進。國產風動鑿巖機都裝有軸向供水系統，水壓應比壓氣壓力低一個大氣壓左右，否則水會滲入鑿巖機內，洗掉潤滑油，易使零件生銹。排水量要適當，過大或過小都不利于有效鉆進。

　　⑶炮眼參數。炮眼直徑和炮眼深度影響鉆眼速度。炮眼愈深，釬桿慣性愈大，彎曲變形愈大，沖擊能量傳遞效率越低，因而鉆速就越低。如果采用一根釬子鉆眼，每增加1m炮眼深度，鉆速約降低4%～10%。

　　⒉風動鑿巖機操作安全注意事項

　　⒈) 鉆眼前的準備工作。

　　⑴檢查鑿巖機、鉆架是否完好，風、水管是否完好暢通，風、水門是否跑風漏水，連接頭是否牢固，鑿巖機零件是否完好齊全，螺絲是否堅固，并注油試運轉。

　　⑵檢查所用鉆桿是否彎曲，中孔是否堵堵塞，釬尾是否完好，釬頭是否能安上。

　　⑶準備齊全需用的鉆桿、鉆頭。

　　⑷檢查工作面的安全狀況是否良好。處理頂幫浮巖活石，整修加固工作面的臨時支護，以保證工作面安全作業。

　　⒉) 鉆眼安全注意事項。

　　⑴鉆眼必須按中、腰線及作業規程中爆破圖表進行，畫好輪廓及眼位，并按規定的眼位、方向、角度和深度鉆眼。

　　⑵開鉆時，應把鑿巖機操作閥開到輕運轉位置，待眼位固定，并鉆進20～30㎜后，再開到中運轉位置鉆進，鉆進50㎜鉆頭不至脫離眼口時，再全速鉆進。

　　⑶為避免斷釬傷人，鉆眼工要精神集中，時刻注意鉆進進情況。禁止騎鉆作業。多臺作業，禁止交叉鉆眼，禁止鉆前鉆桿下有人。

　　⑷鉆眼時，鑿巖時，鑿巖機、鉆桿與鉆眼方向要保持一致。推力要均勻適量，不要過大，下扎眼要適當提鉆減壓，以防夾鉆斷桿。

　　⑸鑿巖機鉆眼過程中，要經常檢查風水管接頭是否牢固，有無脫扣現象，如連接不好應停鉆處理后再作業。

　　⑹鉆桿與鉆頭連接要牢固，鉆眼過程中，發現合金片脫落，必須及時換鉆頭。

　　⑺嚴禁在殘眼內繼續鉆眼。

　　⑻鉆眼過程中，如發現巖層出水、瓦斯涌出異常現象時，要停止鉆眼并不得拔出鉆桿，迅速匯報礦調度室。

　　⑼鉆完眼后，應將鉆眼工具、設備等全部撤到安全地點存放。

　　⒊鑿巖作業常見事故的預防和處理

　　⒈)卡釬、斷釬事故。

　　⑴操作技術方面。操作人員精力不集中，鉆眼時鑿巖機、釬桿左右搖擺，鉆架忽起忽落，使釬桿在鉆孔內彎曲扭別，造成炮眼不直，強行推進造成卡釬或把釬桿彎斷。防止方法是提高鉆眼技術，保持鉆架穩定，使釬子平直地鉆進。

　　⑵巖石性質方面。在堅硬多裂縫的巖石中，如果采用一字形合金釬頭鉆眼，鑿刃容易打到裂縫中去，釬頭就被夾住，鑿巖機繼續沖擊就容易發生斷釬事故。防止的方法是在堅硬裂縫的巖石中采用十字形合金釬頭鉆眼，以減少卡釬頭、斷釬子事故。在軟巖石中鉆眼時，由于軸推力過大，排粉不暢，也易造成卡釬事故，應適當調整軸推力。

　　⑶釬桿質量方面。釬桿質量不合格或釬桿使用過久造成疲勞損壞。防止的方法是加強質量驗收管理，鉆眼時使用舊釬子應警惕，發現釬子中心孔不正，偏離中心軸線，造成危險斷面時應立即撿出，不準使用。

　　斷釬子往往能造成人員傷害事故，因此，應加強作業人員的技術

　　技術培訓和安全意識教育，杜絕該類事故的發生。

　　⒉ )掉釬頭

　　⑴釬頭與釬桿連接處加工不符合要求，接觸不嚴。防止的方法是嚴格檢查釬頭與釬桿連接尺寸。

　　⑵釬桿與釬頭連接處斷裂。防止方法是使用前注意釬桿連接尺寸及外觀，安釬頭前要把釬頭和釬桿的錐形部分擦干凈，涂上黃油，然后套上釬頭，在枕木上墩緊，不能在鐵軌上或石塊上墩，以免損壞合金鋼片。卸釬頭時不能用大錘敲打。

　　⒊) 不排粉

　　釬頭出水孔或釬桿中心孔堵塞。防止方法是發現停水時應立即停止鉆進，遇有軟巖時適當降低推進速度，加大供水量或增加強力吹洗。

　　一、 煤電鉆鉆眼操作安全

　　(一) 煤電鉆

　　煤電鉆是旋轉式鉆眼設備，主要由電動機、減速器和開關三部分組成。電動機產生動力帶動鉆桿旋轉，減速器把電動機的旋轉速度減慢，開關直接操縱電動機的開動和停止，如圖3-4所示。

　　煤電鉆的質量、扭矩和功率較小，適用于在煤層和f≦4～6的巖石中鉆眼，在f﹤3的煤巖中鉆眼時，可以手持推進。

　　(二) 鉆眼工具

　　煤電鉆使用的鉆桿為螺旋形麻花鉆桿，鉆桿斷面為菱形或矩形，菱形鉆桿強度大但排粉能力低，適用于硬煤或軟煤中鉆眼，矩形斷面鉆桿強度較小，但排粉能力大，適用于一般煤層鉆眼。當采用中孔供水濕式煤電鉆時，要選用空心麻花鉆桿和空心鉆頭。

　　鉆頭由鉆刃、鉆翼及鉆尾3部分組成。煤鉆頭的特點是鉆翼長、翼口直徑大、刃角小(60°～65°)，兩翼間留有較寬的開口。煤巖鉆頭的鉆翼短，翼口直徑小，刃角大(65°～70°)。

　　(三) 煤電鉆操作安全注意事項

　　⑴使用煤電鉆前必須進行全面檢查。檢查電纜是否完好，外殼螺絲和彈簧墊是否齊全和扣緊，旋轉方向是否正確，風扇轉動有無障礙，鉆桿是否彎曲，鉆頭是否鋒利等，確認無問題后方可使用。

