关于巷道掘进遇陷落柱支护方式选择的探讨

张俊龙+宋宇鹏

摘要：煤矿地下开采，在巷道开掘过程中会遇到不同的地质构造，这些地质构造不仅对煤矿生产和安全造成地质问题，而且还会严重影响矿井的正常生产建设。巷道掘进过程中遇地质构造首要解决的问题就是变更合适的支护方式，比如遇断层，褶曲、冲刷带、陷落柱等地质构造，会根据地质构造对围岩的破坏程度选择不同的支护形式，确保巷道支护安全。对于掘进工作面过陷落柱支护形式也各不相同，为此，特对巷道掘进遇陷落柱支护形式选择进行探讨。

关键词：掘进工作面 岩溶陷落柱 支护 锚网索 金属支架

0 引言

煤矿地下开采，在巷道掘进和开拓过程中会遇到各种各样的地质构造，其中陷落柱是最常见的一种，根据陷落柱的影响范围和围岩破坏程度以及顶板的完整性等因素及时制定安全技术措施，调整支护形式，使巷道快速安全通过陷落柱，保证矿井安全生产和正常开掘进度尤为重要。为此解决陷落柱的支护形式也各不相同，支护后的稳定性也不相同，根据不同的陷落柱采取适合有效的支护形式非常重要。

1 岩溶陷落柱定义

岩溶陷落柱是指可溶性岩石在地下水的作用下形成的溶洞，使煤系地层在重力作用下产生坍陷的现象。塌陷体剖面形态为柱状，简称陷落柱，亦称为“无炭柱”或“矸子窝”。

2 岩溶陷落柱的形状

①平面形状：多呈椭圆形或近似圆形，有时可见到长条形或椭圆形陷落柱。②剖面形状：有两种，在较坚硬或裂隙发育的岩层中，陷落柱的剖面形状多呈上小下大的倒立柱状；在含水较多的松散岩层中，陷落柱的剖面形状呈上大下小的漏斗状。

3 岩溶陷落柱的导水性

陷落柱的岩层的完整性，结构松散，破坏了岩层的完整性，导水性陷落柱为地下水的畅通提供了良好条件。陷落柱穿过含水层时，地下水可以流入陷落柱及其周围岩层的裂隙内。当采掘工作面接近导水性陷落柱时，地下涌水量会猛然增加，发生突水现象，涌水量过大时，可能造成严重的水灾事故。

4 过陷落柱的原则

①要进一步摸清陷落柱范围，含水情况，若陷落柱直径大于工作面长度1/3时，原则上采取绕的方法。②采取放炮过陷落柱时，必须制定专项安全技术措施，经矿总工程师批准后执行。③过陷落柱遇顶板破碎时，要采取有效措施，以防止冒顶事故。

5 陷落柱围岩分析

依据《采矿工程设计手册》2003版和《煤巷锚杆支护理论与成套技术》2007版的巷道围岩分类与巷道支护形式选择及支护参数的关系相关内容，确定巷道顶板岩石岩性、硬度、层理与巷道需要支护强度、不同形式支护参数的关系，编制成了巷道围岩类别与支护参数选择表，如表1所示，巷道的围岩分类及支护可参考此表进行分类和设计。

按照以往揭露陷落柱岩性分析，一般常见为中等稳定、不稳定、极不稳定三种类型。

6 根据围岩性质确定支护形式

以工作面顺槽矩形断面掘进锚网支护遇陷落柱情况为例进行支护选择探讨：

①陷落柱岩性中等稳定采取锚杆+钢筋梁+网+锚索联合支护形式。支护形式及支护参数如下面断面图1要求：

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图1

②陷落柱岩性不稳定采取梯形工字钢棚+金属网联合支护。支护形式及支护参数如下面断面图2要求：

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图2

③陷落柱岩性极不稳定采取锚杆+金属可缩支架。

支护形式及支护参数如断面图3要求：

7 维护要求

地质构造带作为特殊支护地段，虽采取合适的支护形式进行有效支护，但随着巷道服务年限延长，围岩变化会对支护造成一定破坏，所以必须对该段支护进行定期观测，锚杆支护还应对顶板进行离层监测，并用记录牌板显示，发现支护失效要及时进行补强。

8 结语

地质构造是煤矿井下巷道开掘经常会遇到的情况，及时制定安全措施，选择合适的支护方式，并加强对地质构造带支护情况的监测，就会有效控制地质条件变化对巷道掘进的安全威胁，促进矿井安全生产。

参考文献：

[1]《煤矿安全规程》2011版.

[2]《采矿工程设计手册》2003版.煤炭工业出版社出版.

[3]康红普，王金华，等编写.煤巷锚杆支护理论与成套技术[M].2007版.

[4]王茂林编写.综掘工作面实用技术[M].煤炭工业出版社.

作者简介：张俊龙（1970-），男，山西长治人，本科，工程师，主要从事煤矿生产技术及设计工作；宋宇鹏（1985-），男，山西长治人，本科，助理工程师，主要从事煤矿生产技术及设计工作。endprint