綜采工作面切眼逮煤頂技術(shù)施工方法研究與探討

雷明國 等

摘要：文章介紹了亳州煤業(yè)股份公司在復雜地質(zhì)條件下綜采工作面切眼施工過斷層、煤頂進行的支護研究，取得了很好的效果，為以后的切眼施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：逮煤頂 錨索代替錨桿 縮小錨索排距 風鎬掘進 撞楔 套棚

煤炭是我國最主要的能源之一，在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中占74%左右。隨著社會的發(fā)展，對能源的需求量也在逐步增加。為滿足發(fā)展對煤炭的需要，開采深度不斷增加，采場的地質(zhì)條件也向復雜型靠近。

1 概述

亳州煤業(yè)股份公司隸屬于淮北礦業(yè)集團，坐落在渦陽縣境內(nèi)，是一座設(shè)計年產(chǎn)150萬噸的機械化礦井。礦井斷層多，大斷層均有多條滋生小斷層伴隨。公司的北翼101采區(qū)1016工作面機、風巷揭露煤層厚度為2.7m，機風巷到位后開始施工切眼。由于10煤傾角較大，從機風巷高差來看，切眼煤層平均傾角26°。在切眼導硐施工中，切眼中部遇一落差2.4m正斷層，該斷層為DF68斷層滋生的小斷層。針對切眼過斷層、煤頂施工安全，對過斷層、煤頂進行支護研究（或施工方法探討）。

2 施工技術(shù)方案

2.1 切眼支護設(shè)計與施工說明

2.1.1 根據(jù)地質(zhì)資料，公司101采區(qū)煤層頂板為Ⅱ類，采用錨、帶、網(wǎng)、索支護，單體棚補強。切眼施工采取先導硐，后刷大的方法施工。根據(jù)工作面兩巷煤層厚度及本采區(qū)先前施工的工作面情況，確定1016工作面采用ZY1940型液壓支架。根據(jù)支架尺寸和相關(guān)安全技術(shù)規(guī)定與要求，確定切眼斷面為：寬7.4m×2.8m的矩形斷面。

2.1.2 切眼導硐從工作面機巷撥門撥門按上山施工，施工75m后遇此斷層停頭加固后，從風巷撥門下山施工與停頭處貫通，而后進行切眼刷大施工。

2.2 施工方案

2.2.1 第一種：根據(jù)斷層落差2.4m，確定切眼跟煤層頂板施工，但由于安裝需要斷層前后根據(jù)切眼平距坡度，確定底板平均坡度不變，這樣就在切眼頂板形成的2.4m落差，根據(jù)巷道底板坡度采取打錨索梁接木垛方法處理。此方案優(yōu)點如下：①施工過程中頂板威脅變小，頂板比較好管理；②施工進度快。缺點如下：①打錨索梁接木垛施工難度大，原因：切眼平均坡度26°，斜巷接木垛安全系數(shù)較小，易出現(xiàn)安全事故；②臥底襯坡度施工工程量大；③錨索梁與木垛形成的軟頂板后期套棚安全威脅大，不利于后期工作面安裝支架；④施工進度慢。

2.2.2 第二種：根據(jù)機巷撥門施工巷道方位，確定撥門位置后下山施工于其貫通。在貫通處20m范圍內(nèi)預計是斷層影響區(qū)域，也就是煤頂施工區(qū)。采取逮煤頂施工的方案施工。在下山施工過程中先跟煤層頂板施工，剩余25m時進行實測標高，根據(jù)巷道底板坡度貫通。如何確定逮煤頂位置方法如下：根據(jù)施工經(jīng)驗，確定煤頂1m以內(nèi)時采取跟煤層頂板施工，煤層厚度超過1m時逮煤頂施工。逮煤頂施工采取錨索代替錨桿施工，即錨桿株排距為800×900mm，原設(shè)計在兩排錨桿之間的加強支護錨索繼續(xù)施工；現(xiàn)場根據(jù)巷道煤厚與底板坡度確定頂板位置。此方案缺點：

①逮煤頂施工在未注加固劑的情況下容易漏煤，造成冒頂，安全威脅大。②施工進度慢。

2.2.3 方案確定。根據(jù)以上兩個方案，結(jié)合現(xiàn)場實際生產(chǎn)經(jīng)驗與安全情況的預估計，確定采用第二種方案，即切眼施工采取逮煤頂施工。

3 施工的成功的技術(shù)經(jīng)驗

3.1切眼導硐逮煤頂施工技術(shù)經(jīng)驗

①錨索代替錨桿施工時，縮小錨索排距，原設(shè)計錨桿排距為900mm，開始逮煤頂時錨索排距改為600mm，逮住煤頂后可放至800mm；原要求在兩排鋼帶之間打的錨

帶索補強，在現(xiàn)場經(jīng)過驗證可以不用施工，幫錨桿滯后不超過2排。②逮煤頂時頂板菱形孔金屬網(wǎng)格之間易漏煤，采取在金屬網(wǎng)上加2層小竹笆，竹笆之間要壓茬，防止漏煤。③切眼導硐施工工序為：先施工上部，采用風鎬掘進。待上部頂板錨索施工完成后再施工下部。若下部巖石較硬，則采取放震動炮施工。眼深不超過0.8m，裝藥量不超過200g，多打眼。放炮前在頂板采用舊皮帶保護迎頭頂板5m范圍，防止崩壞煤頂漏煤。④在貫通點煤頂段打單體棚提前加固，停頭迎頭頂板打一排撞楔超前加固頂板，撞楔間距200-300mm。單體棚棚梁上接一層半圓木與頂板接實，防止漏煤。⑤逮煤頂施工時巷道頂板采用打撞楔超前加固煤頂，為臨時支護和永久支護爭取一定的時間。撞楔間距200-300mm。⑥原方案要求煤層厚度超過0.5m時開始逮煤頂施工，經(jīng)過現(xiàn)場施工經(jīng)驗0.5m煤頂逮不住。后經(jīng)驗現(xiàn)場實踐驗證，煤層厚超過1m時開始逮煤頂施工。

