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        沿空巷道過斷層掘進(jìn)施工方案探討

        2019-04-09 11:26:14尹思遠(yuǎn)
        山東煤炭科技 2019年3期
        關(guān)鍵詞:鋼帶煤柱錨索

        皇 偉 尹思遠(yuǎn)

        (河南能源化工集團(tuán)永煤公司陳四樓煤礦,河南 永城 476600)

        1 引言

        陳四樓煤礦是河南能源化工集團(tuán)下屬永煤公司的骨干礦井,于1997年11月建成,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力240萬t/a,2009年核定生產(chǎn)能力450萬t/a,目前隨著礦井開采深度的不斷加深,礦山壓力顯現(xiàn)和采掘支護(hù)方面的問題日益突出,應(yīng)用沿空掘巷的方式,成功解決了回采巷道布置的難題,但在無煤柱沿空掘進(jìn)巷道過斷層方面仍然是一個(gè)難題。本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,確定了過斷層的施工方案,為無煤柱沿空掘進(jìn)巷道過斷層積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

        2 無煤柱沿空掘巷掘進(jìn)工作面過斷層的施工實(shí)例

        2515上順槽位于陳四樓煤礦五采區(qū),設(shè)計(jì)長度為856m,沿二2煤層掘進(jìn),巷道為無煤柱沿空掘巷,煤層傾角6~15°,平均11°,煤層頂?shù)装迩闆r如表1。

        在2515上順槽掘進(jìn)工作面遇到落差4m的正斷層(513Fg27斷層產(chǎn)狀:傾向197°,傾角33°,落差4.0m),斷層構(gòu)造情況如表2。

        表1 煤層頂?shù)装迩闆r

        表2 斷層構(gòu)造情況

        2.1 過斷層方案

        2515上順槽掘進(jìn)工作面施工至515S8測(cè)點(diǎn)前54m處,變更施工坡度,由+6°變更至0°施工,巷道頂板順煤層施工揭露斷層面后,滿足巷道高度后,按0°向前施工,預(yù)計(jì)施工巖巷3m,半煤巷35.5m(如圖1)。

        圖1 2515上順槽過斷層預(yù)想平、剖面圖

        (1)支護(hù)形式:巷道過斷層期間頂板采用Φ22×2200mm高強(qiáng)錨桿+金屬網(wǎng)+M鋼帶(4.0m)支護(hù),錨桿間排距為750×800mm。頂板布置三排錨索梁,以巷中為中心向兩邊各偏800mm布置第一排及第二排錨索梁(靠近采空區(qū)側(cè)),第三排錨索梁距離第二排錨索梁600mm(偏向采空區(qū)側(cè)),錨索規(guī)格均為Φ21.6×8300mm的鋼絞線,錨索間距1300mm。巷道工作面?zhèn)认飵筒捎忙?2×2200mm高強(qiáng)錨桿+金屬網(wǎng)+M鋼帶(1.6m與1.0m鋼帶搭接)支護(hù),錨桿排距為800mm;巷道非工作面?zhèn)认飵筒捎忙?1.5mm鋼絲繩+金屬網(wǎng)+雙抗網(wǎng)”支護(hù),鋼絲繩排距為800mm(如圖2)。過斷層期間,如頂板破碎,巖性較差,可縮小錨桿排距至700mm。非工作面?zhèn)热繇敯鍓毫^大、頂板破碎、巖性較差時(shí),在非工作面?zhèn)瓤拷飵臀恢醚a(bǔ)打36U型鋼點(diǎn)柱加強(qiáng)支護(hù),點(diǎn)柱間距800mm。