　　⑵必須輕拿輕放，不得任意拉拖、亂扔。搬運時要提手把，不準拉著電纜讓電纜電鉆在地上拖來拖去。絕緣手把和后蓋要完整齊全。

　　⑶操作時只準一人推進，用力要均勻，不準上下左右擺動和用力過猛。要勤掏煤粉，當外殼發熱到燙手時，必須停止工作，進行冷卻。

　　⑷鉆眼打完，要先將鉆桿拉出，然后停止轉動，電鉆用完后，必須切斷電源，放在安全、干燥、通風良好的地方，盤好電纜并懸掛起來。

　　⑸使用時必須設有檢漏、短路、過負荷、遠距離啟動和停止煤電鉆的綜合保護裝置。

　　⑹所用電纜應有足夠的長度，以免鉆眼時拉開接頭，產生火花，引起瓦斯和煤塵爆炸。

　　二、 風鎬使用安全

　　風鎬的主要用途是在井筒和巷道掘、砌時的輔助鑿巖工具，如開幫、挑頂、挖掘底槽、水溝、破碎大塊矸石等。有時也作為主要挖掘設備，如凍結施工的井筒挖掘、穿過危險地段不準鉆眼爆破掘進時等。

　　風鎬的直接破巖工具是鎬釬，其長短應根據破巖對象而定。破碎軟而有裂縫的巖層時，其長度為300～400㎜;破碎較堅韌巖層時，長度為150～300㎜。

　　使用風鎬時應注意以下安全事項：

　　⑴鎬釬尾部與缸套固定配合必須適當，以防偏斜和卡死。

　　⑵風鎬應按時檢修、涂油，及時更換損壞的零件。

　　⑶工作時，應保持正常風壓，連接風管前應先排除風管中的污物、污水。風鎬濾風網應及時清理，不得隨意取掉不用。

　　⑷若風鎬卡在巖縫中，不可猛力搖動風鎬，以免鎬筒和連接套螺紋受損。

　　⑸風鎬在使用中，不準用硬物敲、砸及摔碰等。

　　⑹現場拆卸下來的風鎬零件應妥善保管。風鎬用完后應擦凈涂油存放在安全地點，長期不用的風鎬應檢修后入庫。

　　開拓區全員職工培訓教案

　　第三講 巷道頂板事故及防治

　　講課人:縱瑞盤

　　培訓時間:2009-3-7～8 星期六、日

　　教學目的：掌握巷道頂板冒落類型及其防治辦法。減少和杜絕事故發生。

　　講課方法：理論學習與現場施工實際結合

　　講課重點：巷道頂板事故的防治。

　　一、巷道頂板事故的類型

　　⒈頂板冒落的基本形式

　　按事故地點頂板的冒落形狀與冒落規律來劃分，頂板冒落的主要形式為：

　　(1) 頂板規則冒落。這類頂板冒落的特點是：頂板冒落后冒落面比較規整、圓滑如圖所示，冒落形狀一般呈扁橢圓或豎橢圓狀。冒落高度變化于0.4～4m之間。巷道兩幫圍巖的破壞角為60°～70°。

　　(2) 這類事故一般發生在泥巖、砂巖頁 巖或含有泥質夾層等的松軟巖層。當巷道掘進通過這類頂板巖層時，由于這類巖層強度低、分層厚度小，自持能力弱，往往在巷道端頭空頂面積大或爆破震動時引起冒落。

　　(3) 層狀頂板裂斷冒落。這類頂板冒落的特點是：當巷道寬度較大(如大斷面巷道、交叉點等)，頂板巖層分層厚度較小時，在自重的作用下，層狀頂板巖層端部產生裂斷引起冒落，如圖4-25所示。冒落線基本上是在巷道兩幫上部。如果巷道兩側煤巖體塑性破壞比較嚴重，且承載能力很低時，層狀頂板巖層端部裂斷線也有可能進入到兩側煤巖內部。

　　(4) 頂板不規則冒落。這類頂板冒落的特點是：冒落空洞形狀不規則，有三角形冒落、梯形冒落等，如圖4-26所示。尤其是當巷道穿越斷層等構造破碎帶、或巷道頂板巖層受到交錯裂隙切割時，會出現危巖抽冒現象(圖4—26中a和b)。冒落空洞大小取決于巷道頂板巖層強度，以及受節理裂隙切割情況。

　　這類冒落多發生在斷層等地質構造帶。當巷道掘進至該地段時，由于斷層帶已破碎，頂板平衡狀態遇到破壞，穩定性很差。一旦暴露出來，如不及時支護或支護不得力，則破碎頂板很快會發展到冒落。另外，在巷道交岔點處如果節理裂隙比較發育，特別是當節理裂隙斜面指向交岔點時，很容易形成危巖冒落區。

　　⒉巷道頂板事故的基本類型

　　(1) 按造成頂板事故的地質因素劃分，主要有以下5種類型：

　　① 巷道圍巖松軟或極易風化，穩定性差。

　　② 巷道通過斷層、褶曲等構造變動劇烈地帶。由于該地帶煤巖層受到強大構造應力的作用，巖層內產生大量剪切裂隙，比較破碎。

　　③ 巷道穿過巖性突變地帶時，在其交界處容易出現巖棱、傘檐等，掘進過程中引起塌冒。

　　④ 由于采深大，巷道圍巖受到高應力作用，巷道掘進過程中產生煤、瓦斯突出以及巖爆現象等。

　　⑤ 地下水侵入，巷道圍巖的強度明顯削弱，穩定性大幅度降低。

　　(2) 按造成事故的巖石冒落形式劃分，有以下3種類型：

　　① 無支護墜落。巷道掘進中空頂后沒有及時支護，造成空頂范圍內頂板危巖在自重作用下冒落。

　　② 壓垮型。壓垮型冒頂是因巷道頂板或圍巖施加給支架的壓力過大，損壞了支架，導致巷道頂部的巖塊冒落，從而形成事故。當巷道過陷落柱，或者貫穿老巷，或者掘進中下分層順槽時，巷道位于上部冒落矸石沒有壓實，成松散塊粒狀的部位時，大范圍巖層的下沉動力給支架產生沖擊載荷。由于一般支架的承載能力不能承受頂板產生的沖擊力而被壓折引起的冒頂。

　　③ 推垮型。在斜巷掘進中，由于頂板巖層沿層面方向的約束條件受到破壞，巷道上部巖層在自重作用下產生沿層面方向的下滑力，當頂板巖層范圍較大，下滑力超出一定范圍時，支架因不能承受這一側向力作用而被推垮。

