1、安全第一是煤礦生產的一項基本方針，搞好頂板管理工作是安全第一是煤礦生產的一項基本方針，搞好頂板管理工作是貫徹執行這一方針的重要環節。但是，一些煤礦特別是煤礦仍然貫徹執行這一方針的重要環節。但是，一些煤礦特別是煤礦仍然存在采掘機械化程度低、支護方式落后、支護設計不合理、違章存在采掘機械化程度低、支護方式落后、支護設計不合理、違章空頂作業等突出問題，頂板事故多發。空頂作業等突出問題，頂板事故多發。20042004年年20082008年我市有年我市有證及無證煤礦共發生各類事故證及無證煤礦共發生各類事故109109起，死亡人數起，死亡人數331331人，頂板事故人，頂板事故4242起，死亡起，死亡71

2、71人，頂板事故占事故總數的人，頂板事故占事故總數的38.5%38.5%，死亡人數占死，死亡人數占死亡總人數的亡總人數的21.5%21.5%。這充分說明了在我市煤礦中，頂板事故沒有。這充分說明了在我市煤礦中，頂板事故沒有得到有效的控制，要確保煤礦生產安全，加強頂板管理是杜絕安得到有效的控制，要確保煤礦生產安全，加強頂板管理是杜絕安全生產事故發生的全生產事故發生的關鍵關鍵。一、一、礦山壓力的概念礦山壓力的概念煤礦煤礦在在開采生產開采生產中必然要開挖一系列的井筒、巷道、硐室及中必然要開挖一系列的井筒、巷道、硐室及采掘工作面等地下空間采掘工作面等地下空間，它們，它們的開鑿破壞了原始巖體內的應力平的開

3、鑿破壞了原始巖體內的應力平衡狀態，引起巖體內部應力重新分布，直至重新形成新的平衡狀衡狀態，引起巖體內部應力重新分布，直至重新形成新的平衡狀態為止。態為止。礦山壓力正是由于地下采掘活動的影響而引起的巖層作礦山壓力正是由于地下采掘活動的影響而引起的巖層作用在井巷、硐室和采掘工作面周圍煤巖體中以及支護物上的各種用在井巷、硐室和采掘工作面周圍煤巖體中以及支護物上的各種力的總稱，簡稱礦壓，也稱地壓。力的總稱，簡稱礦壓，也稱地壓。 第一節第一節 礦山壓力基礎知識礦山壓力基礎知識在礦山壓力作用下，會引起許多外在的力學現象，如頂板下在礦山壓力作用下，會引起許多外在的力學現象，如頂板下沉、底板鼓起、巷道變形、巖

4、體破壞甚至大面積冒落、煤壁片幫沉、底板鼓起、巷道變形、巖體破壞甚至大面積冒落、煤壁片幫或突然拋出、支架變形或損壞、以及大量巖層移動、地表塌陷等。或突然拋出、支架變形或損壞、以及大量巖層移動、地表塌陷等。這些在礦山壓力作用下，圍巖或各種人工支護物呈現的各種力學這些在礦山壓力作用下，圍巖或各種人工支護物呈現的各種力學現象，統稱為礦山壓力顯現，簡稱礦壓顯現。現象，統稱為礦山壓力顯現，簡稱礦壓顯現。 二、礦山壓力分布規律二、礦山壓力分布規律巖巖煤體沒受到采動影響以前，煤體沒受到采動影響以前，巖巖煤體內的壓力處于平衡狀態，煤體內的壓力處于平衡狀態，巖巖煤體上所受的是上覆巖層的重量，也稱為原巖應力煤體上所

5、受的是上覆巖層的重量，也稱為原巖應力。當當在巖在巖煤煤體內體內形成采掘空間形成采掘空間時，原巖應力的平衡狀態被破壞，引起了應力時，原巖應力的平衡狀態被破壞，引起了應力的重新分布，使采掘空間被原采的重新分布，使采掘空間被原采掘掘物承受的載荷轉移到周圍支撐物承受的載荷轉移到周圍支撐體上而形成的壓力稱為支撐壓力。體上而形成的壓力稱為支撐壓力。它是它是工作面附近的工作面附近的巖巖煤體、煤煤體、煤柱、充填物或冒落的矸石上產生柱、充填物或冒落的矸石上產生的的應力集中現象。應力集中現象。（一）掘進工作面巷道圍巖應力分布（一）掘進工作面巷道圍巖應力分布巷道開掘后，巷道開掘后，頂板巖石就暴露出來，如不進行支護，

