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      煤巷過斷層破碎帶施工工藝與支護技術

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      煤巷過斷層破碎帶施工工藝與支護技術

      摘要:W1313回風順槽在里程332m處揭露FW167正斷層,對此采取了調整巷道頂板錨網索支護參數,采用圓木大板棚復合支護等措施,并加強了頂板、通風、掘錨機破巖、爆破作業和作業人員的安全管理,確保工作面過斷層破碎帶時的安全施工。

      關鍵詞:煤巷;斷層破碎帶;施工工藝支護方法;安全措施

      1工程概況

      W1313回風順槽沿3#煤層底板掘進,矩形斷面,掘寬5300mm,掘高3900mm,掘進毛斷面為20.67m2。埋藏深度+540~+460m。3#煤層平均厚度為6m,煤層傾角為4°~13°。煤層偽頂為砂質泥巖,厚度4.75m,直接頂為砂質泥巖,厚度10.31m,老頂為細砂巖,厚度21.12m,直接底為泥巖,厚度為1.2m,老底為中砂巖—砂質泥巖,厚度為11.24m,層理均勻。W1313回風順槽在里程332m處揭露FW167正斷層,斷層走向NW28°,傾向NE62°,傾角∠36°,落差為3.3m。根據斷層傾角和落差分析,預計斷層影響區域為揭露斷層前5m和揭露斷層后10m范圍,見圖1。斷層面可形成導水裂隙帶,預計最大涌水量8m3/h,正常涌水量3m3/h。工作面正常排水采用DQG35/0.2型(排水能力2.1m3/h)風泵排水,45kW電泵熱備。

      2過斷層施工工藝

      采用從FW167正斷層上盤爬升至斷層下盤的方案過斷層。沿煤層底板掘進,至斷層面處形成半煤巖巷道,采用15°上山破巖方式掘進,見圖1。過斷層施工過程中,底板破巖厚度變化呈由少到多、由多到少的過程。破巖厚度<500mm時,采用掘錨一體機直接破巖工藝;破巖厚度≥500mm時,采用爆破配合掘錨機掘進。破巖厚度≥500mm時,調整施工順序為:掘錨一體機割上臺階部分→出煤→敲幫問頂→臨時支護→頂部、幫上部永久支護→退機→巖石打眼→檢查瓦斯→裝藥→檢查瓦斯→警戒→放炮→檢查瓦斯→警戒移除→開機出矸→幫下部永久支護。

      3過斷層支護方法

      (1)調整頂板支護參數

      過斷層時仍按原斷面掘進,采用錨網索與梯子梁相配合的支護方式,見圖2。頂板錨桿每排6根、排距800mm,若過斷層期間巷道圍巖煤體破碎不易控制,則由生產技術部經現場確定后,可再次縮小排距至600mm,兩肩角錨桿距幫均為300mm,錨桿與垂線呈20°外斜布置。錨索用綜掘機組鉆機隔排打設3根,間排距為1100mm×2000mm;風動鉆機滯后迎頭30m打設中間排居中布置的1根錨索,排距為2000mm。當頂板破碎較嚴重時,滯后的中間1根錨索需緊跟迎頭。若頂板破碎嚴重錨索無法打設至頂板穩定區域,則采用加長錨索進行支護。

      (2)圓木大板棚復合支護

      巷道掘進過斷層面30m后,由于現場頂板較為破碎,采用圓木大板棚對斷層區域進行復合支護。棚距為800mm,間距4700mm。圓木規格Φ200mm×4200mm,大板5500mm×200mm×150mm,木板500mm×300mm×50mm,木茬400mm×300mm×70mm。在大板與頂板間使用道木背實,保證與頂板間有效接頂。在圓木距底板1500mm處使用鋼絲繩串聯一道,距底板3000mm處使用扒釘相連。

      4安全技術措施

      4.1頂板管理

      (1)每班驗收員及時檢查工程質量,如發現錨桿失效,立即使用錨索進行補打。(2)在斷層影響區域前、中、后5m范圍內各打設1臺頂板離層儀,并按規定觀測記錄,離層進入黃區時及時通知生產技術部,并采取加固措施。(3)過斷層期間,必須加強頂板巖性觀測,施工錨索孔時,要隨時記錄巖性變化,確保錨索錨固端處于堅硬巖層中。

      4.2通風管理

      (1)加強瓦斯監測,若過斷層期間瓦斯涌出量大于原正常掘進期間瓦斯涌出量的30%,則必須停止掘進。(2)掘錨一體機破巖作業期間,必須安排專人對截割頭進行灑水。(3)風筒經過斷層區域時,必須提前避開點柱打設位置。巷道內作業不得擠壓風筒,若需擠壓風筒作業,必須對風筒進行防護,扶梯嚴禁依靠風筒。

      4.3掘錨機破巖管理

      (1)破巖作業前,必須提前檢查掘錨機截割頭截齒完好情況;破巖作業時,往復多次進行拉底,嚴禁硬拉底板,開啟內外噴霧灑水,防止產生火花。(2)施工前必須先將掘錨機和皮帶運輸機停電閉鎖,對受影響區域的巷道設施進行局部防護。(3)圓木點柱必須落在硬煤上,保證護頂大板接頂牢實。若接頂不牢時,圓木與護頂大板之間楔入扒釘,使圓木接頂牢實,并將大板用鐵絲連接于頂部梯子梁上。檢查木棚前傾后仰時,不符合要求的要用尖棍撬動棚腿或用銅錘敲打校正。

      4.4爆破安全防護措施

      爆破作業時,爆破工作必須由專職爆破工擔任,嚴格執行“一炮三檢”和“三人連鎖”放炮制度。工作面裝藥后,將巷道內監控傳感器按“三位一體”要求移至安全區域(包括甲烷傳感器、風筒風量開關、溫度傳感器、信號電纜等),嚴禁將甲烷傳感器放置在地上,造成傳感器誤報警,嚴禁死拉硬拽信號電纜,防止信號傳輸中斷。放炮結束后,及時將傳感器吊掛到位。

      4.5工作面禁區管理

      工作面危險部位應嚴禁人員進入。工作面禁區管理要求見表2。

      5結語

      W1313回風順槽掘進過斷層期間,對支護方式進行了優化,針對頂板、通風、掘錨機破巖、爆破作業和作業人員管理采取有效的安全技術措施,保證了W1313回風順槽順利通過斷層破碎帶。

      參考文獻:

      [1]劉星星.掘進巷道過斷層破碎帶支護工藝優化設計[J].山東煤炭科技,2018(9):34-35.

      [2]陳曉祥,吳俊鵬.斷層破碎帶中巷道圍巖大變形機理及控制技術研究[J].采礦與安全工程學報,2018,35(5):885-892.

      [3]郝瑩.煤巷斷層破碎帶頂板支護技術應用實踐[J].江西煤炭科技,2018(3):27-29.

      作者:許艷偉 單位:山西高河能源有限公司

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