浅谈下山掘进工作面顶板淋水治理方法

贾福春+刘瑞鹏

摘  要：随着煤炭经济的发展，高产高效是每个煤炭企业面临的首要问题，而提高矿井单进能力可以有效降低煤矿成本。在煤矿掘进施工过程中，下山掘进施工是不可避免的一种情况。当巷道顶板淋水较大时，会使现场作业环境变得恶劣，为掘进施工带来诸多困难。所以，在下山施工过程中，处理顶板淋水问题是其面临的首要难题。山西金晖隆泰煤业有限公司通过改变掘进工作面临时支护方式，有效地解决了顶板淋水对掘进施工的影响，为其他煤矿同等条件下支护提供了宝贵的经验。

关键词：煤矿;下山掘进;顶板淋水;临时支护

中图分类号：TD822              文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.087

1  概述

由于大多数煤层具有一定的倾角，所以，在设计矿井时，巷道要以一定的倾角沿着煤层布置。在施工过程中，可以采用下坡施工法或上坡施工法。如果采用下坡施工法，当顶板淋水较大时，就会使现场作业环境变得恶劣，为掘进施工带来诸多困难。我公司通过改变临时支护方式，有效地解决了顶板淋水对掘进施工的影响，为工人在掘进工作面施工创造了良好的施工环境。

改变临时支护方式的具体做法是：在掘进工作面距迎头20 m的范围内临时支护，采用双排单体配柱冒或双排单体配铰接梁的方式，在铰接梁后进行巷道永久支护。

2  巷道概况

9号煤层位于太原组下部K2石灰岩下，先期开采地段的煤层厚度为1.50～3.15 m，平均厚度为2.58 m，中上部常含有1层0.1～0.3 m厚的含炭质泥岩，夹石层位稳定，厚度变化不大。9号煤层直接顶为石灰岩，厚度为3.5 m;老顶为砂质泥岩，厚度为3.2 m;底板为泥岩，厚度为3.5 m。K2石灰岩含水层为下组9号煤层直接充水含水层。

9102胶带顺槽布置在井田先期开采地段，大巷东翼，煤层向斜轴部位。沿9号煤层顶板下山掘进，采用锚索支护。在锚索施工的过程中，锚索钻孔内的涌水量较大。经过观测，9102胶带顺槽涌水量达到了25 m3/h。

3  临时支护方案

3.1  煤巷顶板完好且平整时

沿巷道走向，由外向里支设2排液压点柱，排距为1.5 m，柱距为1.0 m。点柱上方配1.0 m长铰接梁，一梁一柱，点柱布置在铰接梁的中间位置。临时支护长度为20 m，迎头控顶距不超过2 m。在临时支护后方，及时支设巷道永久支护，顶板永久支护距离临时支护最多不超过4.0 m（锚索排距为4 m），具体如图1所示。

3.2  顶板凹凸不平时

沿巷道走向，由外向里支设2排液压点柱，排距为1.5 m，柱距为1.0 m。点柱上方配柱帽，柱帽采用规格为300 mm×300 mm×50 mm的木托盘。临时支护长度为20 m，迎头控顶距不超过2 m，支柱端头用木板接顶，木板厚度不得小于50 mm。在临时支护后方，及时支设巷道永久支护，顶板永久支护距离临时支护最多不超过4.0 m（锚索排距为4 m），具体如图2所示。

3.3  顶板有裂隙时

沿巷道走向，由外向里支设2排液压点柱，排距为1.5 m，柱距为1.0 m。点柱上方配1.0 m长铰接梁，一梁一柱，点柱布置在铰接梁的中间位置。在铰接梁上横向铺设规格为3 800 mm×200 mm×50 mm（长×宽×厚）的木板，巷道宽度为4.0 m，木板间距为300 mm。同时，在木板上铺设金属网片，网片采用直径为4 mm钢筋焊制的金属网，网规格为2 000 mm×1 000 mm，网格规格为100 mm×100 mm（长×宽），网片压茬连接，搭接长度不小于100 mm，并用双股12#铁丝每隔2孔绑扎牢固，拧绕不少于3圈。临时支护长度为20 m，迎头控顶距不超过2 m。在临时支护后方，及时支设巷道永久支护，永久支护锚网距离临时支护最多不超过0.8 m，锚索距离临时支护最多不超过2.0 m（锚索排距为2 m），具体如图3所示。

图1  顶板完好且平整时临时支护方式

图2  顶板凹凸不平时临时支护方式

图3  顶板有裂隙时临时支护方式

4  施工工艺

支护方案的施工工艺是：①放炮后，及时使用临时支护控制顶板，在临时支护的掩护下进行其他作业。②由外向里逐步清碴，在进行临时支护时，要使点柱打设顺直，形成一条直线。③支柱的初撑力不小于90 kN（约12 MPa），坚持二次注液制度。④在点柱打设前，要挖出柱窝，柱腿要支在实底上。当底板松软时，要穿铁鞋或木鞋，以此加强初撑力，防止点柱钻底。其柱窝深度煤底不低于100 mm、岩底不低于50 mm。⑤在倾斜巷道支设临时支护时，要随山势有一定的迎山角支设，支设要迎山有力。⑥临时支护打设好后，要根据要求及时进行永久支护。

⑦当控顶距离超过了规定距离时，在永久支护打设完后，要从最后一排开始逐步前移临时支护。

5  实施效果

改变了临时支护方式后，不仅不会破坏掘进工作面临时支护上方顶板的整体性和顶板表面的完整性，还在很大程度上降低了掘进工作面顶板的淋水量——由原来的25 m3/h降到了5 m3/h。同时，工人在对炮眼和两帮进行永久支护时，能有效避免顶板淋水对施工的影响。实践证明，此临时支护方案非常合理。

6  经济效益和社会效益

6.1  经济效益

受顶板淋水量的影响，单进能力较低，煤巷炮掘每月月进不到90 m。改变了巷道临时支护方式后，月进达到了130 m，提高进尺40 m。

6.2  社会效益

在下山掘进施工过程中，顶板淋水情况是很多矿井都面临的问题。隆泰矿的示范为其他矿井在同等条件下支护提供了宝贵的经验。

〔编辑：白洁〕

Discussion on the Dip Driving Working Face Roof Water Spraying Control Method

Jia Fuchun， Liu Ruipeng

Abstract： With the development of coal economy， high yield and high efficiency is the primary problem facing each of coal enterprises， and improve the mine single ability can effectively reduce the cost of coal mines. In the process of coal roadway construction， down the tunneling construction is an inevitable. When the tunnel roof water spraying is large， will make the field operation environment became bad， it brings many difficulties for the tunneling construction. So， on the way down in the process of construction， processing of roof water drenching the problem is the most difficult problem which it faces. Shanxi Jinhui Longtai coal limited company by changing the tunnelling face supporting way， and effectively solve the impact of water drenching roof of roadway construction， for other coal mine under the same conditions support provides valuable experience.

Key words： coal mine; dip driving; roof water spray; temporary support