6、巷道頂頂板巖石就暴露出來，如不進行支護，巷道頂板巖層便失去支撐，開始彎曲下沉，出現一些逐漸擴大、增多的板巖層便失去支撐，開始彎曲下沉，出現一些逐漸擴大、增多的縱橫交錯的裂縫，導致原來的整體頂板巖石破壞、冒落。這樣縱橫交錯的裂縫，導致原來的整體頂板巖石破壞、冒落。這樣由由下往上、由低到高，不斷地破壞下往上、由低到高，不斷地破壞與冒落，直到巷道形成類似拱的形與冒落，直到巷道形成類似拱的形狀以后，頂板巖石才處于穩定狀態。狀以后，頂板巖石才處于穩定狀態。這樣形成的拱叫做自然平衡拱，這樣形成的拱叫做自然平衡拱，如如圖：圖：1-1自然平衡拱自然平衡拱。自然平衡拱形成以后，支架上只承受拱內巖石的重力，并達自

7、然平衡拱形成以后，支架上只承受拱內巖石的重力，并達到穩定，其大小隨拱的形狀和大小而變，稱為拱形壓力。到穩定，其大小隨拱的形狀和大小而變，稱為拱形壓力。拱外巖拱外巖石重量由拱承擔，拱內形成壓力降低區，這時拱上部的壓力由巷石重量由拱承擔，拱內形成壓力降低區，這時拱上部的壓力由巷道兩側的巖石來支承，因而在巷道兩側形成了壓力升高區。道兩側的巖石來支承，因而在巷道兩側形成了壓力升高區。這時這時把巷道兩側所承擔的壓力叫支承壓力。把巷道兩側所承擔的壓力叫支承壓力。經采動影響使應力經采動影響使應力重新分布重新分布后，后，作用在井巷周圍巖體中及支作用在井巷周圍巖體中及支護物上的力叫護物上的力叫做做巷道礦山壓力，

8、簡稱巷道礦壓巷道礦山壓力，簡稱巷道礦壓。巷道礦壓的大小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：素的影響： （1 1）深度的影響。深度的影響。一般一般巷道圍巖中原巖應力巷道圍巖中原巖應力的大小與的大小與上覆上覆巖層重量巖層重量成正比，造成成正比，造成淺部巷道的壓力淺部巷道的壓力較小較小主要表現在頂板，深主要表現在頂板，深部巷道的壓力部巷道的壓力較大，并作用于巷道四周，較大，并作用于巷道四周，容易出現底臌現象。容易出現底臌現象。（2 2）巷道斷面大小的影響。巷道斷面大小的影響。巷道越寬，所形成的自然越大

9、巷道越寬，所形成的自然越大，產產生生的巷道礦壓也越大。的巷道礦壓也越大。（3 3）地質構造的影響。）地質構造的影響。在向斜軸、背斜軸、斷層附近等構在向斜軸、背斜軸、斷層附近等構造應力集中處造應力集中處，礦壓也越大。礦壓也越大。（4 4）圍巖性質的影響。圍巖性質的影響。圍巖強度的大小及穩定程度是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。松軟破碎、不穩定，則產生的礦壓大。 （二）巷道礦壓（二）巷道礦壓1 1頂頂 壓壓掘進巷道后，暴露出來的頂板必然掘進巷道后，暴露

10、出來的頂板必然向下向下彎曲，彎曲，并并在巷道中間在巷道中間彎曲彎曲較大，在巷道兩幫較大，在巷道兩幫彎曲彎曲較小；頂板以及距頂板較近的上部巖較小；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。在彎曲大的部分上下層彎曲大，距頂板較遠的上部巖層彎曲小。在彎曲大的部分上下巖層之間就會出現裂隙巖層之間就會出現裂隙，叫做離層。此時，如巷道無支架支撐，叫做離層。此時，如巷道無支架支撐，裂隙和離層繼續發展，最后頂板就會冒落裂隙和離層繼續發展，最后頂板就會冒落，最后形成自然平衡拱最后形成自然平衡拱。如果巷道開掘后立即支護，支架就。如果巷道開掘后立即支護，支架就能能阻止或減小巖石阻止或減小巖石彎

11、曲變形彎曲變形和移動。和移動。頂板彎曲變形和移動的頂板彎曲變形和移動的巖石壓在支架上的力叫頂壓巖石壓在支架上的力叫頂壓。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；在堅硬有層理巖石中，平衡拱一般近似三角形；在中硬巖石形；在堅硬有層理巖石中，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。中，平衡拱介于上述二者之間。2 2側側 壓壓側壓是指巷道兩幫側壓是指巷道兩幫巖體巖體對支架的壓力。巷道側壓是由于兩幫對支架的

12、壓力。巷道側壓是由于兩幫巖石或煤向巷道內擠壓而形成的巖石或煤向巷道內擠壓而形成的，其，其大小與兩幫巖石性質及所承大小與兩幫巖石性質及所承受的支承壓力的大小有關。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。嚴重，作用在支架上的壓力也就越大。一般一般巷道開掘后，在巷道的兩幫形成支承壓力，兩幫巖石承巷道

13、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，變形得不到控制，繼續發展下去就會造成片幫。片幫后，密實，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。道壓力會急速增加。3 3底底 壓壓在側壓的作用下，巷道底板將會產生向上的壓在側壓的作用下，