　　二、巷道頂板事故發生的原因及預防措施

　　⒈掘進工作面冒頂事故的原因及防治措施

　　掘進工作面冒頂的原因有兩類：第一，掘進破巖后，頂部存在將與巖體失去聯系的巖塊，如果支護不及時，該巖塊可能與巖體完全失去聯系而冒落;第二，掘進工作面附近已支護部分的頂部存在與巖體失去聯系的巖塊，旦支護失效，就會冒落造成事故。

　　在斷層、褶曲等地質構造破碎帶掘進巷道時頂部浮石的冒落，在層理裂隙發育的巖層中掘進巷道時頂板冒落等，都屬于第一類型的冒頂。因放炮不慎崩倒附近支架而導致的冒頂，因接頂不嚴實而導致巖塊砸壞支架的冒頂則屬于第二種類型的冒頂。此外，兩種類型的冒頂可能同時發生，如掘進工作面無支護，部分片幫冒頂推倒附近支架導致更大范圍的冒頂。

　　預防掘進工作面冒頂事故的措施如下：

　　(1) 掘進工作面要嚴格控制頂距。當掘進工作面遇到斷層褶曲等地質構造帶或層理裂隙發育的巖層時，棚子應緊靠掘進工作面，并縮小棚距，在掘進工作面附近應采用撐木、拉桿把棚子連成一體，防止棚子被推垮，必要時還要打中柱;錨桿支護應有特殊措施。

　　(2) 嚴格執行敲幫問頂制度危石必須挑下，無法挑下時應采取臨時支撐措施，嚴禁空頂作業。

　　(3) 采用前探梁金屬支架等臨時支護措施，使工人在有頂板有防護的條件下作業，防止冒頂傷人。

　　(4) 根據頂板條件變化，采取相應的支護形式，并應保證支護質量，架棚支護冒頂區及破碎帶必須背嚴接實，必要時要掛網防止漏空。

　　(5) 掘進工作面炮眼布置及裝藥時必須與巖石性質、支架及掘進工作面距離相適應，以防止因放炮而崩倒棚子。

　　⒉巷道交岔點處冒頂事故的原因及預防措施

　　巷道交岔點冒頂事故往往發生在巷道開口的時候，因為交岔點位置處在原巷道應力重新分布后的支承應力區，受力復雜，同時，如果開口處頂部存在與巖體失去聯系的巖塊，則可能在掘進時就發生冒頂。

　　預防交岔點冒頂的措施如下：

　　(1) 開口應避開原來巷道冒頂的范圍。

　　(2) 交岔點抬棚的架設應有足夠的強度，并與鄰近支架連接成一個整體。開口處巖尖被壓壞時，應及時采取加強抬棚穩定性的措施。

　　(3) 交岔點錨噴支護時，使用加長或全長錨固式錨桿。

　　(4) 全錨支護的采區巷道，交岔點應縮小錨桿間距，并使用小孔徑錨索補強。

　　⒊壓垮型冒頂的原因及預防措施

　　巷道支架所受壓力的大小，與圍巖受力后所處的力學狀態關系極大。若圍巖受力后仍處于彈性狀態，本身承載能力大而且變形小，巷道支架感受不到多大的壓力，當然也不會被損壞。如果圍巖受力后處于塑性狀態，本身有一定的承載能力時也會向巷道空間伸展，巷道支架就會感受到較大的壓力，若巷道支架的支撐力或可縮性不足，就可能被 壓壞。當圍巖受力后呈破碎狀態，本身無承載能力，并且大量向巷道空間伸展，這時巷道支架就會受到強大的壓力，很難不被損壞。

　　巷道圍巖受力所處的力學狀態，由兩方面因素決定，一是巖體本身的強度以及受到層理裂隙等構造破壞的情況，另一個是所受力的大小。巷道圍巖受力的大小，也有兩方面因素，一是由巷道所處位置決定的自重應力和構造應力，另一個是由采掘引起的支承應力。

　　根據壓垮型冒頂的原因，可以采取下列防治措施：

　　(1) 巷道應布置在穩定的巖體中，并盡量避免采動的不利影響。采區回采巷道雙巷掘進時，護巷煤柱的寬度應視其圍巖的穩定程度而定，圍巖穩定時，護巷煤柱的寬度不得小于15m，中等穩定時應不小于20m軟弱時應不小于30m。不用護巷煤柱時，最好是待相鄰區段采動穩定后再沿空掘巷。

　　(2) 巷道支架應有足夠的支撐強度以抵抗圍巖壓力。

　　(3) 巷道支架所能承受的變形量，應與巷道使用期間圍巖可能的變形量相適應。

　　(4) 盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架選型時，盡可能采用具有初撐力的支架。支架施工時要嚴格按工程質量要求進行，并特別注意頂與幫的背嚴背實問題，杜絕支架與圍巖間的空頂與空幫現象。

　　⒋漏垮型冒頂的原因及預防措施

　　漏垮型冒頂是因無支護巷道或支護失效，巷道頂部存在游離巖塊，這些巖塊在重力作用下冒落，形成事故。

　　預防漏垮型冒頂的措施如下：

　　(1) 掘進工作面放炮后應立即進行臨時支護，嚴禁空頂作業。

　　(2) 凡因支護失效而空頂的地點，重新支護時應先護頂，再施工。

　　(3) 巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆舊支架。

　　(4) 錨桿支護巷道應及時施工;施工前應先清除危石，成巷后要定期檢查危石并及時處理。

　　⒌推垮型冒頂的原因及預防措施

　　推垮型冒頂是因為巷道頂幫破碎巖石，在其運動過程中存在平行巷道軸線的分力，如果這部分巷道支架的穩定性不夠，可能被推倒而冒頂，從而造成事故。

　　預防推垮型冒頂的主要措施是提高支架的穩定性，可以在巷道的支架之間用撐木或拉桿連接固定，增加支架的穩定性，以防推倒。在傾斜巷道中架設支架應有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道軸線方向的分力。

　　三、巷道頂板管理的措施

　　從頂板事故類型及原因中可以看出，巷道常見頂板事故除了施工質量管理要求不嚴外，主要還有以下兩方面的原因：

　　第一， 對巷道掘進中圍巖穩定狀況及運動發展情況不清楚;

　　第二， 缺乏針對性防范措施，支護方式選擇不當、支架承載能力不能有效發揮、支架穩定性差等。

　　因此，為了降低巷道掘進與維護時的頂板事故，在防治措施方面應包括以下3方面內容：合理選擇巷道掘進位置與時間;及時觀察巷道掘進中圍巖穩定情況;對具體條件巷道合理選擇支護方式，采取針對性措施。

