韓文盛

（山西焦煤霍州煤電集團呂臨能化有限公司龐龐塔煤礦, 山西 呂梁 033200）

1 巷道概況

龐龐塔煤礦五采區(qū)回風上山Ⅱ段開口位于五采區(qū)回風上山Ⅰ段8 號導線點前12.25 m 處（巷道正中）。巷道按60°方位角開口，先沿30°上山掘進46.8m 見5 號煤頂板，之后沿5 號煤頂板掘進143.2m，再以15°方位角拐彎沿5 號煤頂板掘進96.7 m，之后以43°方位角沿5 號煤頂板掘進152 m（預計坡度16°上山），再平掘10 m，最后沿25°下山掘進46.1 m 到位，巷道設計長度為494.8 m。

巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.5 m×3.5 m，巷道掘進的5 號煤層平均厚度為5.9 m，平均傾角為4°，5號煤層節(jié)理發(fā)育，煤層結構復雜，煤層中部夾二層碳質泥巖，煤層厚度變化不大，屬較穩(wěn)定煤層，夾矸總厚度約為1.3 m，巖性多數(shù)為碳質泥巖、局部有少量泥巖，由于泥巖普氏硬度f=2，對回采影響不大。

回風上山Ⅱ段采用綜合機械化掘進工藝，截止目前巷道已掘進370 m，距揭露F11 斷層剩余25 m，F(xiàn)11 斷層落差為2.4 m，傾角為65°為正斷層，受斷層影響巷道預計掘進至390 m 時進入受應力影響區(qū)，為了保證巷道掘進安全以及提高巷道掘進速度，巷道過F11 斷層期間對掘進工藝及支護工藝進行優(yōu)化[1]。

2 掘進支護工藝優(yōu)化改進

2.1 掘進工藝優(yōu)化

由于F11 斷層落差大，而且煤層的下移程度比較嚴重，在沒有穩(wěn)定支護的前提下強行通過斷層很容易造成施工難度大、工作量大及煤炭回收率低等技術難題，同時受采動及構造應力的影響，很容易出現(xiàn)頂板垮落的事故。通過現(xiàn)場觀察研究，決定采用松動爆破的方式通過斷層。

1）巷道從407 m 處開始進行探巷工作，每探巷30 m 后再掘進20 m，按照這樣的規(guī)律一直將工作面推進至425 m 處后開始采用松動爆破。

2）回風上山Ⅱ段掘進揭露斷層后，巷道保持留頂煤破底巖的方式向下掘進，工作面在推進期間避免出現(xiàn)空頂作業(yè)，對出現(xiàn)空頂?shù)膮^(qū)域及時補打支護。

3）當巷道下山掘進25 m 后，且揭露F11 斷層上盤巖石層后，及時調整掘巷道掘進角度，沿5 號煤層頂板繼續(xù)掘進。

2.2 優(yōu)化支護工藝

掘進工作面在推進至330 m 處后工作面保持留頂煤破底巖的方式向下掘進，在向下掘進時需對巷道頂板預留厚度為0～2.4 m 的三角煤柱，然而由于該煤層為石炭系煤層，煤質比較松軟、破碎度較大且穩(wěn)定性差，受采動影響、頂板壓力及爆破震動的影響下很容易出現(xiàn)三角煤柱垮落的情況，一旦頂板垮落就會出現(xiàn)2.4 m 高冒區(qū)，這不僅會造成空頂處瓦斯的大量積聚，還會導致工作人員支護難度加大，因此必須采取有效的支護措施對三角煤質進行支護后才能繼續(xù)掘進[2]。

1）為了維護下山巷道頂板的穩(wěn)定，決定采用撞楔超前支護+永久支護的方式聯(lián)合進行維護，撞楔支護由若干根長度為3.5 m，直徑為30 mm 加長鋼錨桿組成。

2）巷道掘進至407 m 處后，通過現(xiàn)場給線來確定向下掘進的頂板位置，并用手持式鉆機在設計下山頂板位置施工10 個支護鉆孔，鉆孔的直徑為35 mm，深度為3.5 m，并向下呈8°的夾角，相鄰兩個鉆孔的距離為0.4 m。

3）將錨固劑、鋼針依次放入鉆孔內，并用鉆機對鋼針進行錨固，每個鋼針的錨固時間最少為1 min，并保持鋼針與巷道頂板平行，相鄰兩排超前支護排距為3.0 m。

4）頂板撞楔超前支護施工完成后，對工作面施工爆破鉆孔，每排布置5 個，共計布置3 排，爆破孔間距為1.0 m，排距為1.2 m，每次允許爆破孔數(shù)為5 個。

5）爆破完成及時對頂板施工錨桿（索）永久支護，頂板每排布置5 根錨桿，錨桿間排距為1.0 m，錨桿施工后在錨桿外露端安裝1 根長度為4.2 m 鋼帶，鋼帶安裝撞楔超前支護下方，并進行預緊，如圖1 所示[3-4]。

圖1 五盤區(qū)回風上山巷過斷層期間頂板聯(lián)合支護斷面示意圖（未標單位：mm）

6）巷道在過斷層期間頂板錨索更換為高強度恒阻錨索，每排布置3 根，錨索間距為1.8 m，排距為3.0 m，同一排錨索外露端安裝1 根長度為3.8 m，寬度為0.15 m 槽鋼。

3 過斷層期間安全注意事項

1）每班在過斷層帶期間均必須按照設計要求進行探巷作業(yè)，如發(fā)現(xiàn)工作面有異響、滲水及氣體時要及時停止作業(yè)，排查隱患后方可繼續(xù)前進。

2）安排專業(yè)的人員采用工具隨即檢查巷道下山的角度，發(fā)現(xiàn)下山角存在誤差時需及時糾正，確保巷道過斷層后能夠及時揭露上盤煤層。

3）在進行撞楔超前支護時要確保鉆孔的角度與下山掘進方向一致，在進行超前支護安裝時需提前對鉆孔內的浮煤進行清理，保證超前支護錨固質量。

4）爆破孔的鉆孔深度需保持在0.6～1.0 m 之間，單孔裝藥量不得超過300 g，爆破孔采用串聯(lián)連接方式，每次爆破的數(shù)量不得超過5 個[5]。

5）爆破前后需及時對頂板穩(wěn)定情況進行觀察，若發(fā)現(xiàn)頂板離層及冒頂時需及時進行支護。爆破后要及時清理煤矸并進行永久支護，嚴禁空頂作業(yè)。

6）下山段掘進到位后需對斷面進行地質勘察，確保巷道通過斷層后方可繼續(xù)沿煤層的頂板進行平行掘進，若還未通過斷層需繼續(xù)進行爆破施工。

4 應用效果

龐龐塔煤礦對五采區(qū)回風上山Ⅱ段過斷層期間采取松動爆破下山掘進，以及采取撞楔超前支護以及優(yōu)化原頂板永久支護，通過實際應用效果來看，采用下山掘進后減少掘進機破巖量，加快了巷道掘進速度，通過時過斷層期間支護優(yōu)化后，保證了巷道下山掘進頂板穩(wěn)定性，防止了頂板破碎、冒漏等現(xiàn)象，取得了顯著應用成效。