14、巷道底板將會產生向上的壓力力，稱為底壓稱為底壓。底壓會。底壓會使底板使底板巖層巖層彎曲鼓起、離層或破彎曲鼓起、離層或破裂裂。一般巷道一般巷道往往不設往往不設支架底梁阻止底鼓支架底梁阻止底鼓，僅是靠，僅是靠底板巖層本身的底板巖層本身的強度和強度和重量阻止底重量阻止底壓壓，所以有時底板向上鼓起要比頂板下沉、兩幫移近容易得多，也所以有時底板向上鼓起要比頂板下沉、兩幫移近容易得多，也嚴重得多。嚴重得多。 巷道底鼓的破壞作用很大，主要表現在減少巷道的實際斷面巷道底鼓的破壞作用很大，主要表現在減少巷道的實際斷面，造成通風、行人和運輸困難，以致影響安全。底鼓破壞了底板，造成通風、行人和運輸困難，以致影響安全

15、。底鼓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，減少了支架支撐能力，使頂板下沉、破碎，從而給巷道維護帶來困難了支架支撐能力，使頂板下沉、破碎，從而給巷道維護帶來困難。底鼓會圾壞軌道、輸送機、水溝等巷道設施，影響生產。底鼓會圾壞軌道、輸送機、水溝等巷道設施，影響生產。第二節第二節 掘進巷道支護掘進巷道支護在地下開掘巷道后，破壞了周圍巖體的應力平衡，巖體就會在地下開掘巷道后，破壞了周圍巖體的應力平衡，巖體就會向巷道空間擠壓，出現礦山壓力，使井巷發生變形甚至坍塌。為向巷道空間擠壓，出現礦山壓力，使井巷發生變形甚至坍塌。為了維

16、持巷道必要的斷面規格，防止圍巖發生危險的變形和垮落，了維持巷道必要的斷面規格，防止圍巖發生危險的變形和垮落，保證施工人員的安全，必須設置支撐結構物對井下井筒、巷道和保證施工人員的安全，必須設置支撐結構物對井下井筒、巷道和硐室硐室的巷道壓力的巷道壓力進行進行支撐。支撐。為抵抗巷道壓力而支撐為抵抗巷道壓力而支撐巷道巷道巖壁巖壁的結的結構物稱為支架。構物稱為支架。設置設置巷道巷道支架支架的施工方法和施工過程稱為支護。的施工方法和施工過程稱為支護。巷道支護形式和支護材料的選擇應綜合考慮巷道的用途，巷巷道支護形式和支護材料的選擇應綜合考慮巷道的用途，巷道服務年限，巷道斷面形狀及圍巖壓力的大小等因素。道服

17、務年限，巷道斷面形狀及圍巖壓力的大小等因素。常用的巷常用的巷道支護形式有架棚支護、砌碹支護和錨噴支護等。道支護形式有架棚支護、砌碹支護和錨噴支護等。一、架棚支護一、架棚支護棚式支架俗稱棚子，由一梁棚式支架俗稱棚子，由一梁( (頂梁頂梁) )兩柱兩柱( (柱腿柱腿) )組成。組成。常用于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年限不長(8 (81 01 0年年) )，砌碹又不合算的梯形斷面，砌碹又不合算的梯形斷面的巷道的巷道。棚式支棚式支架按構成材料可分為木支架、金屬支架和裝配式鋼筋混凝土支架架按構成材料可分為

18、木支架、金屬支架和裝配式鋼筋混凝土支架三種；按巷道斷面形狀可分為梯形支架和拱形支架等；按支架結三種；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。構可分為剛性支架和可縮性支架。（一）梯形支架（一）梯形支架一般梯形支架由一梁兩柱組成一般梯形支架由一梁兩柱組成，可采用木支架、金屬支架及可采用木支架、金屬支架及裝配式鋼筋混凝土支架。裝配式鋼筋混凝土支架。架設梯形支架，應用四個角楔把梁腿接架設梯形支架，應用四個角楔把梁腿接口處口處（肩窩肩窩）與頂板圍巖之間楔緊。該處不僅受力集中，并且要與頂板圍巖之間楔緊。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

19、處接合得是否緊密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。，肩窩處處理是否得當，會直接影響整個支架的穩定性。1. 1.木支架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聯接為相互咬合的親口接合形式，這種。親口棚子頂梁和柱腿的聯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，只能承受來自頂板腿的連接是采用相互搭接

20、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。方向的壓力，而且柱腿容易劈裂，很少使用。2 2金屬支架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。金屬梯形支架有梯形剛性支架件，可回收復用等優點。金屬梯形支架有梯形剛性支架和和梯形可梯形可縮性支架兩種類型，一般多用梯形剛性支架。縮性支架兩種類型，一般多用梯形剛性支架。3 3裝配式混凝土支架裝配式混凝土支架裝配式混凝土支架簡稱鋼筋混凝土支架，適應于地壓穩定裝配式混凝土支架簡稱鋼筋混凝土支架，適應于地壓穩定、斷面小于斷面小于12m12m

