沿空巷道过断层掘进施工方案探讨

2019-04-09尹思远

山东煤炭科技 2019年3期

皇伟尹思远

（河南能源化工集团永煤公司陈四楼煤矿，河南永城 476600）

1 引言

陈四楼煤矿是河南能源化工集团下属永煤公司的骨干矿井，于1997年11月建成，设计生产能力240万t/a，2009年核定生产能力450万t/a，目前随着矿井开采深度的不断加深，矿山压力显现和采掘支护方面的问题日益突出，应用沿空掘巷的方式，成功解决了回采巷道布置的难题，但在无煤柱沿空掘进巷道过断层方面仍然是一个难题。本文根据现场情况，确定了过断层的施工方案，为无煤柱沿空掘进巷道过断层积累了宝贵的经验。

2 无煤柱沿空掘巷掘进工作面过断层的施工实例

2515上顺槽位于陈四楼煤矿五采区，设计长度为856m，沿二2煤层掘进，巷道为无煤柱沿空掘巷，煤层倾角6～15°，平均11°，煤层顶底板情况如表1。

在2515上顺槽掘进工作面遇到落差4m的正断层（513Fg27断层产状：倾向197°，倾角33°，落差4.0m），断层构造情况如表2。

表1 煤层顶底板情况

表2 断层构造情况

2.1 过断层方案

2515上顺槽掘进工作面施工至515S8测点前54m处，变更施工坡度，由+6°变更至0°施工，巷道顶板顺煤层施工揭露断层面后，满足巷道高度后，按0°向前施工，预计施工岩巷3m，半煤巷35.5m（如图1）。

图1 2515上顺槽过断层预想平、剖面图

（1）支护形式：巷道过断层期间顶板采用Φ22×2200mm高强锚杆+金属网+M钢带（4.0m）支护，锚杆间排距为750×800mm。顶板布置三排锚索梁，以巷中为中心向两边各偏800mm布置第一排及第二排锚索梁（靠近采空区侧），第三排锚索梁距离第二排锚索梁600mm（偏向采空区侧），锚索规格均为Φ21.6×8300mm的钢绞线，锚索间距1300mm。巷道工作面侧巷帮采用Φ22×2200mm高强锚杆+金属网+M钢带（1.6m与1.0m钢带搭接）支护，锚杆排距为800mm；巷道非工作面侧巷帮采用Φ21.5mm钢丝绳+金属网+双抗网”支护，钢丝绳排距为800mm（如图2）。过断层期间，如顶板破碎，岩性较差，可缩小锚杆排距至700mm。非工作面侧若顶板压力较大、顶板破碎、岩性较差时，在非工作面侧靠近巷帮位置补打36U型钢点柱加强支护，点柱间距800mm。

（2）过断层期间准备的支护材料：M钢带（4000mm）、高强锚杆（Φ22×2200mm）、金属网（1000×2200mm）、金属网（1000×2000mm）、双抗网（1400×4000mm）、M钢带（1600mm）、M钢带（1000mm）、锚索（Φ21.6mmL=8300mm）、锚索（Φ21.6mmL=6300mm）、锚索（Φ18.9mmL=3000mm）、钢丝绳（Φ21.5mm）、树脂锚固剂（MSCK2350）、树脂锚固剂（MSM2350）、锚索托盘（250×250×16mm）、锚索托盘（150×150×16mm）、锚索托盘（90×90×16mm）、锁具（MT-200-21.6）、锁具（MT-200-18.9）、槽钢梁（12#）等。

图2 2515上顺槽过断层巷道断面支护图

2.2 施工步骤

过断层期间，验收员在巷道两帮提前画好腰线，严格按照腰线坡度进行施工。

采取边掘边探的原则，每班对上盘煤层进行探测，掌握断层上盘煤层与巷道的法向距离。

过断层期间，当所破岩石为砂质泥岩或泥岩时，使用掘进机截割岩石掘进；当所破岩石为中细砂岩或其他较硬岩石时，巷道采用钻眼爆破方式施工，手镐辅助施工，掘进机出煤、矸，严禁使用掘进机直接截割坚硬岩石。在煤层中采用钻眼爆破法施工时，采用远距离爆破工艺进行施工。

2.3 安全注意事项

（1）作业前，作业人员必须对作业地点安全情况进行全面检查，确认安全后，方准作业。当顶板破碎时，一个循环掘进1排，必须坚持“敲帮问顶”制度。敲帮问顶工作由班组长亲自负责，敲帮问顶前，必须将工作面5m范围内的材料、工具等移开，保证后路畅通，作业人员站在永久支护下的安全地点操作。一人用长柄工具（长度不小于2.5m，一头尖一头扁的钢钎）处理顶帮的活矸、活煤；另一人配合监视顶帮，监视人员站在找顶人员的侧面，找顶要由外向里，先顶后帮，严禁多处同时进行，找矸处不准进行其他工作。

（2）加强迎面墙防片帮的管理，发现危岩活矸及时捣掉，防止煤、岩体片落伤人；打顶锚时，有专人监护着迎面墙和煤墙两帮，发现有活矸、活煤立即捣掉。

（3）巷道过断层后根据现场巷道断面的变形及顶板离层仪读数等矿压观测数据情况，可采用喷浆后注浆加固顶板岩层或直接使用U型钢棚套棚等措施确保巷道支护完好，保证回采期间的安全施工。

（4）为了便于回采和皮带输送机后期的运输，过断层时起上坡或压下坡找煤时，施工坡度根据现场情况越小越好，最好能够不大于12°。