淺談豹子溝煤業主斜井過2#煤采空區技術方案研究

邢四旗　左朝玉

摘要：山西省資源整合以后，資源整合礦井對原來煤礦的地質資料掌握不全面、不詳細，開采過程中埋下了隱患。豹子溝煤業公司針對此問題，從技術上采取了幾點措施，保證了礦井建設安全。

關鍵詞：豹子溝煤業過采空區技術方案

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0099-01

山西煤炭進出口集團蒲縣豹子溝煤業有限公司是由原山西煤炭進出口集團豹子溝煤業有限公司、山西蒲縣楊坡煤業有限公司和山西蒲縣利泰煤業有限公司整合而成。井田內有可采煤層3層，分別為2#、9#、10+11#，井田面積11.1886平方公里，可采儲量5305.8萬噸，生產能力90萬噸/年，服務年限42.1年。其中，上組煤2#煤層距下組煤9#煤層平均層間距為82.5m，9#煤層距10+11#煤層平均層間距1.25m。

根據優化后的設計，礦井采用斜井開拓，首采綜放工作面布置在下組煤副斜井北部（上方2#煤已開采）。主斜井設計斷面為半圓拱，凈寬5m，墻高2.2m，凈斷面20.8m2，傾角-17°，設計長度702m，預計389m處見2#煤層。

1過采空區探測

從2011年3月5日主斜井施工開始后，我們就把主斜井穿越2#煤層確定為重大危險源。首先，主斜井布置位置在原整合圖紙中雖為實體煤，但考慮到整合前圖紙的真實性比較差，推測在過2#煤層時可能存在采空區，再考慮到等高線偏差，預計通過位置在389m前后50m范圍內。

2011年7月9日在主斜井302m處采用YTD-400（A）全方位探測儀對其掘進工作面進行了超前探測，結果發現在345m處高阻異常，達到120，多處達到105（正常值為80～90），初步確定穿越2#煤層存在采空區（見物探探測結果圖）。后在該處設計布置了3個垂直向鉆孔和3個傾斜向鉆孔（見鉆孔布置圖），靠巷道左側的一個垂直向鉆孔（11m）和一個傾斜向鉆孔（43m）探出采空區，其他孔未見異常，確定2#煤采空區在井筒的左側，從345m處開始穿越。

2過采空區施工方法

在確定采空區位置后，我們召集相關領導、工程技術人員、項目部、監理方共同確定施工方案，在比較多種支護方式后，一致認為項目部提出的：“U型鋼+水泥背板+噴漿”的支護方式，在保證支護效果的前提下，也比較簡單易行。為此，特制定過采空區方案如下。

2.1 臨近采空區施工工藝

當巷道迎頭距2#煤采空區10m處，開始采用“短掘短支（掘1m支1m）”的施工工藝。即全斷面1次性打眼，分次裝藥、分次爆破，每次爆破進尺為1.0m，待工作面迎頭進行永久支護完畢后方可進入下一循環施工。

2.2 揭露采空區施工順序

先將采空區探通，在確認無水、瓦斯不超限的情況下，通過小斷面與采空區貫通，然后在保證支護的情況下，逐步擴大貫通斷面，直至達到設計要求為止。

2.3 臨時支護方式

錨網支護標準同原設計；錨索采用Φ15.24mm長6m的鋼絞線，支護自頂向兩側布置，每排三根，間排距1.5×2m，每根錨索使用CK2360型樹脂錨固劑4根，抗拔力不得低于200KN；噴射混凝土厚度50mm，強度C20。當2#煤底板升到井筒頂板6m以上且井筒頂板巖性完整時錨索不再使用，恢復原設計施工工藝。

2.4 封閉采空區安設“三管”

制定封閉采空區專項措施，在確保所通過采空區不漏風情況下，在密閉墻上安設“三管”：排水管、觀察管、注漿管。

排水管：在密閉墻正中預埋一根Φ108mm鋼管，位置在底板往上500mm，鋼管的一端露出采空區500mm，另一端露出巷道150mm。

觀察管：在密閉墻正中預埋1根Φ108mm鋼管，位置在底板往上1000-1500mm范圍，鋼管的一端露出采空區200mm，另一端露出巷道150mm。并設置能打開的密閉閥門，作為觀察孔。

注漿管：在密閉墻上預埋1根Φ108mm鋼管，位置在密貼老空頂板處，鋼管的一端露出采空區200mm，另一端露出巷道150mm，并設置能打開的密閉閥門作為注漿孔，預防以后采取加固施工時注漿。

2.5 永久支護方式

采用“U型鋼+水泥背板+噴漿”的支護，要求U型鋼支在用鋼筋混凝土做的底梁上，防止U型鋼整體下沉。底梁規格：1000×1000mm混凝土實底，箍與箍的距離為1000mm，當頂板破碎時，距離縮小到600mm。

2.6 采空區充填方法

（1）巷道兩幫遇采空區：在直接對采空區進行風筒通風并排除瓦斯、水、頂板、底板、圍巖等安全隱患后，通過打點柱的方式臨時維護好采空區內頂板。然后作業人員進入點柱支護區內，采用水泥背板搭接成垛，按每3m一垛將采空區頂板背嚴背實，再通過噴漿進一步加固支護。

（2）巷道頂部遇采空區：打通采空區后，如鋼箍架頂部不能與冒落頂部直接接頂，則通過敲幫問頂將采空區內的危巖、活矸清理掉后，首先對巷道進行臨時支護，其次按要求支好U型鋼架，然后采用80×150×1200mm的水泥背板井字型搭接接頂并用木楔背嚴背牢，最后對巷道進行噴漿。

（3）巷道底部遇采空區：當巷道迎頭底板距采空區頂板垂深小于3m時，巷道前方停止掘進，將工作面的重型機械設備撤到后方安全地點，通過對巷道底板進行鉆孔與采空區鉆通，采用注漿的方式將底板采空區充實填滿，并封閉鉆孔后，方可進行下一步掘進施工。

2.7 落實安全管理制度

嚴格執行好領導下井帶班制度；重點加強“一通三防”管理與“敲幫問頂”制度；每班匯報當班具體施工情況，遇到問題要及時采取有效的手段解決。

3過采空區技術方面總結幾點經驗

（1）由于考慮到可能存在采空區，所以我們做到超前考慮、超前安排、超前管理，做到了技術先行。

（2）采用了較為先進的全方位探測儀，對巷道前方有了一定的預見性，通過鉆探核實，在未過采空區時對采空區的狀況已經做到心中有數，便于提前制定較為合理的施工方案及相關措施，做到了技術保障。

（3）使用垂直鉆眼，減少了鉆探工程量，提前掌握了積水積氣及水位情況，做到了技術安全。

（4）在施工方法與施工單位、工程技術人員溝通充分，確定了合理的施工工藝，確保了安全及工程進度，做到了技術合理。