安 卓

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)金家渠煤礦籌建處

神華寧煤集團(tuán)金家渠煤礦為基建礦井，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4.0Mt/a，屬水文地質(zhì)復(fù)雜型礦井。首采工作面為11采區(qū)斜井以北金家渠斷層以西布置的第一個回采工作面，110301工作面回風(fēng)順槽為首采工作面最上部順槽，距風(fēng)氧化帶下邊緣最小垂深25m，采用綜合機(jī)械化掘進(jìn)法沿3煤掘進(jìn)。

3煤頂板為粉砂巖隔水層，厚度約為3.11m。粉砂巖之上是粗砂巖含水層，受煤層風(fēng)氧化帶影響，回風(fēng)順槽掘進(jìn)施工至1200m位置時，3煤及其圍巖強(qiáng)度降低、裂隙發(fā)育導(dǎo)通頂板含水層，導(dǎo)致巷道涌水量增大。我礦主要通過頂板水防治、巷道支護(hù)優(yōu)化及施工組織管理三個方面重點(diǎn)管控，確保了安全施工。

二、頂板水防治

頂板水防治采取了工作面迎頭注漿堵水配合施工放水鉆孔集中放水相結(jié)合的方式。

采用水泥與水玻璃按照1：1比例配置成的雙液漿，沿巷道斷面輪廓向工作面頂板斜上方每隔1m打設(shè)一組注漿孔，進(jìn)行注漿，起封堵頂板涌水目的。

1.注漿壓力

巷道圍巖圍巖變軟破碎，承壓力低，故選擇采用低壓注漿。經(jīng)計(jì)算，最終選擇終壓為20～30 kg/cm2，最大不超過40 kg/cm2。

2.注漿材料

采用水泥-水玻璃漿液，具有凝膠時間短，施工工藝簡單，操作方便，結(jié)實(shí)體強(qiáng)度高，抗?jié)B性能好等優(yōu)點(diǎn)。

水泥采用P.O42.5R硅酸鹽水泥，水玻璃濃度稀釋為30～40Be。單、雙液漿的使用條件和水泥漿的初始濃度根據(jù)注漿孔的出水量來確定，一般為1：1。

3.設(shè)備選型

選用QZB-50/60型風(fēng)動注漿泵，使用風(fēng)壓7kg/cm2。注漿孔使用風(fēng)動鑿巖機(jī)配φ42mm鉆頭施工，注漿管采用Φ42mm厚4mm的無縫鋼管加工。

該種方法能夠?qū)ぷ髅嬗^淋水進(jìn)行有效封堵，改善作業(yè)環(huán)境。

三、巷道支護(hù)優(yōu)化

(一)巷道支護(hù)參數(shù)

回風(fēng)順槽永久支護(hù)設(shè)計(jì)為錨網(wǎng)噴+鋼帶聯(lián)合支護(hù)。為確保頂板安全，在工作面受風(fēng)氧化帶影響、圍巖變軟區(qū)域內(nèi)原有支護(hù)參數(shù)不變的情況下，架設(shè)U型鋼支架加強(qiáng)支護(hù)，同時采用管棚支護(hù)的方式作為超前支護(hù)。(見圖1)

圖1113001工作面回風(fēng)順槽管棚支護(hù)斷面圖

(二)施工方法

1.在工作面迎頭向后30m處施工疏水鉆孔，集中疏放水，釋放頂板壓力，并對巷道掘進(jìn)方向風(fēng)氧化帶影響范圍進(jìn)行預(yù)探。

2.掘進(jìn)施工前，首先在迎頭架設(shè)U型鋼支架，然后在已安裝好的鋼支架上方施工鋼管安裝孔。打眼角度為巷道拱部輪廓線向外偏10°，孔深2.2m，間距為300mm。

3.清理鉆孔內(nèi)煤巖屑，將鋼管砸入安裝孔內(nèi)，起到超前支護(hù)作用，然后采用雙股8#鐵絲將鋼管與U型鋼支架綁扎牢固。4.縮短循環(huán)進(jìn)度為800mm，減少工作面空頂距。

四、施工組織管理

1.嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)度，采取有效的超前支護(hù)形式。工作面采用管棚支護(hù)進(jìn)行臨時超前支護(hù)，能夠有效防止頂板破碎煤巖冒落，確保作業(yè)環(huán)境安全，同時將每循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺調(diào)整為800mm，減小空頂距離，加快錨網(wǎng)支護(hù)施工效率，及時對頂板進(jìn)行永久支護(hù)。

2.采用主動支護(hù)與被動支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方式，加強(qiáng)頂板支護(hù)強(qiáng)度。主動支護(hù)采用錨桿支護(hù)，利用錨桿支護(hù)的組合拱理論及擠壓加固作用，將巷道圍巖擠壓加固，阻止裂隙擴(kuò)大。同時架設(shè)U型鋼支架進(jìn)行被動支護(hù)，提高巷道抗壓強(qiáng)度。

3.工作面迎頭安裝水泵，敷設(shè)排水管路。各排水點(diǎn)水泵保證一備一用，每天安排專人進(jìn)行排水設(shè)備、管路的檢修、維護(hù)，確保排水系統(tǒng)安全可靠。

4.工作面迎頭施工完畢后，立即噴漿成巷封閉圍巖，防止巷道圍巖進(jìn)一步風(fēng)化、氧化，同時起到補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)的作用。

五、經(jīng)驗(yàn)結(jié)論

金家渠煤礦110301工作面回風(fēng)順槽過風(fēng)氧化帶施工期間，通過采用注漿堵水與集中疏放水相結(jié)合的方式控制頂板含水層涌水，改善了作業(yè)人員施工環(huán)境。在頂板支護(hù)中采用錨網(wǎng)噴支護(hù)與架棚支護(hù)相結(jié)合的方式，強(qiáng)化了巷道頂板支護(hù)效果，確保巷道頂板安全。同時采用管棚支護(hù)作為超前支護(hù)，有效防范了頂板破碎煤巖冒落。通過實(shí)踐證明，該種施工方式在風(fēng)氧化帶頂板條件下巷道掘進(jìn)施工中能夠有效控制巷道頂板，滿足安全施工要求，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司金家渠煤礦初步設(shè)計(jì)(修改)說明書，中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院，2011年09月。