王燕飛

（長(zhǎng)治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司， 山西 長(zhǎng)治 047100）

引言

山煤集團(tuán)長(zhǎng)治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司3-8052綜采面在采煤過(guò)程中，由于巷道受3-803工作面采空區(qū)側(cè)向支承壓力影響，巷道頂板及煤柱側(cè)幫壓力較大，部分段巷道頂板出現(xiàn)下沉及錨索托盤受力變形現(xiàn)象。另外，巷道前段、中段分別受陷落柱X8-18和斷層F8-11、F8-22影響，巷道頂幫煤巖較為破碎，增大支護(hù)難度[1]。因此，為保障巷道的安全使用，必須對(duì)該巷道采取加強(qiáng)支護(hù)的措施，提出可靠的安全支護(hù)管理方法，為煤礦安全持續(xù)生產(chǎn)提供保障。

1 3-805綜采面順槽巷道原支護(hù)形式及材料規(guī)格

3-805綜采工作面順槽巷道設(shè)計(jì)斷面為5.2 m×3.1 m，沿煤層底板掘進(jìn)。根據(jù)鄰近工作面兩巷道礦壓觀測(cè)資料和同煤層鄰近巷道的支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，3-805綜采工作面順槽巷道頂板采用錨桿+錨索+鋼梁+經(jīng)緯金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，兩幫采用錨桿+鋼梁+經(jīng)緯金屬網(wǎng)的支護(hù)方式。

為防止巷道頂板巖層發(fā)生大面積整體垮落，順槽頂、幫錨桿均采用Φ22 mm×2 400 mm左旋螺紋鋼錨桿，頂錨桿間排距為800 mm×800 mm，幫錨桿間排距為850 mm×800 mm；錨索采用Φ22 mm×9 000 mm的19股高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，將錨桿加固的“組合梁”整體懸吊于堅(jiān)硬巖層中，每排2根，錨索間距為2 400 mm，排距為1 600 mm；順槽每掘進(jìn)50 m全斷面鋪設(shè)一排絕緣網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)要求與金屬網(wǎng)相同，具體見(jiàn)表1。

根據(jù)鄰近工作面兩順槽礦壓觀察數(shù)據(jù)及支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，安裝頂錨桿預(yù)緊力不低于320 N·m，錨固力不小于150 kN；幫錨桿預(yù)緊力不低于320 N·m，錨固力不小于100 kN；錨索預(yù)應(yīng)力不低于150 kN，錨固力不小于300 kN。頂錨桿角度垂直于頂板，遇裂隙時(shí)，錨桿要盡量垂直于裂隙面；幫錨桿垂直巷幫布置，達(dá)到實(shí)現(xiàn)安全支護(hù)的效果。

表1 3-8052綜采面順槽原支護(hù)材料規(guī)格表

2 3-805綜采面順槽巷道加強(qiáng)支護(hù)的技術(shù)措施

針對(duì)3-805順槽部分段巷道頂板出現(xiàn)下沉及錨索托盤受力變形現(xiàn)象，為保證巷道使用安全，工作面的順利安全開采，經(jīng)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)、檢查，先后制定多種解決方案，最終確定以下技術(shù)加強(qiáng)支護(hù)的措施：

1）新掘巷道變更錨索排距1 600 mm為800 mm。對(duì)于已掘巷道頂板完整且壓力大的區(qū)域，采取補(bǔ)打兩根錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，即錨索排距變?yōu)?00 mm。錨索采用Φ22 mm×9 000 mm，間距為2 400 mm，與原錨索錯(cuò)開打設(shè)。錨索鉆孔直徑32 mm，錨固劑采用k2335型一支、Z2360型二支，預(yù)應(yīng)力不低于150 kN，錨固力為300 kN。

2）600～620 m、650～660 m、675～690 m段巷道頂板破碎且頂板壓力大，該區(qū)域巷道采用單體液壓支柱與π型梁架棚支護(hù)，如下頁(yè)圖1所示。架棚采用4.8 m的π型梁與單體液壓支柱進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)方式為一梁三柱，棚距1 000 mm，柱頭須用防倒繩與頂板鋼梁進(jìn)行連接，每根單體液壓支柱采用一根拉桿聯(lián)接固定，單體液壓支柱初撐力不得小于90 kN；單體液壓支柱須支設(shè)在硬底上，當(dāng)巷道底板松軟時(shí)須穿柱鞋。當(dāng)巷道帶有坡度時(shí)，迎山角要合格。

3）針對(duì)順槽前段41 m拐彎處，處于陷落柱區(qū)域，頂板有淋水，為保證巷道使用安全，拐彎處前后各5 m采用“錨索+槽鋼”支護(hù)方式進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。錨索選用Φ22 mm×9 000 mm，間排距為1 600 mm×1 600 mm，與原錨索錯(cuò)開打設(shè)，錨索托盤選用140 mm×140 mm×20 mm金屬托盤；錨固劑選用k2335一支、Z2360兩支。槽鋼選用18號(hào)槽鋼，每根長(zhǎng)5.5m，槽鋼兩側(cè)需焊接異形托盤，托盤鋼板厚度不小于20 mm[2]。兩側(cè)角錨索與頂板夾角60°打設(shè)，如圖2所示。