　　⒈掘進巷道過斷層等構造變化帶時的安全措施

　　掘進巷道在通過斷層、褶曲等構造變動劇烈、圍巖松軟、節理裂隙發育地帶以及頂板巖性突變地帶時，由于圍巖強度低、穩定性差、幫頂壓力大，在安全技術方面應做好以下9方面工作：

　　(1) 加強巷道掘進地段的地質調查工作，根據所掌握的地質資料，及時制定具體的施工方法與安全措施。

　　(2) 巷道在破碎帶中掘進，應做到一次成巷，盡可能縮短圍 巖暴露時間，減少頂板出露后的撓曲離層，提高頂板穩定性。

　　(3) 施工中嚴格執行操作規程、交接班和安全檢查制度。隨時注意觀察圍巖穩定性狀況的變化，及時掌握斷層等構造帶出露時間。一旦發現異兆要及時處理，防患于未然。

　　(4) 掘進工作面臨近斷層或穿斷層帶時，巷道支護應盡量采用砌碹或U形鋼可縮性支架支護，棚距要縮小。

　　(5) 減少爆破裝藥量，降低爆破對斷層帶附近破碎頂板的震動。

　　(6) 縮小空頂距離，及時架設臨時支架，永久支架要跟上，滯后距離不得大于2～4m。

　　(7) 巷道支架背板要嚴實，一方面提高支架對圍巖的支護能力，另一方面防止掘進中漏頂或漏幫 。

　　(8) 當斷層帶處頂板特別松軟、破碎時，要采用前探梁支護的辦法管理端面不穩定頂板。

　　(9) 在頂板巖性突變地段，要及時打點柱支護突變帶頂板。

　　⒉在松軟膨脹性巖層或破碎煤體中掘進時的安全措施

　　松軟膨脹巖體一般指黏土巖、泥巖等松軟巖體，它們具有“松、弱、軟、散”的特點，即強度低、遇水極易崩解與膨脹、變形劇烈。結構松散，穩定性與膠結性都差，很容易在空頂時發生規則垮落。在這類巖層中掘進巷道時，應盡可能采用使圍巖暴露面積小，暴露時間短的施工方法，支架應能及時有效地支護頂板。

　　⒊新掘巷道應制定的開口安全措施

　　(1) 開掘地點要選在頂板穩定，支護完好并且避開地質構造區、壓力集中區、頂板冒落區。

　　(2) 新掘巷道與原有巷道的方位要保持較大的夾角。(最好大于45度)。

　　(3) 必須加固好開掘處及其附近的巷道支架，若近處有空頂空幫情況，小范圍的可加密支架，背好幫頂;大范圍的應用木垛接頂接頂處理，同樣用背板背好打緊。對將受施工影響的棚子進行加固，其方法有挑棚、打點柱、設木垛等。

　　(4) 新巷開掘施工，要淺打眼、少裝藥、放小炮，或用手鎬挖掘的方法，盡量避免震動圍巖或放炮引起冒頂。

　　(5) 新巷開掘處要及時進行支護，盡量縮短頂板暴露時間和減小暴露面積。若壓力增大，則應及時采用適合現場情況的特殊支護。

　　4.沿空掘巷頂板破碎時的頂板管理措施

　　(1) 避開動壓影響。巷道施工必須在上區段回采結束，待巖層活動完全穩定后進。行。

　　(2) 盡量減小掘進時的空頂面積。放炮前支架緊跟到工作面，放炮后及時架設支架。要減少裝藥量，避免對頂板的震動。如果放炮難以控制和管理頂板，改用手鎬方法掘進。

　　(3) 巷道支架要加密，同時將下幫腿與底板的夾角縮小，將頂幫用木板等背嚴接實。

　　(4) 擦邊掘進時，如遇上區段巷道的棚腿外露時，其下幫棚腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到擋矸作用。

　　5.有淋水的工作面頂板管理措施

　　掘進工作面淋水時， 要通過水文地質工作，弄清水的來源，掌握水量的變化。再根據實際條件分別采用預注漿封水、快硬砂漿堵水、截水槽或截水棚截水等方法將水引離工作面。頂板水不大時，用壓風邊吹邊噴砂漿止水。有淋水的地段，要加大支架密度，背嚴幫頂，提高支架的穩定性，防止冒頂事故的發生。

　　四、巷道頂板事故的處理

　　巷道頂板事故形式多種多樣，發生的條件也各不相同，但它們在某些方面存在著共同點。根據這些事故發生的原因與條件，可以制定出防范頂板事故發生的措施。

　　(一)巷道冒頂事故的處理方法

　　1.巷道發生局部冒頂事故的處理方法

　　(1)先加固好冒落區前后的完好支架。使用棚子支護的，應根據圍巖壓力大小加密棚距，把棚子扶穩。棚子之間要安好拉桿等，使支架形成一個整體，棚子頂幫要背嚴接實。

　　(2)及時封頂，控制冒頂范圍的擴大。一般是采用架設木垛的方法處理。人員站在安全地點，用長桿將冒落的頂部活石找掉。在沒有冒落危險的情況下，抓緊時間架好支架，排好護頂木垛，一直到冒落頂最高點將頂托住。

　　(3)巖石巷道采用錨噴支護處理冒頂區。具有錨噴支護條件時，應優先考慮采用錨噴處理冒頂區。

　　首先將冒落區頂幫活石搗掉，噴射人員站在安全一側向冒頂區噴射一層30—50mm厚的混凝土層，先封固頂，然后再封兩幫。

　　初噴的混凝土凝固后再打錨桿，并掛網復噴。

　　冒頂處理完，如按要求進行砌碹。為保護碹頂，要在碹頂上充填0.5m左右厚的矸石作為緩沖層。也可以架設金屬支架，背嚴幫頂，四周可充填一層矸石，支架間安設拉桿，使棚子之間連成整體，提高穩定性。

　　2.冒頂范圍較大時的處理方法

　　(1)小斷面快速修復法。冒頂范圍大，影響通風或有人被堵在里面時可用此法治。即先架設比原來巷道規格小的得多的臨時支架，使巷道能暫時恢復使用，等清理完煤矸石后，就可以架設永久支架。對冒頂部分的處理是：采用撞楔法把冒落矸石控制住，如圖4—27所示。等頂板不再冒落時，從巷道兩側清除矸石，且邊清除邊管理兩幫，防止煤矸流入巷道。頂幫維護好后，就可以架設永久支架。

　　(2)一次成巷修復法。冒落范圍大的次要巷道和修復時間長短對生產影響不大時適用此法修理時，可根據原有巷道規格，采用撞楔法一次成巷，如圖4—28所示。撞楔間用木板插嚴，支架兩幫也應背嚴。撞楔以上必須有較厚的矸石層，如果太薄，還應在冒頂空洞見風使舵堆塞厚度不少于0.5m的木料或矸石，梁與撞楔之間要背實。處理冒頂和架設支架整個過程中，應有人專門觀察頂板。