21、的巷道，但應避免用于受采動影響的巷道。的巷道，但應避免用于受采動影響的巷道。鋼筋混鋼筋混凝土支架可分為普通混凝土支架凝土支架可分為普通混凝土支架和和預應力混凝土支架預應力混凝土支架現兩類現兩類。( (二二) ) 拱形支架拱形支架金屬拱形支架可分為兩類，即普通金屬拱形支架和金屬拱形支架可分為兩類，即普通金屬拱形支架和U U型鋼拱型鋼拱形支架。普通金屬拱形支架多采用工字鋼、礦用工字鋼或輕型鋼形支架。普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。聯合支護用。U U型鋼拱形支架

22、采用型鋼拱形支架采用U U型鋼制造，具有可縮性，多型鋼制造，具有可縮性，多用于地壓大，受采動影響顯著的采區巷道。用于地壓大，受采動影響顯著的采區巷道。二、砌碹支護二、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體支護。以混凝土現場澆灌而成的連續體支護。砌碹支護對圍巖能夠起到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、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，勞動強度材料來源廣、便于就地取材等優點。缺點是施工

23、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大，成本高，進度慢。一般使用在巷道服務年限超過1010年以上，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。質有化學腐蝕的地段。三、錨噴支護三、錨噴支護錨噴支護是錨桿支護、錨桿與噴漿以及噴射混凝土聯合支護錨噴支護是錨桿支護、錨桿與噴漿以及噴射混凝土聯合支護的總稱。的總稱。錨噴支護適用于除圍巖很破碎、地壓極不穩定的地段之錨噴支護適用于除圍巖很破碎、地壓極不穩定的地段之外的所有井筒和巷道中。外的所有井筒和巷道中。（一）（一）錨桿支護錨桿支護錨桿支

24、護就是在巷道掘進后，先向圍巖打眼，在眼孔內錨入錨桿支護就是在巷道掘進后，先向圍巖打眼，在眼孔內錨入錨桿，把巷道圍巖予以加固，充分利用圍巖自身的強度，從而達錨桿，把巷道圍巖予以加固，充分利用圍巖自身的強度，從而達到支護巷道的目的。到支護巷道的目的。錨桿不同于一般的支架，它不只是消極地承受巷道圍巖所產錨桿不同于一般的支架，它不只是消極地承受巷道圍巖所產生的地壓和阻止破碎巖石的冒落，而是通過錨入圍巖內的錨桿來生的地壓和阻止破碎巖石的冒落，而是通過錨入圍巖內的錨桿來改變圍巖本身的力學狀態，在巷道周圍形成一個整體而穩定的巖改變圍巖本身的力學狀態，在巷道周圍形成一個整體而穩定的巖石帶，石帶，使使錨桿與圍巖

25、共同作用而達到支護巷道的目的。錨桿與圍巖共同作用而達到支護巷道的目的。（二二）噴射混凝土支護噴射混凝土支護 噴射混凝土是將水泥、砂、石按一定比例混合攪拌后，送噴射混凝土是將水泥、砂、石按一定比例混合攪拌后，送入入混凝土噴射機中，用壓縮空氣將干拌合料送到噴頭處，在噴頭混凝土噴射機中，用壓縮空氣將干拌合料送到噴頭處，在噴頭的水環處加水后，高速噴射到巷道圍巖表面，從而起到支護作用的水環處加水后，高速噴射到巷道圍巖表面，從而起到支護作用的一種支護形式和施工方法。的一種支護形式和施工方法。這是一種不用模板，沒有澆注和搗這是一種不用模板，沒有澆注和搗固工序的快速、高效的混凝土施工工藝，具有及時、密貼、早強

26、固工序的快速、高效的混凝土施工工藝，具有及時、密貼、早強、封閉的特點。、封閉的特點。根據使用機具或施工方法的不同，噴射混凝土大致可分為干根據使用機具或施工方法的不同，噴射混凝土大致可分為干式噴射法、半濕式噴射法和濕式噴射法。式噴射法、半濕式噴射法和濕式噴射法。( (三三) )錨噴聯合支護錨噴聯合支護1 1錨桿噴射混凝土支護錨桿噴射混凝土支護對比較破碎的、節理裂隙發育比較明顯的巖層，巷道掘進后對比較破碎的、節理裂隙發育比較明顯的巖層，巷道掘進后圍巖穩定性較差，容易出現局部或大面積冒落，一般應采用錨桿圍巖穩定性較差，容易出現局部或大面積冒落，一般應采用錨桿噴射混凝土支護。噴射混凝土支護。這種支護方