3.2 切眼刷大逮煤頂施工技術(shù)經(jīng)驗

①切眼刷大前將煤頂段套單體棚提前加固，必須全部套完。單體棚棚距為施工時錨索排距，也即排排套，頂板采用半圓木與頂板接實，必要時可使用竹背板與半圓木一并使用。每棚不少于4塊半圓木。套棚原設(shè)計一梁二柱，煤頂段必須是一梁三柱。②切眼導硐煤壁側(cè)提前打撞楔加固刷大側(cè)頂板，撞楔間距300mm，撞楔長度不小于3.5m。③由于切眼對頭刷大，刷通地點為煤頂段，選擇合理刷通地點十分重要。1016切眼刷大刷通點選擇在導硐側(cè)施工時煤層底板在巷道頂板留有1m多巖石地點，刷通前10m前必須停止一頭，在迎頭封山、貼迎頭頂板打一排撞楔超前加固頂板；另一頭剩余2m之內(nèi)時迎頭亦打撞楔護頂，而后進行刷通，撞楔間距200-300mm。④導硐側(cè)單體棚設(shè)計一梁二柱，在套棚后為防止單體卸載棚梁歪倒傷人，導硐側(cè)Π型梁頂板固定點不少于3處，每處固定點采用雙股8#鐵絲擰緊不少于3圈，鐵絲生根要牢固可靠。⑤切眼導硐與刷大接茬段頂板破碎，尤其煤頂段接茬處管理困難，刷大后在接茬處補打錨索或錨桿加固。

4 支護質(zhì)量要求及監(jiān)測監(jiān)控

施工期間，要強化錨桿施工質(zhì)量，嚴格控制錨桿角度，發(fā)現(xiàn)不合格錨桿及時補打。錨桿安裝要牢固樹立“初錨力第一”的觀念，確保錨桿初錨扭矩符合要求。必須使用錨桿鉆機安裝錨桿，使樹脂錨固劑充分攪拌混合。并使用快速安裝工藝，即攪拌樹脂錨固劑、上托盤、擰緊螺母一次完成。嚴禁用錘擊或風錘攪拌的方法安裝錨桿。

為檢查支護質(zhì)量，及時設(shè)置相應的測站，對圍巖位移、頂板離層狀況、錨桿載荷等進行觀測，同時要認真執(zhí)行錨桿抽檢制度。正常情況下要求每隔50m在巷道頂板中央安設(shè)頂板離層指示儀一個，頂板不穩(wěn)定、地質(zhì)條件惡化時可適當加密到30-40m一處，遇地質(zhì)構(gòu)造及頂板異常段增設(shè)頂板離層指示儀，并重點檢測頂板變化情況，檢測錨桿受力的液壓枕也要正常安設(shè)。要嚴格按照有關(guān)規(guī)定，認真落實小班自檢、大班日檢和礦井抽檢制度。

施工期間安排專人檢測單體支柱的初撐力，確保初撐力不小于70kN，發(fā)現(xiàn)卸載的支柱及時補液，失效支柱及時更換，且正常使用防倒繩，生產(chǎn)技術(shù)部要定期進行檢查，確保巷道支護可靠，有效。

5 結(jié)束語

該切眼過斷層及煤頂技術(shù)在施工過程中，沒有發(fā)生漏（冒）頂事故，施工安全順利，從而提高了綜采工作面切眼施工的可靠性和成功性，也提高了巷道施工的有效性，杜絕了因切眼頂板漏、冒而重新施工的可能，不僅為工作面盡快投產(chǎn)贏得了寶貴的時間，而且取得了良好的經(jīng)濟效益。

在該公司地質(zhì)條件極其復雜的情況下，該項技術(shù)可有效地指導大斷面過煤頂、斷層施工，為公司今后切眼施工積累了經(jīng)驗，提供了一項技術(shù)保障；同時也可應用于類似該公司地質(zhì)條件的其他礦井，為其安全生產(chǎn)提供借鑒作用。

參考文獻：

[1]于輝，孔令根，牛智勇，等.錨桿錨索聯(lián)合支護技術(shù)在碎裂厚煤層巷道中的應用[J].中國煤炭，2013，39（10）：4，46-49.

[2]李文其，劉波.深部高應力軟巖中的大斷面梯形巷道支護設(shè)計與施工[J].煤礦支護，2013，3：4，16-18，23.

[3]袁海軍.掘進巷道臨時支護技術(shù)及防片幫措施[J].煤礦支護，2013，3：3，42-44.

[4]孫濤，時吉賀.淺析錨索在支護承載體的補強作用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2013，9：441-444.

[5]李建宇.大高差高角度邊坡支護設(shè)計[J].中國科技信息，2013，

19：2，59-60.

[6]王永順，梁永東.復雜頂板條件大斷面綜采切眼支護技術(shù)[J].煤礦現(xiàn)代化，2013，3：3，25-27.