煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术研究

2021-07-08张志浩

当代化工研究 2021年12期

＊张志浩

（山西新景矿煤业有限责任公司山西 045000）

前言

陷落柱是一种常见的地质构造，它存在地质岩层中，与周边的煤层融为一体，在此区域采煤作业很容易引起安全事故，比如突水、冒顶以及瓦斯突出等安全问题。陷落柱区域的存在增加了煤矿掘进难度，影响煤矿深入开发进度，为了降低此区域对煤矿的掘进工作面的影响，要运用相对应的施工技术对此区域施工作业。所以，施工团队要加大煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术研究力度，探究出高效的施工技术，以此来保证煤矿掘进工作面正常进行，降低煤炭损失，为煤矿企业稳产增产提供技术支持，提升其整体效益。

1.煤矿掘进工作面过陷落柱的概况

在煤矿掘进施工作业中，通常都会进入陷落柱区域。此区域是一种特殊地形，主要是由地下水资源的侵蚀作用造成的，同时部分情况下还与上层区域岩石坍塌有关。一般情况下，陷落柱主要形状是锥形体，剖面情况与椭圆形相似，整体面积为上小下大的状态。在煤矿掘进工作面施工过程中，为了实现煤矿向更深处开采，巷道会经过陷落柱区域，由于其区域的特殊性很容易引起设备故障、巷道偏差等问题，从而增加煤矿掘进工作难度。再加上陷落柱地形中岩石具有强度大、边角锋利、破碎等特点，如果未运用合理的施工技术，会给掘进机器造成损伤，甚至导致设备不能正常工作，影响煤矿掘进工作效率。所以，煤矿掘进管工作面施工作业时，施工团队需要应用科学合理的施工解决陷落柱区域施工安全问题，减少此区域造成的故障概率，从而达到煤矿安全施工的目的。

2.煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术

(1)锚网支护技术

煤矿开采过程会经过陷落柱区域，为了降低此区域对开采作业的影响，施工团队会使用锚网支护技术来防护此区域对掘进工作面的影响。如图1所示。当施工团队在管道搭建支架完成后，要加大对各大重点区域的防护工作，确保这些区域达到开采标准，才能进行后续工序开展。在进行锚网搭建时，施工团队要按照先顶板、后两帮的施工顺序，在按照规范完成顶板锚网后，才能进行管道两边的锚网安置，这样才能发挥出锚网支护的最大作用。

图1 锚网支护示意图

(2)工字钢棚支护技术

现阶段，煤矿通常会使用11#矿用工字钢搭建钢棚，利用其特性来防护陷落柱对掘进工作面的影响。施工团队在搭建通道内的钢棚时，要严格遵守煤矿钢棚搭建流程进行施工：第一，在搭建顶棚支护时，施工团队要预先对通道内的底板做好预先处理，保证其长度和宽度符合工程施工标准，为后续采矿中的各项工序提供保障；第二，要精准定位工字钢棚的位置，在搭建工字钢棚时，要严格按照各项施工参数进行，保障施工人员的安全；第三，工字钢棚搭建完成后，施工团队要加固防滑器，提升钢棚的稳固性；第四，施工团队要在通道的最高处和棱角处灌溉混凝土，增加工字钢棚的牢固性。通道钢棚搭建完成后，施工团队要认真检测每项工序质量，清理施工现场。如图2所示。

图2 矿用工字钢巷道断面支护断面图（单位：mm）

(3)回采施工技术

煤矿掘进工作面过陷落柱过程中，要运用适当的回采施工技术相配合，这样才能保证煤矿掘进工作更加有效。并且回采施工技术适用性和整体性十分高，能够有效增加煤矿施工作业的安全系数，降低掘进工作面过陷落柱区域安全问题的发生，提高施工人员和机械设备的安全性能。其中煤矿回采施工技术主要包含围岩管控与监测、对巷道顶板以及两帮进行注浆加固围岩等，施工团队在掘进工作面要科学运用回采施工技术来穿过陷落柱，降低此区域多煤矿开采的影响，降低采矿成本支出，进而提升煤矿的经济效益。

3.煤矿掘进工作面过陷落柱施工中的安全防护措施

(1)实施安全施工技术

煤矿掘进工作面施工过程中，当通道从矩形进入拱形后，要利用技术逐步递增方式，降低通道出现棱角等问题。在通道完全变成拱形后，施工团队要将掘进机换成拱形记载前探支架，专业负责人要进行工作评估，评估设备和技术是否符合标准。当掘进工作面穿过陷落柱区域时，顶棚由拱形逐渐过渡到矩形，在进行掘进机安装时，要确保整个掘进机在安全范围内施工，工具按照从上到下、从里到外的方式进行敲击，确定掘进机安装完整性。

(2)采取适当支护方式

煤矿开发过程中经常出现矿洞变形，此种情况对周围环境和施工造成严重影响。为了降低此种现象的出现，施工团队在掘进工作面施工时，一定要做好通道支架安装工作，降低周围矿石出现坍塌事故，减少采矿的危险系数。施工团队要合理安装通道支架，发挥支架的最大防护作用，比如，在安装金属支架时，要让其内侧支撑力达标，做好通道墙壁内部支架组装工作，这样不仅增加支架的防护效果，还会降低采矿的成本支出。另外，根据共性原理，施工团队在通道碎石时，要使用预加杠杆方式，做好承重等工作，在墙壁周围增加匀速压缩装置，可以更好地支撑碎石周围力量，防止管道坍塌。

(3)做好安装质量管理

煤矿掘进工作面施工作业时，在陷落柱区域安装防护装置时，一定要按照施工现场实际情况制定此区域防护措施。假如是矩形管道变拱形管道这种情况，要采用正确的施工方式，避免施工完成后出现过多棱角。在此区域施工前要做好预期保护工作，完工进入验收阶段时，要重点检测顶层通道是否恢复矩形，外围防护措施是否达标。施工团队在处理陷落柱区域防护工作时，要按照从内到外、从上到下的方式进行，保证此区域管道内的支架具备永久性保护效果。当此区域支架安装完成后，要预防顶部出现坍塌现象，做好四周防护工作以及防护架的安装，为后续能够顺利施工作业奠定基础。