煤巷掘进施工安全过逆断层技术

摘要： 在煤矿井下巷道掘进过程中，经常会遇到过复杂地质构造，比如褶曲、断层等情况。本文介绍了煤巷施工过程中遇到逆断层，采用沿煤跟頂施工、放炮掘进、打管缝式锚杆超前控制、架棚支护等措施，安全通过逆断层的工程实例，值得学习借鉴。

关键词：煤巷掘进；逆断层；临时支护；架棚

1 施工概况

一是巷道施工情况。3224机巷外段J4点前9.5m开始架TU型棚支护，J4点前9.5m至点J4点前15.5m，按平巷施工，J4点前15.5m沿煤跟底施工18m后，按12°下山施工，施工过程中将揭露F51逆断层，该断层51°、155°∠45°～50°、H=0～15m。

二是巷道支护方式。3224机巷外段J4点前9.5m开始架TU型棚支护，预计架65棚。过断层施工时采用架TU棚支护，巷道净断面：腰扎×高=5000×3200mm。

TU型棚支护断面图（单位：mm）

2 施工方法

巷道揭露断层面后以12°下山按中腰线施工，跟上32煤顶板后，将沿32煤顶板按中线施工。过断层施工时，采用放炮掘进，链板机出货，每循环进尺不大于1.6m，若顶板岩石松软、破碎或托煤顶时，管缝式锚杆控制顶板1.6m发生弯曲变形量大于200mm时，则采取短掘短支，每循环进尺不大于1m。顶板松软破碎、托煤顶施工及帮部松软易片时，采取打管缝式锚杆超前控制巷道帮、顶，具体方法为：掘进前，在迎头已架设好的第二架棚梁下方，紧贴迎头第一棚棚梁上沿以200～300mm的间距、按巷道倾角以10°～20°斜向上，施工管缝式锚杆超前管理顶板（由巷中向两侧各支护不低于1.5m，具体范围根据迎头实际情况适当增减）；帮部以10°～20°在迎头第二架棚腿内侧斜向里紧贴迎头第一架棚腿外侧打超前管缝式锚杆。管缝式锚杆规格：φ×L=43×3000mm。管缝式锚杆施工采用YT28凿岩机、2500mm六角中空钢钻杆 ，Φ45“一”字型钻头打好眼后，在管缝式锚杆端头垫上木料用大锤将其打入；管缝式锚杆孔深2100mm，打入煤岩体深度2100mm，末端露出迎头第二架棚梁后侧100mm。管缝式锚杆安装好后，再用双股12#铁丝将锚杆外露部分与支架绑扎成一个整体。管缝式锚杆超前有效控顶最大距离1900mm，最小500mm。每施工一排管缝锚杆，允许进尺2棚；若因巷道帮、顶部较破碎，无法采用打眼法安装管缝式锚杆时，将采用2.0m长2寸钢管制成一头尖的撞楔进行超前支护，只有在打好超前撞楔后，方可施工。

3 临时支护

临时支护采用金属前探梁作超前临时支护，前探梁用2根长度4.0m的11#矿用工字钢制作，前探梁分别位于巷中两侧1.0m处，每根前探梁用3个特制刚性U型卡将前探梁隔棚固定在正规支护的棚梁下。前探梁的构件（专用U型卡子、防窜链、木楔等）必须齐全有效，并正常使用。临时支护最大控顶距为1900mm。前探梁随施工及时前移，U型卡等构件齐全，前探梁端头处要超出U型卡不少于100mm，固定卡子处的前探梁与棚梁之间必须用木楔刹紧（木楔规格为L×B×H=200×100×50mm），下山掘进时必须使用金属链子从前探梁尾部将前探梁拴牢在已架设好的前一棚棚梁上防止前探梁下窜，前探梁架设必须正规有力。严禁空顶作业，每次掘进后，及时进行敲帮问顶，找净顶帮活矸、危岩后，将前探梁窜至迎头，U型卡子上好，楔紧木楔，上棚梁，并用金属菱形网、笆片、塘材棍等物料接实顶板，接实顶之后再进行其它工作。

4 架TU棚支护

巷道揭露断层后，再向前施工采用架设TU棚支护前，必须退后在巷道稳定段至少套架四棚TU棚。套棚必须在不破坏原巷道顶板锚网梁索支护的前提下进行套棚加固。严格按照巷道中线施工，套棚前，要先检查中线，若巷道宽度没达到套棚断面宽度时，先使用大牙钳剪断并拆除帮部金属网，采用风镐刷大，确保巷道断面满足设计要求，顶部锚网梁索不能破坏，拆除前，严格执行敲帮稳定制度。套前4棚TU棚时，采用在巷道顶板中线施工专用锚杆，配合TU棚卡缆固定棚梁， 并用菱形网、塘材、笆片过顶，然后挖腿窝；施工结束时，及时在棚腿安设锁腿锚杆（底板上500 mm），锚杆采用右旋等强全螺纹钢锚杆，规格为φ×L =20×2000mm，树脂锚固剂型号为Z2370，每孔1卷。套棚时，从外向里逐棚进行架设，其参数与架TU棚相同。套棚时，腿窝必须挖到实底，若腿窝超深或底板为煤或软岩石，棚腿必须穿正规木鞋（300×300×50mm），否则严禁施工。

5 结语

在煤巷施工过程中过断层支护难的问题普遍存在，经常出现漏冒顶现象，甚至发生安全事故。上述过断层工程实例，采取打管缝式锚杆超前控制巷道帮顶、金属前探梁超前临时支护，以及采用架设TU棚支护巷道，有效控制住顶帮，确保了安全，提供了一些可以借鉴的经验。

作者简介：马国臣（1979），男，汉族，皖安徽临泉人，安徽理工大学采矿工程专业， 现为淮北矿业集团公司杨柳煤业生产技术部副部长。