平舒煤矿联络巷防突支护技术及安全措施研究

2019-09-25耿文亮

山西化工 2019年4期

董凯，耿文亮

（山西阳煤集团平舒公司，山西晋中 045400）

引言

煤与瓦斯突出矿井在我国普遍存在，也是制约矿井和工人生命财产安全的主要灾害之一。煤与瓦斯突出具有突发性，突出一旦发生往往在短时间内涌出大量煤粉和瓦斯气体，涌入到井下狭小的生产作业空间，摧毁设备、掩埋工人或者使工人窒息而死［1－2］。同时，煤与瓦斯突出还具有二次破坏的特点。这是由于，涌出的煤粉和瓦斯都具有爆炸可能，一旦遭遇明火，极易引起煤与瓦斯爆炸，对矿井造成二次破坏。平舒煤矿151＃煤层是矿井主采煤层，经鉴定，该煤层具有瓦斯突出危险，给巷道的有效支护和安全掘进带来了极大的难题。煤与瓦斯突出煤层的安全有效支护一直是国内外研究者关注的重点［3－4］。目前，研究者针对煤与瓦斯突出矿井巷道支护和安全掘进进行了大量的研究，但大多是针对某一具体条件的具体分析，前期研究成果在平舒煤矿151＃煤层的适用性还有待验证。基于上述问题，以平舒煤矿15108工作面实际地质条件为基础，研究煤与瓦斯突出工作面联络巷的有效支护和安全掘进问题，对矿井的正常安全生产意义重大。

1 工程地质条件

平舒煤矿15108工作面联络巷井下标高－729.5m～－710.1m，地面标高 1 211.9m～1 277.6m。煤层厚度4.38m，煤层结构（m）：2.40（0.30）1.68，其中，0.30m 为煤层夹矸。煤层直接顶为K2下灰岩，厚度2.32m，性脆、质纯。老顶为砂质泥岩，厚度9.05m，含砂质条带。煤层直接底为泥岩和砂质泥岩，总厚度2.70m，含大量植物根茎化石及黄铁矿晶体等。煤层绝对瓦斯涌出量为4.8m3／min，煤尘具有爆炸危险。15108联络巷长度200m，巷道坡度3°，围岩属于Ⅱ类巷道，突出危险性高。

2 防突支护技术

矿井工作面回采为间隔跳采，15108工作面联络巷主要用于15106工作面大采高支架及设备向15110工作面搬迁，加快安装效率，缓解工作面接续。巷道断面设计净高不低于3 800mm，净宽不低于4 300mm。联络巷采用锚杆（索）联合支护。

顶锚杆：采用HRB335高强度左旋无纵筋螺纹钢Ф20mm×2 000mm 锚杆，配用150mm×150mm×10mm可调心拱形高强托盘（拱高36mm）和高强调心球垫及1010尼龙垫片，中孔Ф24mm，每排5根，间距1 000mm，排距900mm，药卷为MSK2380的树脂药卷。

帮锚杆：采用的锚杆、托盘、调心球垫、树脂药卷等均相同。不同点在于帮锚杆间距800mm，排距900mm，上部锚杆距顶300mm。最上面3根帮锚杆竖向布置Ф12mm×80mm×1 800mm的帮钢筋托梁。

顶锚索：采用1860型Φ17.8mm×6 200mm的钢绞线，配用300mm×300mm×12mm可调心拱形高强托盘（拱高56mm）和高强调心球垫，中孔Ф20mm。锚索按照1－2－1布置，一排打在3眼位，下一排打在2、4眼位，代替原眼位锚杆。药卷为MSK23120的树脂药卷。

15108工作面联络巷支护断面示意图如图1所示。

图1 15108工作面联络巷支护断面示意图（mm）

在平舒煤矿15108工作面联络巷掘进过程中，通过采用HRB335高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，1860型Φ17.8mm钢绞线锚索，配合可调心拱形高强托盘和高强调心球垫，在提供巷道围岩足够支护强度的同时，确保支护体具有一定的抗变形和让压能力，实现了突出煤层联络巷的有效支护。

3 安全防突措施

3.1 区域防突措施

该掘进工作面采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为区域防突措施。本次施工的钻孔位于15110进风巷距二水平东胶带巷605m处。在15108联巷道开口布置12个钻孔，钻孔按双排布置，分别在顶板以下1.5m处均匀布置6个钻孔，间距0.5m；在顶板以下2.5m处均匀布置6个钻孔，间距0.5m，钻孔深度26m～101m，两侧偏向煤帮角度为5°～38°，钻孔采用“两堵一注”水泥封孔，封孔长度不得小于9m，钻孔施工完毕后必须连接抽放管路进行抽采。

3.2 局部防突措施

当工作面预测有局部突出危险性时，采取排放钻孔技术措施，排放钻孔由队组按防突措施要求打钻，钻孔使用ZQJC－150型气动架柱式钻机施工。15108联巷排放钻孔技术要求：沿掘进方向按双排三花眼布置22个排放钻孔，间距0.40m，钻孔直径75mm，中间孔深18m，最外侧的2个钻孔偏向煤帮角度分别为10°、15°，预留钻孔超前距离不低于10m，在工作面正前悬挂进度控制牌板，每天由瓦检员和安监员监督生产队组推进度，严禁超掘。