　　(3)木垛法。木垛法是一種常見的方法，如巷道冒頂高度在5m以內，冒落長度在10m以上，冒落空間以上巖石基本穩定，就可以將冒落的巖石清除一部分，使之形成自然堆積坡度，留出工作人員上、下及運料的空間并能保證通風，然后從兩邊在冒落的煤矸上相向架木垛，直接支撐頂板。

　　(4)打繞道法。如果冒頂長度大，不易處理以及冒頂堵人時，可打繞道。繞過冒落區后去救被堵人員，或繞過冒落區再轉入正常掘進。

　　(二)巷道片幫事故的處理方法

　　1.木垛法

　　當棚腿被擠斷，巖壁片幫，且片幫暫時停止下來時，可用木垛法處理片幫。先在靠片幫一側的頂梁下打上一根頂梁柱，然后撤腿、拆幫清矸，用木料架木垛到冒落的幫頂，再用背板、笆片背好后撤去頂柱。

　　施工時應注意稍有冒頂處的頂板維護，防止片幫擴大造成冒頂。頂柱也應落在實底上并打牢，幾根頂柱應連成一體，防止下沉及不小心碰倒，造成冒頂或傷人。

　　2.撞楔法

　　巷道一側片幫很嚴重，撤掉壓壞柱腿時煤巖會流出，并且繼續擴大，可用撞楔法處理。在片幫地點選擇完好的柱腿，打上1.2---1.5m的斜撞楔。在撞楔的掩護下，挖柱窩打頂柱，換好新柱腿，支架頂幫要背嚴。依次向前，直到全部修好片幫區，最后清出煤矸，撤頂柱。

　　施工時，除應注意采用木垛法的注意事項外，還必須注意打撞楔的柱腿應堅實、牢固，必要時應下底梁或架對棚等。

　　(三)巷道底臌的處理方法

　　在松軟破碎或塑性膨脹的巖層中掘進巷道，由于地下水和各種壓力的作用，使巷道產生底臌。

　　嚴重的底臌能使巷道變形破壞、斷面縮小，支架折斷、損壞，影響運輸、通風、排水，直接影響生產，危害及大。巷道的底臌可以采取以下方法進行處理。

　　1.在底臌不很嚴重并可以使用可縮性支架的巷道，可在架棚前先臥底挖槽，鋪設底梁，底梁下剎滿背板，再架設上部支架，構成閉合型支架，然后回填鋪軌。

　　2.碹底砌反拱

　　采用砌碹支護，當底膨嚴重時，可以實行短段掘砌、砌碹支護前，先臥底挖槽砌反拱，然后再砌上部碹體，形成閉合型碹體。反拱的形狀有半圓形、圓弧形、三心拱形。由于采用短段掘砌，必須注意接茬質量，而且必須使用料石或混凝土預制碹塊，以適應早期承壓的特點。

　　3.卸壓加固法

　　在底臌最嚴重的地段，先剝出1m深的巖石，然后進行鉆孔(孔深2.5m)間隔裝藥爆破，松動底板。過一段時間以后，往沒有爆破的孔內注漿，用以加固底板。

　　4.臥底清理

　　把臌起的巖石采用爆破的方法挖掉，恢復原來巷道高度。這種方法費式費時，影響正常施工，也不能根治底臌，一般難以一次完成，需要多次臥底才能使底板穩定下來。臥底時注意不要使原有的支架或碹基礎“露腳”。

　　5.打底板、底腳錨桿

　　在巷道底板的兩側或在巷道的兩底腳采用錨梁加固，能有效地減少底臌的變形。

　　開拓區全員職工培訓教案

　　第四講 巷 道 礦 壓

　　講課人:縱瑞盤

　　培訓時間:2009-3-14～15 星期六、日

　　教學目的：了解巷道礦壓及其形成，防治。

　　講課方法：理論學習與現場施工實際結合

　　講課重點：巷 道 礦 壓。

　　一、巷道礦壓及其形成

　　地下巖體在采動前，由于自重的作用在其內部引起的應力，通常稱為原巖力。開采前的巖休處于相對靜止狀態，所以原巖體處于應力平衡狀態。井下采掘活動破壞了原巖應力的平衡狀態，引起巖體內部的應力重新分布過程中促使圍巖產生運動，從而導致圍巖發生變形、斷裂、位移、直至垮落。這種由于進行采掘活動而在采掘空間周圍巖體中及支護物上的壓力叫礦山壓力，簡稱礦壓。

　　在礦山壓力作用下，圍巖及支護物會產生一系列現象，如頂板下沉、冒頂、片幫、底臌、煤與瓦斯突出、沖擊地壓，支架壓縮、變形、折斷，地表發生移動、塌陷等。這種在礦山壓力作用下圍巖和支護物上產生的一系列現象叫礦山壓力顯現，簡稱礦壓顯現。

　　1.頂板的形成

　　掘進巷道后，暴露出來的頂板形成一個巖梁。由于巖梁上部巖層和巖梁自重的作用，必然使其產生彎曲，這種彎曲往往在巷道中間較大，在巷道兩幫較小;頂板以及距頂板較近的上部巖層彎曲大，距頂板較遠的上部巖層彎曲小，由于彎曲，巖層下部就會產生拉力，巖石抵抗拉力的能力又很小，所以在彎曲大的部分就會出現裂隙。又由于距頂板較近的上部巖層彎曲大，距頂板較遠的上部巖層彎曲小,上下巖層之間也會出現裂縫，叫做離層，此時，如巷道無支架支撐,裂隙和離層繼續發展,最后頂板就會冒落。一般說來，巷道頂板是受水平拉力的作用，由于巖石抗拉強度很低，很容易超過其強度，頂板巖石就開始冒落，范圍也不斷向上發展，最后形成自然平衡拱。如果巷道開掘后立即支護，支架就以其本身的承載力阻止或減小巖石變形和移動。這部分巖石壓在支架上的力，就叫頂壓。

　　當巷道兩幫巖石松軟，受壓后產生片幫或破碎，不能支撐頂板壓力時，即相當于巷道寬度加大了。由于巷道寬度加大，拱的高度也會加大，拱內破碎的巖石就多，所以作用在支架上的頂壓就大。

　　頂壓的大小決定于冒落拱的形狀和大小，而拱的大小同頂板巖石性質和巷道寬度有關。在松軟巖層中平衡拱一般為拋物線形;在堅硬有層理的巖石中，平衡拱一般近似三角形;在中硬巖石中，平衡拱介于上述二者之間。