27、式既能充分發揮錨桿的作用，又能這種支護方式既能充分發揮錨桿的作用，又能充分發揮噴射混凝土的作用。兩種作用相結合，有效地改進了支充分發揮噴射混凝土的作用。兩種作用相結合，有效地改進了支護的效能，因而得到廣泛應用。護的效能，因而得到廣泛應用。一般情況下，爆破后應首先及時初噴混凝土封閉圍巖，緊接一般情況下，爆破后應首先及時初噴混凝土封閉圍巖，緊接著打注錨桿，隨后在一定距離內復噴到設計厚度。著打注錨桿，隨后在一定距離內復噴到設計厚度。2 2錨桿噴射混凝土金屬網聯合支護錨桿噴射混凝土金屬網聯合支護對于特別松軟破碎的斷層帶，或圍巖穩定性差，或受爆破震對于特別松軟破碎的斷層帶，或圍巖穩定性差，或受爆破震動較

28、大的巷道，宜選用錨、噴、網聯合支護。動較大的巷道，宜選用錨、噴、網聯合支護。設置金屬網的主要設置金屬網的主要作用是防止收縮而產生裂隙，抵抗震動，使混凝土應力均勻分布作用是防止收縮而產生裂隙，抵抗震動，使混凝土應力均勻分布，避免局部應力集中，提高噴射混凝土支護能力。金屬網用托板，避免局部應力集中，提高噴射混凝土支護能力。金屬網用托板固定或綁扎在錨桿端頭，為便于施工和避免噴射混凝土時金屬網固定或綁扎在錨桿端頭，為便于施工和避免噴射混凝土時金屬網背后出現空洞，金屬網格不應小于背后出現空洞，金屬網格不應小于200mm200mm200mm200mm。噴射厚度一噴射厚度一般不應小于般不應小于100mm10

29、0mm，以便將金屬網全部覆蓋住，并使金屬網至少，以便將金屬網全部覆蓋住，并使金屬網至少有有20mm20mm厚的保護層。厚的保護層。3 3鋼架噴射混凝土聯合支護鋼架噴射混凝土聯合支護在軟巖巷道中，掘進后先架設鋼架，允許圍巖收斂變形，基在軟巖巷道中，掘進后先架設鋼架，允許圍巖收斂變形，基本穩定后再進行噴射混凝土支護，把鋼架噴在里面，有時也打一本穩定后再進行噴射混凝土支護，把鋼架噴在里面，有時也打一些錨桿，控制圍巖變形。些錨桿，控制圍巖變形。這樣，鋼架自身仍保持相當的支護能力這樣，鋼架自身仍保持相當的支護能力，同時，被噴射混凝土裹住后又起到了，同時，被噴射混凝土裹住后又起到了“鋼筋加固鋼筋加固”的作

30、用，而的作用，而噴射混凝土層具有一定的柔性，對圍巖基本穩定后的變形量也可噴射混凝土層具有一定的柔性，對圍巖基本穩定后的變形量也可以適應。以適應。一、掘進工作面頂板管理的主要內容一、掘進工作面頂板管理的主要內容(1)(1)掌握巷道開掘后圍巖體的范圍及圍巖應力分布情況。根掌握巷道開掘后圍巖體的范圍及圍巖應力分布情況。根據影響巷道圍巖應力的因素：圍巖的性質、巷道所處的深度、據影響巷道圍巖應力的因素：圍巖的性質、巷道所處的深度、巷道周圍的地質構造、水文變化、巷道的斷面形狀尺寸等，了巷道周圍的地質構造、水文變化、巷道的斷面形狀尺寸等，了解圍巖應力分布情及在此應力作用下圍巖的變形和位移后，才解圍巖應力分布

31、情及在此應力作用下圍巖的變形和位移后，才能選擇合適的支護材料、支護形式，達到維護巷道的目的。能選擇合適的支護材料、支護形式，達到維護巷道的目的。(2)(2)從有利于巷道圍巖的穩定性出發，合理選擇巷道的施工從有利于巷道圍巖的穩定性出發，合理選擇巷道的施工方法，減少各工序對頂板管理的影響。方法，減少各工序對頂板管理的影響。(3)(3)按作業規程規定控制工作面空頂距離和臨時支護的長度，按作業規程規定控制工作面空頂距離和臨時支護的長度，盡可能縮短工作面空頂時間和臨時支護巷道的長度。盡可能縮短工作面空頂時間和臨時支護巷道的長度。(4)(4)施工中，做好基礎資料的積累和隱蔽工程的記錄工作。施工中，做好基礎

32、資料的積累和隱蔽工程的記錄工作。第第三三節節 掘進工作面頂板管理掘進工作面頂板管理二、巷道掘進期間日常頂板管理工作二、巷道掘進期間日常頂板管理工作(1)(1)敲幫問頂。敲幫問頂。上班進入工作面，打眼放炮前均應敲幫問頂，上班進入工作面，打眼放炮前均應敲幫問頂，處理隱患，排除不安全因素后再作業。處理隱患，排除不安全因素后再作業。(2)(2)控制工作面空頂距離，超過規定的空頂距應先支護后掘控制工作面空頂距離，超過規定的空頂距應先支護后掘進。進。(3)(3)單孔長距離掘進，要經常檢查工作面后方支架的情況，單孔長距離掘進，要經常檢查工作面后方支架的情況，發發現斷梁折腿或變形嚴重的支架，應加固修復。現斷梁

