馬 超

（山東兗州大統(tǒng)礦業(yè)有限公司，山東 濟(jì)寧 272100）

1 礦井概況

山東兗州大統(tǒng)礦業(yè)有限公司位于兗州煤田西北邊緣，東部與興隆莊井田相鄰，南部與楊村井田相鄰。礦井井田面積12.522 5 km2，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力21 萬t/a，2006 年核定生產(chǎn)能力為39 萬t/a。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等，煤層賦存屬于結(jié)構(gòu)簡單全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。水文地質(zhì)類型為中等，礦井投產(chǎn)以來涌水量很小，涌水量等級為簡單。礦井及周邊老空分布情況一般。開采3 煤不受其直接充水水源3 煤頂、底板砂巖水和三灰水的威脅。3 煤受水害影響程度為中等。歷年瓦斯等級鑒定結(jié)果為低瓦斯礦井。東翼采區(qū)3 煤層具有煤塵爆炸危險性，爆炸指數(shù)37.66%，為Ⅱ類自燃煤層，自然發(fā)火期64 d。南翼采區(qū)3 煤層具有煤塵爆炸危險性，爆炸指數(shù)36.92%，為Ⅱ類自燃煤層，自然發(fā)火期80 d。一對立井開拓，單水平上下山長壁綜采工藝采煤，中央并列式通風(fēng)，一噸礦車雙層罐籠提升?！拔遄C一照”齊全，合法有效。主（副）井裝備有梯子間作為安全出口。

2 掘進(jìn)工作面情況

現(xiàn)掘進(jìn)工作面為F9305 軌道順槽，沿底掘進(jìn)，掘進(jìn)期間采用綜掘機(jī)破煤，刮板輸送機(jī)或皮帶輸送機(jī)運(yùn)煤的聯(lián)合運(yùn)輸方式。F9305 軌道順槽開門于F9305輔助運(yùn)輸巷，巷道基本沿底布置，與該巷道成90°58′夾角，開門施工先錨網(wǎng)支護(hù)，距離采空區(qū)約3 m改為錨網(wǎng)支護(hù)完畢后套棚施工，進(jìn)入采空區(qū)后改為架棚施工。F9305 軌道順槽開門施工至278 m 處為原9311 外切眼位置，在三角帶特殊區(qū)域中掘進(jìn)，施工至298 m 處揭露F14 斷層，落差約1.1～6.6 m，為防止冒頂及支護(hù)強(qiáng)度，實現(xiàn)安全掘進(jìn)，根據(jù)實際情況，采取三角區(qū)域及斷層前后加強(qiáng)支護(hù)、煤柱邊緣區(qū)域預(yù)注漿處理、打設(shè)超前管縫錨桿、注LFM 防滅火材料堵漏等措施通過。

3 煤柱邊緣區(qū)域預(yù)注漿處理

1）根據(jù)以往揭露情況，切眼煤柱邊緣區(qū)域煤巖破碎，易出現(xiàn)漏頂情況，在F9305 軌道順槽臨近切眼前6 m 臨時停掘，在巷道迎臉均勻布置5 處鉆孔，鉆孔自右?guī)拖蜃笠来闻判?，具體參數(shù)見表1。

表1 鉆孔參數(shù)表

2） 鉆孔由綜掘二隊施工，鉆頭φ不低于42 mm，鉆孔施工結(jié)束后由通巷工區(qū)逐節(jié)下入孔徑為1 寸的花管、注漿管，用鐵絲將注漿管固定在錨桿或網(wǎng)子上，然后使用氣動注漿泵或其它注漿泵向注漿管內(nèi)壓注水泥漿液，注漿量不受限制；若起壓時，壓力臨近4 MPa 時停止注漿，注漿完畢后在進(jìn)行掘進(jìn)。注漿鉆孔布置見圖1.

圖1 注漿鉆孔平面示意圖

4 F9305 軌道順槽三角帶特殊區(qū)域（原9311外切眼）中支護(hù)參數(shù)

1）采取撞楔法控制頂板及幫部破碎煤體，每次只能割1 架棚，三角區(qū)域前后5 m，棚距調(diào)整為600 mm，誤差±100 mm。

2）如揭露三角特殊區(qū)域,頂幫局部沒有壓實時有空洞時，對空洞區(qū)域注LFM防滅火材料堵漏。

5 F9305 軌道順槽過F14 斷層支護(hù)參數(shù)

1）每次只割1 架棚，斷層前后5 m，棚距調(diào)整為600 mm，誤差±100 mm。

2）架棚后在實體煤、巖中，在每棚中間打設(shè)一排錨桿，頂部為左旋無縱筋全螺紋鋼φ16 mm 的錨桿，長度為2 000 mm；幫部為左旋無縱筋全螺紋鋼φ16 mm 的錨桿，長度為1 500 mm，錨桿的排距為700 mm，誤差均為±100 mm，頂、幫部錨固長度均不少于700 mm，煤巷錨固力60 kN、巖石內(nèi)錨固力120 kN；幫部從頂板向下支護(hù)3 排錨桿，第1 排距頂板400 mm，第2 排距第1 排為700 mm，第3 排距第2 排為700 mm，均與幫垂直，誤差均為±100 mm。具體斷面支護(hù)參數(shù)見圖2.