　　⒉側壓的形成

　　側壓是指巷道兩幫對支架的壓力，它是由于兩幫巖石或煤向巷道內擠壓而形成的。

　　巷道開掘后，在巷道的兩幫形成支承壓力，兩幫巖石承受的支承壓力超過本身強度時，就會向巷道中間擠出。這種變形使巷道兩幫逐漸移近，如果巷道兩幫不支護或支護壁后的充填不密實。使變形得不到控制，繼續發展下去就會造成片幫。片幫后，新暴露出來的兩幫會繼續向巷道中間擠出，即繼續片幫，此時，巷道壓力會急速增加。如果巷道使用不能壓縮的剛性支架，例如料石砌碹、鋼筋混凝土棚子等來控制巷道兩幫移近，在變形不嚴重時，這類支架可以取得較好的效果;而當側壓超過棚腿或砌墻被破壞。

　　巷道側壓的大小與兩幫巖石性質及所承受的支承壓力的大小有關。巷道所處深度越大，在巷道兩幫所產生的支承壓力就越大，兩幫巖石破壞就越嚴重，作用在支架上的壓力也就越大。而兩幫巖石較軟或穩定性較差時，遭受破壞就較嚴重，作用在支架上的壓力也就越大。在采區巷道中，當兩幫煤壁松軟時，如果不進行支護或支護強度不夠大，則兩幫煤壁的移近量會很大。因此，在采區巷道支護中，特別是錨桿支護的巷道，尤其要重視對兩幫的支護。

　　為了抵抗側壓，要求棚式支護的棚腿要有岔腳。岔腳就是梁腿親口向下的垂直線到腿窩邊的水平距離，如圖4—17所示，岔腳一般取棚腿長度(L)的1/4～1/5。

　　⒊底壓的形成

　　在巷道側壓的作用下，底板內部將會產生側壓力，并產生向上的底壓，使底板臌起、離層、彎曲或破壞。有的巖石如凝灰巖、黏土質巖石，當巷道有積水，或巷道空氣潮濕時，會使巖石吸水膨脹面底臌產生底壓。

　　對于底板來說，除了底板巖層本身的重量是阻止底板向上膨起的力量外，往往不設支架底梁去阻止底膨。所以有時底板向上膨起要比底板下沉、兩幫移近容易得多，也重得多。

　　巷道底膨的破壞作用很大，主要表現在減少巷道的實際斷層，造成通風、行人和運輸困難，以致影響安全。底膨破壞了底板的完整性，擠碎了底板，使支架兩幫的柱腿容易插入底板、減少了支架能力，使頂板下沉、破碎，從而給巷道維護帶來困難。底膨會破壞、運輸機、水溝等巷道設施，影響生產。

　　4.斜巷礦壓的形成及特點

　　在平巷里，頂壓的方向是重力線方向，是垂直于巷道的頂板的。在傾斜巷道內卻不同，頂壓雖然是重力線方向，但頂壓(P)可分解為兩個方向的壓力，一個是垂直于頂板的垂直壓力(N)，另一個是平行于頂板的傾斜壓力，即下推力(H)。

　　斜巷的支架即要承受垂直壓力，又要承受下推力。因此，斜巷的支架就不能按垂直于巷道頂、底板方向去架設，而必須向上迎一個角度，我們把棚腿中心線與頂底板垂線之間的夾角，叫做迎山角.支架迎山角是為了克服下推力,防止支架向下傾倒的措施之一。

　　支架的迎山角(β)是按照巷道傾角(α)來計算的,一般迎山角等于傾角的1/6～1/8,即β=(1/6～1/8) α， 例如巷道傾角為30°則迎山角為5°～4°。迎山角過大、過小都會降低支架的支撐能力。迎山角過大叫過山，迎山角給反了叫退山，都是不允許的。

　　當巷道傾角大于45°以及巷道傾角(α)超過底板巖石的自然安息角時，底板巖石有可能下滑，則巷道底板也要進行支護。

　　二、影響巷道礦壓的因素

　　巷道礦壓的大小，主要受巷道所處深度、巷道斷面大小、地質構造、圍巖性質等因素的影響。

　　1、深度的影響。巷道所處深度大時，上覆巖層質量大，直接影響到巷道圍巖中原巖應力的大小。淺部巷道的壓力主要表現在頂板，深部巷道的壓力來自四周，而且容易出現底臌現象，有的巷道還有巖石沖擊現象。

　　2、巷道斷面與支護形式。不同的巷道斷面形狀與大小，以及采取不同的支護方式，直接影響巷道圍巖應力狀態及穩定狀況。采用錨桿支護的巷道圍巖應力狀況優于架棚、砌碹等支護的巷道。而大斷面的巷道受力在同等條件下比小斷面巷道要大。

　　3、地質構造的影響。在向斜軸、背斜軸、斷層附近等構造處應力集中、地壓較大，平行于這些構造走向的巷道更難維護。

　　4、圍巖性質的影響。圍巖強度的大小及穩定程度是影響巷道礦壓的主要因素。巖石堅硬、穩定，則產生的礦壓小;巖石松軟破碎、不穩定，則產生的礦壓大。

　　5、巷道相對開采煤層與回采工作面的位置，巷道與采煤工作面所處位置的關系直接影響著巷道受采動影響的程度。

　　此外，在掘進過程中，如果受到水的影響，則巖石強度會降低，圍巖維護難度加大，應特別加強工作面頂板管理工作。

　　三、沖擊地壓

　　沖擊地壓是井巷或采煤工作面的煤巖體，由于變形能的釋放而產生的一種以突然、急劇、猛烈的破壞為特征的動力現象，是礦山壓力的一種特殊顯現形式。簡單地講，沖擊地壓就是井下煤巖體突然的、爆炸式的破壞。沖擊地壓發生時經常伴隨著巨大的聲響和強烈的震動，因此又被稱為“煤炮”、“巖爆”、“板炮”等。

　　1、沖擊地壓顯現的特征

　　突然爆發，一般沒有明顯的宏觀征兆，事先難以準確確定發生的時間、地點和強度。

　　發生時，聲響巨大，發生過程短暫而急劇，并有強烈的震動。這種震動在地面直徑5～10km范圍內一般能感受到。

　　破壞性大，沖擊地壓有時導致頂板顯著下沉或底板臌裂，煤體移動，大量煤塊從煤壁拋出，堵塞巷道。產生的強力沖擊波強，能沖倒幾十米至幾百米內的風門、風墻等設施。

　　2、沖擊地壓影響因素

　　⒈自然地質因素

　　自然地質因素主要包括采深、地質構造及煤巖結構和力學特性的影響。

　　一般在達到一定開采深度后才開始發生沖擊地壓，此深度稱為沖擊地壓臨界深度值隨條件不同而異，一般為200～400m。總的趨勢是隨采深增加，沖擊危險性增加。這主要是由于隨采深增加，原巖應力增大的緣故。

