大斷面巷道過斷層的掘進與支護方法

張智斌

(晉煤集團 鳳凰山礦，山西 晉城048007)

0 引言

鳳凰山煤礦XV1304 工作面是一個綜采工作面。煤層內(nèi)存在斷層、薄煤區(qū)及其他構(gòu)造。

XV13041 巷為矩形斷面。巷道沿頂破底布置，頂部采用錨桿、金屬網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護，幫部采用錨桿支護。

根據(jù)施工經(jīng)驗，斷層區(qū)域由于受到地應(yīng)力的作用，圍巖松軟破碎，容易冒落，掘進一次成巷困難;頂板巖層易風化，風化后支護易失穩(wěn)而引發(fā)冒頂。由于巷道原為下山掘進，遇正斷層后，工作面處于斷層的上盤，需以一定傾角上山掘進，才能重新進入煤層。

在巷道上山掘進過程中，上盤巷道頂板及斷裂面巖層受到地質(zhì)作用影響已極不穩(wěn)定，必須全部挑落，將下盤的頂板作為巷道的頂板，但這樣又必然造成巷道的高度過大、巷幫維護困難的結(jié)果。經(jīng)井下現(xiàn)場觀察研究，決定在過斷層期間采用二次成巷，錨、網(wǎng)、噴支護配合加密錨索補強支護。并且加強過斷層期間對支護工程質(zhì)量和支護效果的監(jiān)測工作，保證施工安全。

1 斷層區(qū)域掘進與支護方式

1.1 二次成巷，及時控制頂板

采用二次成巷的方法，即先用炮掘方法在斷層上盤掘出一個小斷面，及時安設(shè)錨桿、錨索控制頂板，再掘下部，最后成巷。

采用此種施工方法能夠最大限度地縮短頂板裸露時間，使頂板得到及時的維護，有利于頂板的控制;而且由于巷道上部的兩幫可以在下部掘出前先行得到維護，有利于防止片幫，減小兩幫維護難度。

1.2 縮小錨桿排距，強化錨索補強作用

斷層附近的巖層受地質(zhì)作用的影響已變得很不穩(wěn)定，要獲得理想的巷道支護效果就必須加大錨桿、錨索密度，使巖層能夠保持最大程度的完整性，并在巷道圍巖穩(wěn)定性最差處加大錨索的錨深，以強化錨索懸吊作用。

1.3 掛網(wǎng)控制巷幫變形

由于巷道過斷層時高度較大，極易出現(xiàn)片幫現(xiàn)象，從而導(dǎo)致圍巖松動圈不斷擴大，造成巷道支護整體失穩(wěn)。因此，必須在巷道幫部掛網(wǎng)，使網(wǎng)與幫部錨桿形成一個支護整體，有效控制巷幫的變形，強化巷幫在支護體系中的支點作用。同時，為消除幫部竹錨桿錨固力不足的缺點，并適應(yīng)機采對工作面?zhèn)儒^桿可切割的要求，現(xiàn)場煤柱側(cè)和工作面?zhèn)?.3 m 高度以上均采用錨固力為50 kN 的金屬樹脂錨桿并加掛塑料菱形網(wǎng)，工作面?zhèn)?.3 m 以下仍采用竹錨桿并加掛塑料網(wǎng)。由此巷幫的支護強度大大增強。

1.4 頂幫噴射混凝土，避免巖層風化

噴射護覆能及時封閉圍巖，阻斷空氣對圍巖的風化作用，防止圍巖強度急劇下降。斷層后方20 m 及過斷層期間，上部巷道掘出并安設(shè)頂幫錨桿后及時噴射混凝土，然后掘下部。在巷道錨桿全部安設(shè)好后，進行全斷面噴射護覆。

2 加強礦壓監(jiān)測

礦壓監(jiān)測是檢驗錨桿支護質(zhì)量的重要手段。對XV13041巷斷層區(qū)域進行礦壓觀測的主要方法為下面幾種。

2.1 日常觀測

每班對所安裝的錨桿進行檢查，主要檢測錨桿的間排距、錨桿外露段長度、托板安裝、預(yù)緊力和聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量等常規(guī)項目。檢查率要求達到100%，并做好紀錄。此外，工作面安裝一套頂板離層指示儀，當班必須派專人查看儀器讀數(shù)的變化情況。

2.2 礦壓觀測

包括綜合觀測和日常監(jiān)測。綜合監(jiān)測是在巷道內(nèi)設(shè)置綜合監(jiān)測站，進行礦壓綜合監(jiān)測。日常監(jiān)測是按每排抽檢1 根的比例檢測錨桿的錨固力，每天按不低于30%的比例檢測錨桿預(yù)緊力，每天一次觀測頂板離層指示儀，以掌握頂板變形情況。

采取以上措施保證了XV13041 巷斷層區(qū)域取得良好的支護效果，掘進順利地通過了斷層破碎帶。

3 結(jié)語

隨著采煤工作面產(chǎn)量的逐年增加，要求巷道斷面越來越大，支護難度也隨之增大，傳統(tǒng)的棚式支護已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化綜采工作面高產(chǎn)高效的需要。錨桿支護因具有及時承載、預(yù)緊力大、支護效果好、勞動強度低、巷道維護簡單、適應(yīng)性強等特點，特別適于在大斷面巷道中應(yīng)用。XV13041 巷在特殊條件下嘗試采用錨桿支護獲得成功，為我礦進一步發(fā)展和推廣應(yīng)用錨桿支護技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)，同時也為巷道維修、處理冒頂?shù)裙こ烫峁┝丝梢越梃b的經(jīng)驗。

［1］ 《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計手冊/上冊［M］.北京:化學工業(yè)出版社，1979.

［2］ 煤炭工業(yè)部.煤礦安全規(guī)程［S］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1986.

［3］ 謝錫純，李曉豁.礦山機械與設(shè)備［M］.徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2000.