張俊龍+宋宇鵬

摘要：煤礦地下開(kāi)采，在巷道開(kāi)掘過(guò)程中會(huì)遇到不同的地質(zhì)構(gòu)造，這些地質(zhì)構(gòu)造不僅對(duì)煤礦生產(chǎn)和安全造成地質(zhì)問(wèn)題，而且還會(huì)嚴(yán)重影響礦井的正常生產(chǎn)建設(shè)。巷道掘進(jìn)過(guò)程中遇地質(zhì)構(gòu)造首要解決的問(wèn)題就是變更合適的支護(hù)方式，比如遇斷層，褶曲、沖刷帶、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，會(huì)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)圍巖的破壞程度選擇不同的支護(hù)形式，確保巷道支護(hù)安全。對(duì)于掘進(jìn)工作面過(guò)陷落柱支護(hù)形式也各不相同，為此，特對(duì)巷道掘進(jìn)遇陷落柱支護(hù)形式選擇進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)工作面 巖溶陷落柱 支護(hù) 錨網(wǎng)索 金屬支架

0 引言

煤礦地下開(kāi)采，在巷道掘進(jìn)和開(kāi)拓過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的地質(zhì)構(gòu)造，其中陷落柱是最常見(jiàn)的一種，根據(jù)陷落柱的影響范圍和圍巖破壞程度以及頂板的完整性等因素及時(shí)制定安全技術(shù)措施，調(diào)整支護(hù)形式，使巷道快速安全通過(guò)陷落柱，保證礦井安全生產(chǎn)和正常開(kāi)掘進(jìn)度尤為重要。為此解決陷落柱的支護(hù)形式也各不相同，支護(hù)后的穩(wěn)定性也不相同，根據(jù)不同的陷落柱采取適合有效的支護(hù)形式非常重要。

1 巖溶陷落柱定義

巖溶陷落柱是指可溶性巖石在地下水的作用下形成的溶洞，使煤系地層在重力作用下產(chǎn)生坍陷的現(xiàn)象。塌陷體剖面形態(tài)為柱狀，簡(jiǎn)稱陷落柱，亦稱為“無(wú)炭柱”或“矸子窩”。

2 巖溶陷落柱的形狀

①平面形狀：多呈橢圓形或近似圓形，有時(shí)可見(jiàn)到長(zhǎng)條形或橢圓形陷落柱。②剖面形狀：有兩種，在較堅(jiān)硬或裂隙發(fā)育的巖層中，陷落柱的剖面形狀多呈上小下大的倒立柱狀；在含水較多的松散巖層中，陷落柱的剖面形狀呈上大下小的漏斗狀。

3 巖溶陷落柱的導(dǎo)水性

陷落柱的巖層的完整性，結(jié)構(gòu)松散，破壞了巖層的完整性，導(dǎo)水性陷落柱為地下水的暢通提供了良好條件。陷落柱穿過(guò)含水層時(shí)，地下水可以流入陷落柱及其周圍巖層的裂隙內(nèi)。當(dāng)采掘工作面接近導(dǎo)水性陷落柱時(shí)，地下涌水量會(huì)猛然增加，發(fā)生突水現(xiàn)象，涌水量過(guò)大時(shí)，可能造成嚴(yán)重的水災(zāi)事故。

4 過(guò)陷落柱的原則

①要進(jìn)一步摸清陷落柱范圍，含水情況，若陷落柱直徑大于工作面長(zhǎng)度1/3時(shí)，原則上采取繞的方法。②采取放炮過(guò)陷落柱時(shí)，必須制定專項(xiàng)安全技術(shù)措施，經(jīng)礦總工程師批準(zhǔn)后執(zhí)行。③過(guò)陷落柱遇頂板破碎時(shí)，要采取有效措施，以防止冒頂事故。

5 陷落柱圍巖分析

依據(jù)《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》2003版和《煤巷錨桿支護(hù)理論與成套技術(shù)》2007版的巷道圍巖分類與巷道支護(hù)形式選擇及支護(hù)參數(shù)的關(guān)系相關(guān)內(nèi)容，確定巷道頂板巖石巖性、硬度、層理與巷道需要支護(hù)強(qiáng)度、不同形式支護(hù)參數(shù)的關(guān)系，編制成了巷道圍巖類別與支護(hù)參數(shù)選擇表，如表1所示，巷道的圍巖分類及支護(hù)可參考此表進(jìn)行分類和設(shè)計(jì)。

按照以往揭露陷落柱巖性分析，一般常見(jiàn)為中等穩(wěn)定、不穩(wěn)定、極不穩(wěn)定三種類型。

6 根據(jù)圍巖性質(zhì)確定支護(hù)形式

以工作面順槽矩形斷面掘進(jìn)錨網(wǎng)支護(hù)遇陷落柱情況為例進(jìn)行支護(hù)選擇探討：

①陷落柱巖性中等穩(wěn)定采取錨桿+鋼筋梁+網(wǎng)+錨索聯(lián)合支護(hù)形式。支護(hù)形式及支護(hù)參數(shù)如下面斷面圖1要求：

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圖1

②陷落柱巖性不穩(wěn)定采取梯形工字鋼棚+金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。支護(hù)形式及支護(hù)參數(shù)如下面斷面圖2要求：

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圖2

③陷落柱巖性極不穩(wěn)定采取錨桿+金屬可縮支架。

支護(hù)形式及支護(hù)參數(shù)如斷面圖3要求：

7 維護(hù)要求

地質(zhì)構(gòu)造帶作為特殊支護(hù)地段，雖采取合適的支護(hù)形式進(jìn)行有效支護(hù)，但隨著巷道服務(wù)年限延長(zhǎng)，圍巖變化會(huì)對(duì)支護(hù)造成一定破壞，所以必須對(duì)該段支護(hù)進(jìn)行定期觀測(cè)，錨桿支護(hù)還應(yīng)對(duì)頂板進(jìn)行離層監(jiān)測(cè)，并用記錄牌板顯示，發(fā)現(xiàn)支護(hù)失效要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

8 結(jié)語(yǔ)

地質(zhì)構(gòu)造是煤礦井下巷道開(kāi)掘經(jīng)常會(huì)遇到的情況，及時(shí)制定安全措施，選擇合適的支護(hù)方式，并加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造帶支護(hù)情況的監(jiān)測(cè)，就會(huì)有效控制地質(zhì)條件變化對(duì)巷道掘進(jìn)的安全威脅，促進(jìn)礦井安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《煤礦安全規(guī)程》2011版.

[2]《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》2003版.煤炭工業(yè)出版社出版.

[3]康紅普，王金華，等編寫.煤巷錨桿支護(hù)理論與成套技術(shù)[M].2007版.

[4]王茂林編寫.綜掘工作面實(shí)用技術(shù)[M].煤炭工業(yè)出版社.

作者簡(jiǎn)介：張俊龍（1970-），男，山西長(zhǎng)治人，本科，工程師，主要從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)計(jì)工作；宋宇鵬（1985-），男，山西長(zhǎng)治人，本科，助理工程師，主要從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)計(jì)工作。endprint