　　地質構造如褶曲、斷裂、煤層傾角及厚度變化也影響沖擊地壓的發生。在構造應力集中的構造地帶，構造應力能促促使發生沖擊地壓;而在構造應力釋放的構造地帶，因構造應力的釋放，降低了沖擊的危險性。就斷裂構造而言，小斷裂發育的部位由于破壞了頂板的完整性和堅固性，沖擊地壓很少發生。但當采掘接近大斷裂構造時，常常會發生強度較大的沖擊地壓，其原因是頂板巖梁被斷裂后，失去或減少了傳遞力的聯系，易于產生應力集中和大范圍內的頂板活動，此時發生的沖擊地壓強度也較大。

　　堅硬、厚度大、整體性強的頂板(老頂)，容易形成沖擊地壓;直接頂厚度適度中，與老頂組合性好，不易冒落時，沖擊危險較大;煤的強度高、含水量低、變質程度高，一般沖擊傾向較大。

　　⒉開采技術因素

　　由于由于開拓布置不合理或采煤方法不當，容易造成沖擊地壓的發生。如巷道相向掘進或在回采工作面前方的支承壓力區內開掘巷道;采用短壁式采煤方法，巷道交叉多，容易形成多處支承壓力疊加而導致沖擊地壓的發生。

　　煤柱和開采邊界是最主要的應力集中因素，應盡量避免和減少這些因素的影響。

　　3、沖擊地壓的防治措施

　　沖擊地壓的防治措施主要體現在兩個方面;一是降低應力的集中程度;二是改變煤巖體的物理力學性能，以減弱積聚彈性能的能力和釋放速度。

　　⒈降低應力的集中程度

　　減弱煤層區域內的礦山壓力值的方法有以下3種：

　　A、超前開采保護層。

　　B、無煤柱開采，在采區內不留煤柱和煤體突出部分，禁止在鄰近層煤柱的影響范圍內開采。

　　C、合理安排開采順序，避免形成三面采空狀態的回采區段或條帶和在回采工作面前方掘進巷道，必要時應在巖石或安全層內掘進巷道，禁止工作面對采和追采。

　　⒉改變煤層的物理力學性能

　　改變煤層的物理力學性能主要有以下3種：

　　A、高壓注水。通過注水，人為地在煤巖內部造成一系列的弱面，并使其軟化，以降低煤的強度和增加塑性變形量。

　　B、放松動炮。它的作用是可以誘發沖擊地壓和在煤壁前方經常保持一個破碎保護帶，使最大支承應力轉入煤體深處，隨后即發生沖擊地壓，對采場或掘進工作面的威脅也大大降低。

　　C、鉆孔槽卸壓。用大直徑鉆孔或切割溝槽使煤體松動，達到卸壓效果。卸壓鉆孔的深度一般應穿過應力增高帶。在掘進石門揭開有沖擊危的煤層時，應距煤層5～8 m處停止掘進，使鉆孔穿透煤層，進行卸壓。

　　此外，在有沖擊地壓危險的煤層中掘進爆破時，為避免爆破誘發沖擊地壓的發生，應適當加長躲避時間。大量事例表明，爆破誘發的沖擊地壓，大多發生在爆破后幾分鐘至半小時內。

　　開拓區全員職工培訓教案

　　第五講 巷 道 支 護—-架棚支護及砌碹支護

　　講課人:縱瑞盤

　　培訓時間:2009-3-21～22 星期六、日

　　教學目的：掌握巷道架棚支護及砌碹支護，和兩種支護形式的安全注意事項。

　　講課方法：理論學習與現場施工實際結合

　　講課重點：架棚支護及砌碹支護的支護方式及注意事項。

　　巷道支護的目的在于改善圍巖的受力狀況，減緩圍巖的變形移動速度，維護安全的工作空間。

　　巷道支護的基本形式包括架棚支護、砌碹支護和錨噴支護。

　　一、 架棚支護

　　架設棚式支架進行巷道支護是煤礦井下常用的支護形式。

　　棚式支架俗稱棚子，由一梁(頂梁)兩柱組成。常用于巷道圍巖十分破碎不穩定，不適宜采用錨噴支護，而且巷道服務年限不長(8～10a)，砌碹又不合算的梯形斷面的巷道。按棚式支架材料構成可分為木支架、金屬支架和裝配式鋼筋混凝土支架3種;按巷道斷面形狀可分為梯形支架和拱形支架等;按支架結構可分為剛性支架和可縮性支架。

　　(一) 梯形支架

　　梯形支架可采用木支架、金屬支架及裝配式鋼筋混凝土支架。一般由一梁兩柱組成。

　　架設梯形支架，應用四個角楔把梁腿接口處與頂板圍巖之間楔緊。這個地方又稱為“肩窩”。該處不僅受力集中，并且要通過它使支架構件相互傳遞作用力。因此，此處接合得是否緊密，肩窩處處理是否得當，會直接影響整個支架的穩定性。

　　背板通常可用板皮、次木材或荊條棍，它的作用是使地壓能均勻地分布到頂梁和柱腿上，并防止破碎矸石掉落下來。根據頂幫圍巖的穩定性程度，背板有密集布置的，也有間隔布置的。背板后面和圍巖之間若有空隙，應用矸石或廢木料填實。

　　每架支架的平面應和巷道的縱軸相垂直。根據圍巖壓力的情況，支架一般每米架設1～3架。為了增加各支架的穩定性，支架之間應設撐木或拉桿。

　　架棚前首先看好中心線、腰線，量取棚距，并按中心線拉三角線找正架棚方向，確立棚腿位置，挖夠腿窩深度，清出實底，栽好柱腿再上梁，并嚴格做到梁腿親口結合嚴密，上梁后再一次校正中腰線，然后才能盤幫護頂，打好支撐。背板不得出現單數，若木質構件不直，必須弓背朝上朝幫。

　　傾斜巷道架棚時，作業人員必須站在棚子的上方操作，并保證有符合質量標準的迎山角，上好撐木或拉桿。

　　⒈木支架

　　木支架按照頂梁與柱腿的連接形式有親口棚子和鴨嘴棚子兩種。親口棚子頂梁和柱腿的連接為相互咬合的親口接合形式，這種方法最簡單，可以在各種地壓條件下使用。鴨嘴棚子頂梁和柱腿的連接是采用相互搭接的鴨嘴式接合形式，只能承受來自頂板方向的壓力，而且柱腿容易劈裂，很少使用。