        (2)過斷層期間準(zhǔn)備的支護(hù)材料:M鋼帶(4000mm)、高強(qiáng)錨桿(Φ22×2200mm)、金屬網(wǎng)(1000×2200mm)、金屬網(wǎng)(1000×2000mm)、雙抗網(wǎng)(1400×4000mm)、M鋼帶(1600mm)、M鋼帶(1000mm)、錨索(Φ21.6mmL=8300mm)、錨索(Φ21.6mmL=6300mm)、錨索(Φ18.9mmL=3000mm)、鋼絲繩(Φ21.5mm)、樹脂錨固劑(MSCK2350)、樹脂錨固劑(MSM2350)、錨索托盤(250×250×16mm)、錨索托盤(150×150×16mm)、錨索托盤(90×90×16mm)、鎖具(MT-200-21.6)、鎖具(MT-200-18.9)、槽鋼梁(12#)等。

        圖2 2515上順槽過斷層巷道斷面支護(hù)圖

        2.2 施工步驟

        過斷層期間,驗(yàn)收員在巷道兩幫提前畫好腰線,嚴(yán)格按照腰線坡度進(jìn)行施工。

        采取邊掘邊探的原則,每班對(duì)上盤煤層進(jìn)行探測(cè),掌握斷層上盤煤層與巷道的法向距離。

        過斷層期間,當(dāng)所破巖石為砂質(zhì)泥巖或泥巖時(shí),使用掘進(jìn)機(jī)截割巖石掘進(jìn);當(dāng)所破巖石為中細(xì)砂巖或其他較硬巖石時(shí),巷道采用鉆眼爆破方式施工,手鎬輔助施工,掘進(jìn)機(jī)出煤、矸,嚴(yán)禁使用掘進(jìn)機(jī)直接截割堅(jiān)硬巖石。在煤層中采用鉆眼爆破法施工時(shí),采用遠(yuǎn)距離爆破工藝進(jìn)行施工。

        2.3 安全注意事項(xiàng)

        (1)作業(yè)前,作業(yè)人員必須對(duì)作業(yè)地點(diǎn)安全情況進(jìn)行全面檢查,確認(rèn)安全后,方準(zhǔn)作業(yè)。當(dāng)頂板破碎時(shí),一個(gè)循環(huán)掘進(jìn)1排,必須堅(jiān)持“敲幫問頂”制度。敲幫問頂工作由班組長親自負(fù)責(zé),敲幫問頂前,必須將工作面5m范圍內(nèi)的材料、工具等移開,保證后路暢通,作業(yè)人員站在永久支護(hù)下的安全地點(diǎn)操作。一人用長柄工具(長度不小于2.5m,一頭尖一頭扁的鋼釬)處理頂幫的活矸、活煤;另一人配合監(jiān)視頂幫,監(jiān)視人員站在找頂人員的側(cè)面,找頂要由外向里,先頂后幫,嚴(yán)禁多處同時(shí)進(jìn)行,找矸處不準(zhǔn)進(jìn)行其他工作。

        (2)加強(qiáng)迎面墻防片幫的管理,發(fā)現(xiàn)危巖活矸及時(shí)搗掉,防止煤、巖體片落傷人;打頂錨時(shí),有專人監(jiān)護(hù)著迎面墻和煤墻兩幫,發(fā)現(xiàn)有活矸、活煤立即搗掉。

        (3)巷道過斷層后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巷道斷面的變形及頂板離層儀讀數(shù)等礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)情況,可采用噴漿后注漿加固頂板巖層或直接使用U型鋼棚套棚等措施確保巷道支護(hù)完好,保證回采期間的安全施工。

        (4)為了便于回采和皮帶輸送機(jī)后期的運(yùn)輸,過斷層時(shí)起上坡或壓下坡找煤時(shí),施工坡度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況越小越好,最好能夠不大于12°。

        3 結(jié)論

        無煤柱沿空掘進(jìn)巷道在過斷層時(shí),加強(qiáng)頂板管理防止冒頂是過斷層的關(guān)鍵。斷層兩側(cè)附近裂隙相對(duì)發(fā)育,壓力相對(duì)增大,必須加密錨桿間排距并配合使用錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù);當(dāng)錨桿支護(hù)無法滿足要求,后期可采用壁后注漿,套U型鋼棚等措施。

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