長楔頂推法在處理局部冒頂中的應(yīng)用

摘要：提出了長楔頂推法在處理局部冒頂中的應(yīng)用方案，論證了基社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：煤礦 長楔頂推法 應(yīng)用

1 礦井概況

新河煤礦位于濟(jì)寧煤田唐口煤礦的西南部邊緣，井田中心西距嘉祥縣城約7.5km，東距濟(jì)寧市約10km，行政區(qū)劃屬濟(jì)寧市任城區(qū)和嘉祥縣管轄。其范圍東以嘉祥支三斷層為界，西至FH斷層及17煤層露頭；南起兗新鐵路北側(cè)保安煤柱，北至嘉祥支三斷層及XF9斷層相交處。井田南北平均長5.5km，東西寬1.5km，面積約6.60 km2，年設(shè)計(jì)產(chǎn)量45萬噸，礦井主采煤層3煤層，平均煤層厚度為6m，可采儲量2548578.2萬噸，采用立井+暗斜井開拓方式。

2 問題的提出

-760m軌道暗斜井是一條由-400m水平向-760m水平延伸的開拓全巖巷道，采用的錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)方式。該巷道位于工業(yè)廣場保護(hù)煤柱東北側(cè)，一采區(qū)北側(cè)，坡劉莊保護(hù)煤柱內(nèi)，由南向北穿越嘉祥支三斷層。嘉祥支三斷層南部地層走向145°、傾向N55°E、傾角30°，北部地層走向150°，傾向N60°E、傾角30°，落差120m—600m，斷層附近褶曲、伴生、派生斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，地層傾角較大，在46°左右。由于受嘉祥支三斷層帶的影響，-760m軌道暗斜井變形嚴(yán)重，最大變形量為826mm，在對該巷道修復(fù)至上變坡點(diǎn)下170m處，發(fā)生了局部冒頂事故，巷道被完全封堵，沒有造成人員傷亡。由于該冒落區(qū)處于嘉祥支三斷層帶內(nèi)，圍巖是十分破碎的泥巖、砂巖互層，并伴有大量淋水，冒落區(qū)高度不詳，如果盲目處理，可能造成更大范圍的冒落，況且很難保證作業(yè)人員的安全。

3 制定方案及實(shí)施：

3.1 總體思路

由于地質(zhì)報(bào)告對嘉祥支三斷層勘探量小，對斷層賦水性、導(dǎo)水性、斷層帶寬度、充填、膠結(jié)情況、產(chǎn)狀、位置等控制性均較差。為此，必須在確保安全的情況下快速處理冒落區(qū)。

3.2 方案比較

處理冒落區(qū)方案比較

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根據(jù)處理冒頂?shù)某Ｒ?guī)方法以及該冒落區(qū)的實(shí)際情況，擬定了五種方案，比較如下：

方案一：安設(shè)木垛法；方案二：錨噴處理法；

方案三：注漿處理法；方案四：普通撞楔法；

方案五：長楔推進(jìn)法。

通過上面表格可以看出，方案一、二均存在清理大量矸石，且操作較為危險(xiǎn)的問題，方案三存在跑漿嚴(yán)重的問題，如果采用方案四，普通撞楔法的木撞楔長度一般為2m左右，巷道支護(hù)的整體性較差。因此，對撞楔法做了改進(jìn)，采用長楔頂推法處理冒頂?shù)姆桨浮ｉL楔用φ57的鋼管制作而成，長度為4m，端部削尖，以減少阻力。

3.3 施工工藝

在冒落區(qū)退后10m開始架設(shè)鋼棚，棚間距為800mm。鋼棚采用29kg/mU型鋼制作而成，規(guī)格為：凈寬4.0m，凈高3.9m（棚拱高2.0m，棚腿高1.9m）。在架設(shè)好兩架鋼棚后，從后一架的棚梁下向前一棚梁上以-12o打入長楔，長楔間距0.1米，楔間用木板背實(shí)背勞，以阻止上部碎矸落下，提高巷道支護(hù)的整體強(qiáng)度。插入長楔后，先用大錘人工均勻打入，以固定長楔，然后用改進(jìn)式風(fēng)鉆推進(jìn)器頂推長楔。頂推長楔時(shí)，每次將長楔依次頂推100—200mm，直至將長楔推進(jìn)3.5m左右。巷道在長楔的掩護(hù)下進(jìn)行人工出矸作業(yè)，每向前推進(jìn)800mm時(shí)，架設(shè)一架鋼棚。當(dāng)施工到距長楔頂端1.0m時(shí)，停止架棚，再按上述工藝重新頂推第二排長楔，直至通過冒頂區(qū)。

4 實(shí)施效果

使用長楔頂推法順利的通過了21m的冒落區(qū)，并且在通過破碎帶的巷道施工中，長楔頂推作為前探支護(hù)被大力推廣，它為在破碎帶施工的作業(yè)人員提供安全保障，起到了保駕護(hù)航的作用。長楔頂推法在處理巷道局部冒頂中的優(yōu)越性明顯大于其他常規(guī)處理冒頂?shù)姆椒āＴ摲椒ò踩阅艽蟠蟾哂诎苍O(shè)木垛法與錨噴處理法，又避免了注漿法的大量跑漿現(xiàn)象，其對巷道整體性的提高又大大優(yōu)越于普通撞楔法。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

4.1.1 在處理—760m軌道暗斜井局部冒頂中，采用長楔頂推法比采用錨噴安設(shè)木垛法節(jié)約方木、噴漿料、錨桿、錨索、鋼梯、鋼帶等支護(hù)材料10萬余元。

4.1.2 長楔頂推法比錨噴安設(shè)木垛法節(jié)約工期20天，可以掘進(jìn)巷道40m，完成20萬元的工程量。

4.2 社會效益

使用長楔頂推法順利的通過了21m的冒落區(qū)，長楔頂推法比錨噴安設(shè)木垛法節(jié)約工期20天，可以掘進(jìn)巷道40余米。

在通過破碎帶的巷道施工中，長楔頂推作為前攤支護(hù)被大力推廣，它為在破碎帶施工的作業(yè)人員提供安全保障，起到了保駕護(hù)航的作用。