　　木支架質量輕，加工容易，易架設和具有一定強度，能適應多變的地質條件，同時，當地壓突增時還發生警號聲響，所以，它在井下巷道使用得最早，應用也最廣。但是，木支架有很多缺點，如強度低，易腐朽，不耐火和不防火，不能阻水，不防圍巖風化和使用年限短且木材資源緊張等，故使用逐漸減少。

　　⒉金屬支架

　　金屬支架具有堅固、耐用、防火、架設方便，可制成各種構件，可回收復用等優點。

　　金屬梯形支架有兩種類型，一種為梯形剛支架，另一種為梯形可縮性支架。一般多用梯形剛性支架，梯形可縮性支架應用較少。

　　梯形剛性支架為一梁兩柱結構。梁柱連接方式多采用在柱腿上焊接一塊槽板，梁上焊接一塊擋板，可在腿下焊一塊鋼板底座。

　　梯形可縮性支架，也是一梁兩柱結構。頂梁用礦用工字鋼，柱腿用U形鋼，由兩節構件組成，用卡纜連接，具有可縮性能。

　　⒊裝配式鋼筋探梁及防倒器

　　裝配式鋼筋混凝土支架簡稱鋼筋混凝土支架。它可分為兩大類，一類是普通混凝土支架，另一類是預應力混凝土支架。

　　鋼筋混凝土支架適應于地壓穩定，斷面小于12m2的巷道，但應避免用于受采動影響的巷道。

　　(二) 拱形支架

　　金屬拱形支架可分為兩類，即變通金屬拱形支架和U形鋼拱形支架。變通金屬拱形支架多采用工字鋼、礦用工字鋼或輕型鋼軌制造，沒有可縮性，一般僅作巷道臨時支護或與錨噴支護巷道聯合支護用，受采動影響顯著的采區巷道。

　　普通金屬拱形支架分為無腿、有腿和鉸接3種。無腿拱形支架適用于兩幫巖石較為穩定的巷道，有腿拱形支架適用于圍巖較穩定、壓力中等的巷道，鉸接拱形支架適用于巖層松軟和受采動影響較大的采區巷道。

　　U形鋼拱型支架可分為半圓拱、直腿三心拱和曲腿三心拱3種。

　　架設拱形支架時應遵守下列規定：

　　(1) 拱梁兩端與柱腿搭接吻合后，可先在兩側各上一只卡纜，然后背緊幫、頂，再用 中、腰線檢查支架支護質量，合格后即可將卡纜上齊卡纜擰緊扭矩不得小于150Nm。

　　(2) U形鋼搭接處嚴禁使用單卡纜。其搭接長度、卡纜中心距均要符合作業規程規定。誤差不得超過10%。

　　(三) 架棚支護安全注意事項

　　(1) 現場應有班、組長負責指揮協調架棚作業。架棚是由多人分工合作進行的集體活動，為了保證架棚作業安全、有條不紊地進行，應有班、組長負責指揮協調架棚作業。

　　(2) 嚴格執行敲幫問頂制度。架棚前,必須指派有經驗的工人按操作規程嚴格執行敲幫問頂制度,并有專人監護，將浮矸活石清理干凈。如果處理活石時可能有危險，或遇有撬不掉的危巖，必須設置專門的臨時支護，其規格質量應符合作業規程的規定。

　　(3) 必須檢查工作地點支架的質量。架棚前應檢查工作地點支架的質量，發現不合格的支架，必須先處理后施工。整理維護支架由外向里，逐棚進行，先支新棚再拉老棚。

　　(4) 必須采用金屬前探梁等臨時支護，嚴禁空頂作業。架棚支護的巷道，放炮后必須立即在工作面向前移動前探支架，沒有采用金屬前探梁等臨時支護的，一律停止作業。前探支架的固定方式、位置和根數要符合作業規程的規定。

　　(5) 注意操作安全，保證支護施工質量。按操作規程作業，并按設計規定要求架設，以保證支架的穩定性，防止松散圍巖漏頂，造成各支架受力不均而壓壞壓垮支架。

　　二、 砌碹支護

　　砌碹支護是以料石、砌塊為主要原料，以水泥砂漿膠結，或以混凝土現場澆灌而成的連續支護。砌碹支護對圍巖能夠起到防止風化的作用，具有堅固、耐久、防火、阻水、通風阻力小、材料來源廣、便于就地取材等優點。缺點是施工復雜，勞動強度大，成本高，進度慢。一般使用在巷道服務年限超過10年以上，圍巖十分破碎同時很不穩定，且有大面積淋水和部分淋水，及水質有化學腐蝕的地段。

　　砌碹支護在砌碹前要按作業規程要求，在巷道斷面進行刷幫、挑頂和拆除臨時支護。在砌碹過程中，需要立碹胎、模板和拆模，施工工序復雜，而且由于砌碹支護勞動強度大，大多只在地質條件復雜的時候采用，因此，施工時應特別注意安全。

　　砌碹支護施工安全注意事項：

　　(1) 砌碹施工工藝復雜，區隊干部應與工人一起跟班作業，及時處理施工中出現的事故隱患，保證安全施工。

　　(2) 施工前應對施工地點的支護情況、環境等作全面檢查，發現不安全因素，要及時處理，處理后方可進行工作。

　　(3) 掘砌基礎的工作必須在臨時支護的保護下進行。挖基礎溝槽時，一般用風鎬、手鎬挖掘，巖石特別堅硬時,可打淺眼、少裝藥放炮將巖石崩松，但必須制定專門的安全措施，防止崩倒臨時支架。挖基礎溝槽前，要對空幫部位進行安全檢查。

　　(4) 立碹胎時要配足人員，由班長或經驗豐富的工人統一指揮，保證立胎工作的安全。在砌拱過程中，要經常檢查工作臺的穩定性，不許工作臺上存放過多的料石，防止工作臺倒塌。

　　(5) 回胎時要配足人力，在班長或老工人的統一指揮下進行。回收人員必須站在安全的地點，退路必須暢通，嚴禁無關人員在其附近停留。

　　(6) 有冒頂危險的地區不能掘、砌平行作業。巷道圍巖破碎時要短段掘砌。

　　(7) 在上山掘進和砌碹平行作業時，在砌碹工作面上方5～10m，要設置安全擋，在下山掘進和砌碹平行作業時，除在下山上部設置安全擋以外，砌碹和掘進工作面的上方5～10米處也要設置，以防跑車。同時，對砌碹處的材料和工具等都要有安全存放措施，防止向下滾動傷人。