33、折腿或變形嚴重的支架，應加固修復。修復巷道時，修復巷道時，修復地點以里的人員應全部撤出，預防冒頂堵人。工作面因放修復地點以里的人員應全部撤出，預防冒頂堵人。工作面因放炮崩倒的棚子應由外向里逐架扶棚復位。炮崩倒的棚子應由外向里逐架扶棚復位。(4)(4)熟悉掘進巷道出現冒頂事故的原因，加強日常檢查，采熟悉掘進巷道出現冒頂事故的原因，加強日常檢查，采用針對性措施，預防冒頂片幫事故的發生。用針對性措施，預防冒頂片幫事故的發生。三、頂板管理的針對性措施三、頂板管理的針對性措施1 1新掘巷道應制定的開口安全措施新掘巷道應制定的開口安全措施(1)(1)開掘地點要選在頂板穩定，支護完好開掘地點要選在頂板穩定，

34、支護完好的地段的地段, ,并且避開并且避開地質構造區、壓力集中區、頂板冒落區。地質構造區、壓力集中區、頂板冒落區。(2)(2)新掘巷道與原有巷道的方位要保持較大的夾角新掘巷道與原有巷道的方位要保持較大的夾角( (最好大最好大于于4545 ) )。(3)(3)必須加固好開掘處及其附近的巷道支架，若近處有空頂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處理，同樣用背板背好打緊。垛接頂處理，同樣用背板背好打緊。(4)(4)新巷開掘施工，要淺打眼、少裝藥、放小炮，或用手鎬新巷開掘施工，

35、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因放炮引起冒頂。挖掘的方法，盡量避免震動圍巖或因放炮引起冒頂。(5)(5)新巷開掘處要及時進行支護，盡量縮短頂板暴露時間和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。減小暴露面積。2 2沿空掘巷頂板破碎時的頂板管理措施沿空掘巷頂板破碎時的頂板管理措施(1)(1)避開動壓影響，巷道施工必須在上區段回采工作結束，避開動壓影響，巷道施工必須在上區段回采工作結束，待巖層活動完全穩定后再進行。待巖層活動完全穩定后再進行。(2)(2)盡量減小掘進時的空頂面積。盡量減小掘進時的空頂面積。放炮前支架緊跟到工作面，放炮前支架緊跟到

36、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。果放炮難以控制和管理頂板，改用手鎬方法掘進。(3)(3)巷道支架要加密，同時將下幫腿與底板的夾角縮小，將巷道支架要加密，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。頂幫用木板等背嚴接實。(4)(4)擦邊掘進時，如遇上區段巷道的棚腿外露時，其下幫棚擦邊掘進時，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，起到擋矸簾的作用。腿不要抽掉，可以捆上木板或笆片，起到擋矸簾的作用。3 3有淋水的工作面頂板管理措施有淋

37、水的工作面頂板管理措施掘進工作面有淋水時，要通過水文地質工作，弄清水的來掘進工作面有淋水時，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、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。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。有淋水的地段，要加大支架密度，背嚴幫頂，提高支架的穩定有淋水的地段，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。性，防止冒頂事故的發生。4 4過斷層、裂隙地質構造帶的頂板管理措施過斷層、裂隙地質構造帶的頂板管理措施(1)(1)采用架棚支護時，

38、棚距要縮小，提高支護應變能力。采用架棚支護時，棚距要縮小，提高支護應變能力。(2)(2)棚梁方向盡量正交節理面架設，增大支架密度，減少空棚梁方向盡量正交節理面架設，增大支架密度，減少空頂距離，永久支架要緊跟工作面，背幫背頂要嚴實。頂距離，永久支架要緊跟工作面，背幫背頂要嚴實。(3)(3)采用砌碹支護時，每次掘砌長度不大于采用砌碹支護時，每次掘砌長度不大于1 m1 m。(4)(4)頂板特別破碎時需采用超前支護的辦法管理頂板。頂板特別破碎時需采用超前支護的辦法管理頂板。第四節第四節巷道頂板事故的預防與處理巷道頂板事故的預防與處理巷道頂板事故形式多種多樣，發生的條件也各不相同，但巷道頂板事故形式多種

39、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相應措施。件，可以制定出防范頂板事故發生的相應措施。一、一、巷道頂板事故的發生原因及預防措施巷道頂板事故的發生原因及預防措施根據根據巷道頂板事故發生的力巷道頂板事故發生的力學原因，學原因，可以把巷道頂板事故可以把巷道頂板事故分為壓垮型冒頂、漏垮型冒頂和推垮型冒頂三個類型。分為壓垮型冒頂、漏垮型冒頂和推垮型冒頂三個類型。巷道頂巷道頂板事故多發生在掘進工作面及巷道交叉點，巷道頂板死亡事故板事故多發生在掘進工作面及巷道交叉點，巷道頂

