崔安偉 朱海軍

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司一礦，山西 陽泉 045008）

1 概況

陽煤一礦位于山西省陽泉市，主采3#、12#、15#煤層，井田構(gòu)造形態(tài)基本呈一單斜狀，沿單斜走向和傾向均發(fā)育有次一級的較平緩的褶皺群和層間斷裂構(gòu)造，局部地段發(fā)育有陡傾撓曲，井田內(nèi)陷落柱較發(fā)育，發(fā)現(xiàn)陷落柱381個(gè)，絕大部分為井下采掘工程所揭露，陷落柱成為影響開采的最主要地質(zhì)因素。

目前，井田初期地質(zhì)構(gòu)造條件簡單的采區(qū)已基本開采結(jié)束，生產(chǎn)、準(zhǔn)備采區(qū)均已進(jìn)入后期地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜區(qū)域，無碳柱、斷層等發(fā)育相對密集。如何確定合理的過構(gòu)造帶支護(hù)形式，是影響礦井安全生產(chǎn)和快速掘進(jìn)的關(guān)鍵因素。

2 支護(hù)方案對比分析

結(jié)合一礦的地質(zhì)情況，通過對過構(gòu)造帶的三種支護(hù)方式進(jìn)行分析、研究，確定符合實(shí)際情況的支護(hù)方法和支護(hù)方式。

2.1 全錨索+網(wǎng)+鋼帶和套棚聯(lián)合支護(hù)

采用錨桿、錨索主動支護(hù)為主，有效控制巷道圍巖。同時(shí)考慮到無碳柱上方圍巖排列雜亂無章，需要對構(gòu)造區(qū)進(jìn)行套棚聯(lián)合支護(hù)。兩種支護(hù)方式相互補(bǔ)充，如圖1所示。

圖1 全錨索+網(wǎng)+鋼帶和套棚聯(lián)合支護(hù)示意圖

優(yōu)點(diǎn)：支護(hù)方式以主動支護(hù)為主，被動支護(hù)為輔，支護(hù)方式相互補(bǔ)充，支護(hù)雙保險(xiǎn)。

缺點(diǎn)：主動、被動雙重支護(hù)工程量大，套棚支護(hù)工藝繁瑣，工程量大，需要專業(yè)施工隊(duì)伍施工，易造成同一作業(yè)地點(diǎn)兩支隊(duì)組交叉作業(yè)，增加生產(chǎn)安全隱患。

2.2 全錨索+網(wǎng)+鋼帶和無腿棚聯(lián)合支護(hù)

支護(hù)方法以全錨索支護(hù)為主，同時(shí)用50°斜角錨索懸吊Ф22木梁形成無腿棚支護(hù)結(jié)構(gòu)。

巷道圍巖冒落方式，一般表現(xiàn)為巷道正上方頂板的拱形冒落。若出現(xiàn)較大范圍圍巖冒落，會造成錨固端結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，錨索支護(hù)失效。而采用斜角錨索懸吊Ф22木梁形成無腿棚支護(hù)結(jié)構(gòu)，懸吊錨索錨固段處在冒落范圍外，不易造成錨固端結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、錨索失效，從而有效發(fā)揮無腿棚的輔助支護(hù)作用，如圖2所示。

圖2 全錨索+網(wǎng)+鋼帶和無腿棚聯(lián)合支護(hù)示意圖（mm）

優(yōu)點(diǎn)：以無腿棚支護(hù)結(jié)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)套棚支護(hù)，套棚作業(yè)不用支設(shè)棚腿，改用錨索懸吊，提高了木棚支護(hù)強(qiáng)度，簡化了套棚工藝和工序，提高了施工機(jī)械化程度，降低了部分施工勞動強(qiáng)度，提高了施工效率。

缺點(diǎn)：簡化了部分套棚支護(hù)工序，上梁勾頂工程量仍較大，仍存在多隊(duì)組交叉作業(yè)。

2.3 全錨索+網(wǎng)+鋼帶和5m槽鋼托梁聯(lián)合支護(hù)

進(jìn)一步優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)，采用全錨索+補(bǔ)強(qiáng)錨索+信號柱的聯(lián)合支護(hù)方式，即：（1）采用Ф21.6×7.2m主錨索+鋼帶+金屬網(wǎng)進(jìn)行全斷面支護(hù)；（2）在巷道中間布置2趟5m長3眼槽鋼+Ф21.6×9.2m錨索，進(jìn)行支護(hù)補(bǔ)強(qiáng)；（3）在構(gòu)造段鋼帶下每隔3m支設(shè)一根木柱作為信號柱，以便觀察巷道來壓和變形情況。如圖3所示。

圖3 全錨索+網(wǎng)+鋼帶和5m槽鋼托梁聯(lián)合支護(hù)示意圖

優(yōu)點(diǎn)：

（1）支護(hù)工藝統(tǒng)一，施工簡單。巷道主支護(hù)和補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)均采用錨索支護(hù)，錨索支護(hù)隊(duì)組人員施工嫻熟，有利于安全、高效掘進(jìn)。

（2）補(bǔ)強(qiáng)錨索與巷道成50°夾角，錨固段進(jìn)入冒落拱外基巖內(nèi)，當(dāng)陷落柱發(fā)生冒落時(shí)，由于錨固段始終處于穩(wěn)定的基巖內(nèi)，能夠有效地控制頂板變形和冒落。

（3）掘進(jìn)效率大大提高。采用錨索+支棚的支護(hù)工藝，隊(duì)組一班僅能施工0.8m，采用該工藝后可施工1.6m，掘進(jìn)效率增加了一倍。

3 結(jié)語

通過摸索實(shí)踐和現(xiàn)場應(yīng)用，確定了適應(yīng)本礦過構(gòu)造帶掘進(jìn)支護(hù)方法，不僅過構(gòu)造期間生產(chǎn)效率提高了一倍，而且解決了傳統(tǒng)套棚作業(yè)工序復(fù)雜、勞動效率低、勞動強(qiáng)度高等問題，對陽泉礦區(qū)過構(gòu)造帶的支護(hù)方式選擇具有借鑒作用。