趙浩++朱傳鵬

摘 要：“三軟”煤層指煤礦開采中遇到的軟的頂板巖層、軟的主采煤層和軟的煤層底板巖層，一般情況下，具有三軟特征的煤礦煤層和頂?shù)装寰鶠檐浫鯉r層。煤層裂隙發(fā)育，構(gòu)造復(fù)雜。本文主要介紹如何控制三軟煤層掘進(jìn)過程中掉頂、幫鼓情況，確保了安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：“三軟”煤層；軟弱巖層；掘進(jìn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.068

1 概況

陳蠻莊煤礦是肥成礦業(yè)集團(tuán)的骨干礦井，設(shè)計生產(chǎn)能力90萬噸/年，其3204軌道順槽掘進(jìn)工作面是3200采區(qū)回采巷道，屬三軟煤層，巷道壓力大、掘進(jìn)工作面頂板破碎，直接頂有 0.5m泥巖，以上至穩(wěn)定巖層為粉砂巖。巷道掘進(jìn)過程容易發(fā)生掉頂情況，后期巷道變形嚴(yán)重，幫鼓現(xiàn)象明顯。

2 問題及分析

2.1 地質(zhì)條件方面

（1）“三軟”煤層容易導(dǎo)致支護(hù)系統(tǒng)抵抗彈性變形的能力降低，當(dāng)支護(hù)系統(tǒng)周圍煤層的壓力達(dá)到支護(hù)系統(tǒng)的強(qiáng)度極限時，將導(dǎo)致頂板彎曲下沉，造成煤層上覆頂板破碎，使掘進(jìn)難度加大。

（2）三軟煤層揭露后極易風(fēng)化，易造成巷道的煤壁風(fēng)化脫落，使部分錨桿失效，導(dǎo)致片幫、掉頂，影響支護(hù)效果。

2.2 施工質(zhì)量管理方面

在3204軌道順槽掘進(jìn)過程中由于生產(chǎn)施工不到位，造成質(zhì)量原因?qū)е轮ёo(hù)體受到擾動、破壞，影響安全的因素如下：

（1）在掘進(jìn)施工過程中沒有嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙施工，炮眼位置不規(guī)范，周邊眼沒有緊貼巖面且沒有垂直于掘進(jìn)面，導(dǎo)致巷道成形比較差，巷道尺寸不符合設(shè)計規(guī)范，超寬、欠寬情況明顯，導(dǎo)致煤壁應(yīng)力集中使巷道變形、破壞。

（2）支護(hù)過程中由于巷道高度等因素制約導(dǎo)致錨桿、錨索打設(shè)角度不合適，且個別錨桿預(yù)緊力不足，導(dǎo)致支護(hù)系統(tǒng)的支撐力不足，使圍巖脫落，導(dǎo)致煤壁應(yīng)力集中，錨桿失效，進(jìn)而導(dǎo)致巷道變形、破壞。

（3）該礦3204軌道順槽頂板較破碎，且支護(hù)時頂板使用的錨網(wǎng)為直徑6mm、網(wǎng)格100×100mm的冷拔鋼筋網(wǎng)，頂板破碎巖體易從網(wǎng)格中掉落，從而導(dǎo)致部分高強(qiáng)錨桿失效，達(dá)不到設(shè)計要求的錨固力，從而巷道變形、破壞。

3 對策與實(shí)施

（1）巷道掘進(jìn)過程中要嚴(yán)格按中腰線施工，打眼時要按巷道中線確定巷道斷面，由于陳蠻莊煤礦煤質(zhì)松軟易碎，周邊眼布置時要設(shè)計巷道斷面邊界留出一些距離，并要控制好裝藥量，避免出現(xiàn)溜幫情況，導(dǎo)致巷道成型較差，支護(hù)時要檢測巷道是否存在欠挖情況，保證巷道成型，做到巷道成形圓滑、規(guī)則、平整。

（2）支護(hù)過程中要控制好錨桿、錨索的打設(shè)角度，保證打設(shè)錨桿錨索垂直巷道頂?shù)装?，支護(hù)強(qiáng)度符合設(shè)計規(guī)范，并在錨桿上加設(shè)預(yù)應(yīng)力螺帽，保證每根錨桿的預(yù)應(yīng)力。

（3）做好支護(hù)強(qiáng)度計算，選用錨桿時要按懸吊理論計算錨桿參數(shù)，并且設(shè)計出滿足支護(hù)需要的錨桿間、排距。

陳蠻莊煤礦3204軌道順槽掘進(jìn)工作面設(shè)計寬度B荒=4300mm，冒落拱高度約為700mm，該礦3204軌道順槽掘進(jìn)工作面均采用長度L=2400mm錨桿，正常條件下錨桿、錨索株排距均為800mm×800mm，滿足支護(hù)強(qiáng)度要求。滿足支護(hù)設(shè)計要求。

（4）頂板支護(hù)時敷設(shè)雙層網(wǎng)，里層采用柔性菱形鐵絲網(wǎng)，外層網(wǎng)采用直徑6mm的冷拔鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)片須緊貼巖面，成型規(guī)整，防止頂板破碎巖塊掉落而導(dǎo)致的頂部錨桿失效，冷拔鋼筋網(wǎng)每隔300 mm聯(lián)結(jié)一次，“三花”聯(lián)結(jié)，保證牢固可靠。

（5）鉆孔松幫泄壓，滯后工作面5m，采用ZQS-140型氣動手持鉆機(jī)配合直徑85mm鉆桿在巷道幫部施工鉆孔眼距為5m，孔深15m。

（6）巷道頂板破碎較嚴(yán)重時，可根據(jù)巷道頂板的實(shí)際情況將錨桿間、排距縮短到600 mm×600 mm，如支護(hù)系統(tǒng)強(qiáng)度達(dá)不到支護(hù)設(shè)計的效果，可再使用打設(shè)錨索梁加強(qiáng)支護(hù)。 頂板破碎嚴(yán)重、遇斷層時，傳統(tǒng)支護(hù)方式支護(hù)強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求時，可采用頂板注漿配合架棚方式加強(qiáng)支護(hù)。

陳蠻莊煤礦通過加強(qiáng)質(zhì)量管理，改變支護(hù)方式，并通過幫部松動卸壓，在3204軌道順槽掘進(jìn)工作面掘進(jìn)過程中有效緩解了巷道頂板掉頂、幫鼓情況，提高了勞動效率。

4 結(jié)論

在“三軟”煤層掘進(jìn)過程中要根據(jù)地質(zhì)條件要求支護(hù)時要達(dá)到相應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度，并系統(tǒng)通過地加強(qiáng)質(zhì)量管理，提高支護(hù)系統(tǒng)的支護(hù)質(zhì)量，松動卸壓等舉措，做到有效控制巷道掘進(jìn)過 程的掉頂、片幫的事故的發(fā)生，確保掘進(jìn)安全，提高掘進(jìn)的效率。

參考文獻(xiàn)：

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