圖2 F14 斷層中斷面支護(hù)圖

3）架棚后及時打設(shè)頂板錨桿，幫部錨桿支護(hù)距離迎頭不大于6 m。

4）巖石內(nèi)及實體煤內(nèi)不再進(jìn)行噴涂及打設(shè)注漿管。

6 在煤層內(nèi)防治漏（冒）頂技術(shù)

1）割1 架(棚距0.6 m)時一次截深0.6～0.8m 為宜，最大不超過1 m（從迎頭第1 架棚梁前端量?。?。

2）根據(jù)斷層落差情況，提前調(diào)整巷道坡度，巷道進(jìn)入對盤全煤后，繼續(xù)沿底煤進(jìn)行施工。具體過DF14 斷層預(yù)測剖面見圖3。

圖3 F9305 軌道順槽過F14 斷層預(yù)測剖面圖

3）割煤前，打設(shè)超前管縫錨桿，管縫錨桿使用MF43/1500，生根在工字鋼棚梁上，在靠近迎頭一架棚的棚梁上方緊貼棚梁按0.3～0.4 m 間距、25°～30°坡度砸投管縫式錨桿，如果煤體松軟，使用長度1 500 mm 管縫錨桿，不能滿足需要時，使用長度2 000 、3 000 mm 管縫錨桿，掘進(jìn)期間根據(jù)頂板實際情況，對超前管縫錨桿間距及個數(shù)適當(dāng)調(diào)整，以保證頂板不漏頂為準(zhǔn)。

4）打設(shè)超前管縫式錨桿，外端盡量打至棚梁，特殊情況外露（以棚梁外側(cè)量?。┘s50 mm。

7 在巖層內(nèi)防治漏（冒）頂技術(shù)

過斷層期間，頂板為巖石時，管縫錨桿不方便打設(shè)或打設(shè)較慢，不利于控制頂板時，在割煤前打設(shè)超前錨桿，使用φ16 mm×1 500 ㎜，超前錨桿與巷道頂板向上呈45°夾角。間距不大于0.7 m，根數(shù)不少于5 根，錨桿間距及根數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)整，以護(hù)頂為原則，每根錨桿采用采用1 根MSCK2570 型超快速樹脂錨固劑。

8 處理冒頂安全注意事項

1）若掘進(jìn)期間出現(xiàn)冒頂時，棚距按照600 mm（±100 mm）。在迎頭鋪上雙層金屬網(wǎng)，利用單體支柱斜頂住金屬網(wǎng)，戧柱的數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定，避免迎頭的矸石突然滑落，迎臉位置打設(shè)一排點(diǎn)柱,單體支柱間距0.8 m（誤差±0.1 m），單體支柱距離幫部不得大于1.0 m，單體支柱的間距以柱頭量取為準(zhǔn)，受現(xiàn)場矸石等環(huán)境影響時，打設(shè)點(diǎn)柱與頂板允許有一定的夾角，間距可調(diào)整。因單體支柱支設(shè)在冒落的矸石上，初撐力以水壓為準(zhǔn)。

2）架設(shè)永久鋼棚支護(hù)，幫部網(wǎng)子必須掛至底部，單體支柱兩幫側(cè)鋪設(shè)舊皮帶防止幫部矸石滑落。為了確保鋼棚的穩(wěn)定性，采用左旋無縱肋螺紋鋼φ16 mm 的錨桿配合夾板固定，錨桿長度為1 500 mm，錨固長度不少于700 mm，每個棚腿使用1 組專用夾板，位于棚腿的中上部。若松散煤體中錨桿錨固不住，棚腿不再固定時，前、后棚必須連鎖固定。

3）如頂板破碎較嚴(yán)重時在迎頭靠近頂板位置平行于頂板按照間距不大于200 mm 的距離插上一排1.5 m 長的錨桿、釬子或超前打設(shè)管縫式錨桿，作為超前支護(hù)。如與大塊矸石影響插錨桿或釬子時，錨桿、釬子及管縫式錨桿間距可以適當(dāng)調(diào)整，具體以避開大塊矸石為準(zhǔn)。采取撞楔法固化頂板時，由于打設(shè)管縫較為密集，背板傳不上時，不再要求傳設(shè)背板。

4）冒落的頂板處能夠穿進(jìn)φ60 mm 鋼管時及時穿鋼管用來控制矸石避免冒落。迎頭的金屬網(wǎng)必須扣扣用鐵絲相連。迎頭處理冒落的矸石時，前探梁必須緊跟工作面，前探梁上鋪設(shè)金屬網(wǎng)。迎頭過垮落段架棚時棚梁上按照不小于6 塊背板布設(shè)。處理過垮落段期間，要安排專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，保證退路暢通。

5）在施工期間如頂幫破碎片冒嚴(yán)重，冒落高度超過0.5 m，迎頭停止掘進(jìn)。對迎頭打眼安設(shè)注漿管，隨后對片冒區(qū)域壓注水泥水玻璃膠體、LFM 輕型充填材料。

6）對迎頭前上方或端頭冒落區(qū)域的破碎煤體或空洞進(jìn)行壓注水泥漿加固，采用注射雙液漿方式固化頂板，打眼數(shù)量不得低于3 個，左側(cè)、中部及右側(cè)各打設(shè)1 個，鉆孔上仰角20°～30°，兩側(cè)鉆孔距幫不大于300 mm，向幫部傾斜水平角20°～25°，眼深4.5～5 m，然后逐節(jié)往鉆孔內(nèi)依次安設(shè)注漿花管和注漿管，然后使用錨固劑（或棉紗）封堵孔口。

9 總 結(jié)

通過以上各項技術(shù)方案和措施的落實，有效地防止冒頂，實現(xiàn)了安全掘進(jìn)，對三角帶特殊區(qū)域及斷層帶支護(hù)處理提高了施工進(jìn)度和安全性，取得了良好的安全經(jīng)濟(jì)效果。為以后巷道的掘進(jìn)提供了可靠的依據(jù)和成功的經(jīng)驗。