40、板死亡事故8080以上是發生在這些地點。以上是發生在這些地點。1 1、掘進工作面冒頂事故的原因及掘進工作面冒頂事故的原因及預預防措施防措施掘進工作面冒頂的原因有兩類：第一，掘進破巖后，頂部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存在將與巖體失去聯接接的巖塊，如果支護不及時，該巖塊可能的巖塊，如果支護不及時，該巖塊可能與巖體完全失卻聯與巖體完全失卻聯接接而冒落；第二，掘進工作面附近已支護部而冒落；第二，掘進工作面附近已支護部分的頂部存在與巖體完全失去聯分的頂部存在與巖體完全失去聯接接的巖塊，一旦支護失效，就的巖塊，一旦支護失效，就會冒落造成事故。會冒落造成事故。在斷層

41、、褶曲等地質構造破碎帶掘進巷道時頂部浮石的冒在斷層、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。護部分片幫冒頂推倒附近支架導

42、致更大范圍的冒頂。預防掘進工作面冒頂事故的措施如下：預防掘進工作面冒頂事故的措施如下：(1)(1)掘進工作面嚴禁空頂作業，嚴格控制空頂距。掘進工作面嚴禁空頂作業，嚴格控制空頂距。當掘進工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，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。棚子應緊靠掘進工作面。(2)(2)嚴格執行敲幫問頂制度，危石必須挑下，無法挑下時應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。采取臨時支撐措施，嚴禁空頂作業。(3)(3)采用前探梁金屬支架等臨時支護措施，使工人在有頂板采用前探梁金屬支架等臨

43、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。有防護的條件下作業，防止冒頂傷人。(4)(4)根據頂板條件變化，采取相應的支護形式，并應保證支根據頂板條件變化，采取相應的支護形式，并應保證支護質量。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。網防止漏空。2 2巷道交岔點處冒頂事故的原因及預防措施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。巷道交岔點冒頂事故往往發生在巷道開口的時候。因為交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，岔點位置處在原巷道應力重新分布后

44、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同時，如果開口處頂部存在與巖體失去聯接接的巖塊，則可能在的巖塊，則可能在掘進時就發生冒頂。掘進時就發生冒頂。預防交岔點冒頂的措施如下：預防交岔點冒頂的措施如下：(1)(1)開口應避開原來巷道冒頂的范圍。開口應避開原來巷道冒頂的范圍。(2)(2)交岔點抬棚的架設應有足夠的強度，并與鄰近支架聯接交岔點抬棚的架設應有足夠的強度，并與鄰近支架聯接成一個整體。成一個整體。(3)(3)交岔點錨噴支護時，使用加長或全錨式錨桿。交岔點錨噴支護時，使用加長或全錨式錨桿。(4)(4)全錨支護的采區巷道交岔點應縮小錨桿間距，并使用小全錨支護的采區巷道交岔點

45、應縮小錨桿間距，并使用小孔徑錨索補強。孔徑錨索補強。3 3壓垮型冒頂的原因及預防措施壓垮型冒頂的原因及預防措施壓垮型冒頂是因巷道頂板或圍巖施加給支架的壓力過大，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。損壞了支架，導致巷道頂部的巖塊冒落，從而形成事故。根據壓垮型冒頂的原因，可以采取以下防治措施：根據壓垮型冒頂的原因，可以采取以下防治措施： (1)(1)巷道應布置在穩定的巖體中，并盡量避免采動的不利影巷道應布置在穩定的巖體中，并盡量避免采動的不利影響。響。(2)(2)巷道支架應有足夠的支撐強度以抵抗圍巖壓力。巷道支架應有足夠的支撐強度以抵

46、抗圍巖壓力。(3)(3)巷道支架所能承受的變形量，應與巷道使用期間圍巖可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。能的變形量相適應。(4)(4)盡可能做到支架與圍巖共同承載。盡可能做到支架與圍巖共同承載。支架施工時，要嚴格支架施工時，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。絕支架與圍巖間的空頂與空幫現象。4 4漏垮型冒頂的原因及預防措施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，

47、這些巖塊在重力作用下冒落，形成事故。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：預防漏垮型冒頂的措施如下：(1)(1)掘進工作面放炮后應立即進行臨時支護，嚴禁空頂作業。掘進工作面放炮后應立即進行臨時支護，嚴禁空頂作業。(2)(2)凡因支護失效而空頂的地點，重新支護時應先護頂，再凡因支護失效而空頂的地點，重新支護時應先護頂，再施工。施工。(3)(3)巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆舊支架。巷道替換支架時，必須先支新支架，再拆舊支架。(4)(4)錨桿支護巷道應及時施工；施工前應先清除危石，成巷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。后