圖1 單體液壓支柱與π梁架棚支護(hù)（單位：mm）

圖2 拐彎處采用“錨索+槽鋼”加強(qiáng)支護(hù)（單位：mm）

4）針對(duì)煤柱側(cè)幫變形區(qū)域采用補(bǔ)打幫錨索方式加強(qiáng)支護(hù)，幫錨索排距0.8 m，距底板2.2 m處垂直幫部打設(shè)。幫錨索Φ22 mm×6 500 mm，托盤選用250 mm×250 mm×20 mm金屬托盤，鉆孔直徑32 mm，錨固劑選用k2335一支、Z2360兩支，預(yù)應(yīng)力不低于150 kN，錨固力為300 kN。

5）針對(duì)陷落柱其他區(qū)域采取工字鋼架棚支護(hù)，且架棚區(qū)域超出陷落柱范圍5 m，工字鋼選用礦用11號(hào)工字鋼，棚距1 000 mm，棚頂、幫均用木背板背緊背實(shí)，背板長(zhǎng)度為1 400 mm，間距為4 00 mm，棚腿底部焊接150 mm×150 mm×10 mm鋼托板。為防止棚受壓后整體下沉，架棚時(shí)確保柱底為硬底，否則必須穿鞋；工字鋼棚采用六根拉桿連接，拉桿采用22號(hào)圓鋼，每根棚腿兩根（距棚腿底1 000 mm，棚頂500 mm處各一根），棚梁兩根（距棚梁兩側(cè)500 mm處各一根）；當(dāng)巷道帶有坡度時(shí)，工字鋼棚迎山角要合格[3]。

3 加強(qiáng)3-805綜采面順槽巷道支護(hù)的安全管理方法

3.1 巷道頂板支護(hù)的安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)及安全管理

首先每班開工前，當(dāng)班班組長(zhǎng)要組織開展頂板隱患排查、辨識(shí)危險(xiǎn)源，對(duì)頂、幫壓力大地段設(shè)置圍巖變形觀測(cè)牌板，作業(yè)隊(duì)組每班安排專人進(jìn)行觀測(cè)填寫，并及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，以便采取進(jìn)一步措施。其次，作業(yè)隊(duì)組及時(shí)跟進(jìn)工作面進(jìn)度補(bǔ)打木點(diǎn)柱，安排專人觀測(cè)點(diǎn)柱受擠壓、變形、彎曲、柱體開裂等情況，以便及時(shí)采取措施，加強(qiáng)該段支護(hù)。最后，作業(yè)隊(duì)組嚴(yán)格按照正規(guī)作業(yè)循環(huán)圖表作業(yè)，遇特殊地質(zhì)條件在掘進(jìn)時(shí)執(zhí)行短掘快支，正確使用臨時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁任何人員空頂作業(yè)[4]。

另外，合理高效的組織協(xié)調(diào)是支護(hù)作業(yè)安全管理的有效保障。針對(duì)支護(hù)出現(xiàn)的問(wèn)題，必須要由安全部門、生產(chǎn)部門、技術(shù)部門聯(lián)合共同制定解決問(wèn)題方案，由技術(shù)部門負(fù)責(zé)制定技術(shù)措施；生產(chǎn)部門負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)安排人力物力；安全部門負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督及工程質(zhì)量驗(yàn)收，三個(gè)部門各負(fù)其責(zé)、互相配合，共同服務(wù)作業(yè)隊(duì)組，確保支護(hù)作業(yè)保質(zhì)保量完成，真正為作業(yè)隊(duì)組安全生產(chǎn)起到保駕護(hù)航作用[5-6]。

3.2 巷道頂板支護(hù)的分級(jí)管控及培訓(xùn)考核

強(qiáng)化對(duì)綜采工作面頂板的安全管理是煤礦安全管理的重要工作[6]。為切實(shí)做好工作面頂板管理工作，采用分級(jí)管理辦法，明確劃分出礦、科、隊(duì)各級(jí)部門或人員的職責(zé)。首先，礦井要安排好頂板管理所需要的投入，定期組織對(duì)頂板隱患排查和整改工作的檢查與考核。其次，各相關(guān)技術(shù)科室要強(qiáng)化工作面頂板的技術(shù)管理，隊(duì)組要按照職責(zé)要求，做好工作面現(xiàn)場(chǎng)的頂板隱患排查與整改工作，防止頂板事故發(fā)生，確保工作面頂板狀況滿足現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)的要求。

為調(diào)高綜采工作面頂板支護(hù)的安全管理，著重對(duì)該工作面的相關(guān)作業(yè)人員實(shí)行全面安全知識(shí)培訓(xùn)。作業(yè)隊(duì)組要加強(qiáng)員工班前、班后會(huì)安全技術(shù)措施、操作規(guī)程、危險(xiǎn)源辨識(shí)、應(yīng)急避險(xiǎn)、自救互救等專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高員工安全技能水平，確保上安全崗、干放心活。本礦每旬對(duì)采、掘、開工作面組織一次頂板支護(hù)動(dòng)態(tài)檢查，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作面單體支柱初撐力、錨桿（索）拉拔力、錨固力及預(yù)緊扭矩，對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的影響支護(hù)質(zhì)量的問(wèn)題，按規(guī)定進(jìn)行處罰，以確保工作面頂板支護(hù)安全可靠。