48、要定期檢查危石并及時處理。5 5推垮型冒頂的原因及預防措施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巖推垮型冒頂是因為巷道頂幫巖體體破碎，在其運動破碎，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，可能被推倒冒頂，從而形成事故。架的穩定性不夠，可能被推倒冒頂，從而形成事故。預防推垮型冒頂的主要措施是提高支架的穩定性，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。支架的穩定性，以防推倒。在傾斜巷道中架設支架

49、應在傾斜巷道中架設支架應有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道輔線方向的分力。有一定的迎山角，以抵抗重力在巷道輔線方向的分力。二、二、巷道頂板事故巷道頂板事故原因分析及防治措施原因分析及防治措施近年來，隨著高檔普采和綜采的逐步發展，回采工作面頂近年來，隨著高檔普采和綜采的逐步發展，回采工作面頂板事故率逐步下降，而巷道頂板事故則相對上升，因此探討巷板事故率逐步下降，而巷道頂板事故則相對上升，因此探討巷道頂板事故的成因和相應的防治措施，減少巷道頂板事故已成道頂板事故的成因和相應的防治措施，減少巷道頂板事故已成為當務之急。為當務之急。1 1、巷道頂板事故的種類、巷道頂板事故的種類巷道頂板事故按圍巖結構及冒

50、落特征分為以下幾類：鑲巷道頂板事故按圍巖結構及冒落特征分為以下幾類：鑲嵌型圍巖墜矸事故；離層型圍巖片幫冒頂事故；松散破碎嵌型圍巖墜矸事故；離層型圍巖片幫冒頂事故；松散破碎圍巖塌漏抽冒事故；塊狀圍巖斷裂冒頂事故；軟巖膨脹變圍巖塌漏抽冒事故；塊狀圍巖斷裂冒頂事故；軟巖膨脹變形毀巷事故。形毀巷事故。22 、巷道頂板事故的原因分析、巷道頂板事故的原因分析1 1）鑲嵌型圍巖墜矸事故原因分析鑲嵌型圍巖墜矸事故原因分析（1 1）開工前或放炮后，在無支護空頂區，敲幫問頂和找掉）開工前或放炮后，在無支護空頂區，敲幫問頂和找掉不及時、不徹底或違章操作，對隱性鑲嵌型頂板未發現或未采不及時、不徹底或違章操作，對隱性鑲

51、嵌型頂板未發現或未采取有效措施。取有效措施。（2 2）空頂范圍大，空頂距離超過作業規程規定。當工作面）空頂范圍大，空頂距離超過作業規程規定。當工作面節理裂隙發育時，未采取有效措施。節理裂隙發育時，未采取有效措施。（3 3）在炮掘工作面，尤其在大斷面巷道或交叉點，炮眼布）在炮掘工作面，尤其在大斷面巷道或交叉點，炮眼布置不合理，裝藥量過大，崩倒或崩歪迎頭支架。置不合理，裝藥量過大，崩倒或崩歪迎頭支架。（4 4）在機掘工作面，由于斷面大，進度快，空頂面積迅速）在機掘工作面，由于斷面大，進度快，空頂面積迅速增大，受采動支撐壓力和沖擊地壓等外力影響，大型鑲嵌型墜增大，受采動支撐壓力和沖擊地壓等外力影響，

52、大型鑲嵌型墜矸在空頂區失穩墜落，甚至推垮不穩定的迎頭支架。矸在空頂區失穩墜落，甚至推垮不穩定的迎頭支架。2 2） 離層型圍巖片幫冒頂事故原因分析離層型圍巖片幫冒頂事故原因分析（1 1） 工作面出現工作面出現“傘檐傘檐”離層斷裂向下方自由空間滑移離層斷裂向下方自由空間滑移導致劈幫。導致劈幫。（2 2） 錨噴巷道封閉錨噴不及時或質量不符合要求，巷道錨噴巷道封閉錨噴不及時或質量不符合要求，巷道受淋水、放炮震動等外在因素影響，圍巖風化剝落。受淋水、放炮震動等外在因素影響，圍巖風化剝落。（3 3）空頂面積大，無超前支護，迎頭支架不及時或架設質）空頂面積大，無超前支護，迎頭支架不及時或架設質量差；拱型金屬支架卡纜螺母扭矩小，支撐力不足，整體性量差；拱型金屬支架卡纜螺母扭矩小，支撐力不足，整體性差。差。 3 3） 松散破碎圍巖塌漏抽冒事故原因分析松散破碎圍巖塌漏抽冒事故原因分析（1 1）在空頂區，由）在空頂區，由于空頂范圍大，破碎圍巖懸露時間長，于空頂范圍大，破碎圍巖懸露時間長，支護未跟到迎頭，造成迎頭塌漏抽冒。支護未跟到迎頭，造成迎頭塌漏抽冒。（2 2）在迎頭支護區，由于放炮崩倒迎頭支架而塌冒，或支）在迎頭支護區，由于放炮崩倒迎頭支架而塌冒，或支架未插嚴背實，造成空頂虛幫。架未插嚴背實，造成空頂虛幫。（3 3