“三軟”煤層巷道掘進常見問題治理淺析

趙達明

（開灤（集團)有限責任公司東歡坨礦業分公司，河北 唐山063000）

1 引言

開灤東歡坨礦是骨干礦井，設計生產能力90萬噸/年，其3204軌道順槽掘進工作面是3200采區回采巷道，屬三軟煤層，巷道壓力大、掘進工作面頂板破碎，直接頂有0.5m泥巖，以上至穩定巖層為粉砂巖。巷道掘進過程容易發生掉頂情況，后期巷道變形嚴重，幫鼓現象明顯。

2 問題及分析

2.1 地質條件方面

第一，“三軟”煤層會對支護系統本身的抵抗彈性變形能力造成一定的影響，非常容易使得其能力不斷下降，一旦支護系統周圍每層壓力不斷提升達到系統強度極限時就會造成頂板彎曲下沉，煤層上覆頂板破碎，給挖掘工作帶來非常大的影響，整體難度不斷增加。

第二，三軟煤層在揭露后非常容易受到周圍環境的影響，出現風化現象，巷道煤壁以及錨桿效用都會受到不同程度的影響從而出現片幫、掉頂現象，影響到整體支護效果。

2.2 施工質量管理方面

在挖掘3204軌道順槽過程中整體支護效果會受到生產施工質量、效率的影響，支護體和支護結構會受到影響出現不同程度的破壞，對支護安全造成影響的因素如下所示：

第一，在施工準備階段圖紙的設計工作非常重要，圖紙本身的可行性和準確性將會直接影響到后期的施工建設質量，同時在施工過程中如果施工中存在實際施工和施工圖紙不相符合的現象，如說炮眼位置偏離設定位置、周邊眼和巖面之間留有縫隙，其和掘進面之間角沒有呈現垂直，巷道整體成形效果相對較差，實際尺寸和原有設計規范中不相符合，尤其是在寬度上經常會出現超寬或欠寬的現象，使得煤壁應力逐漸集中對巷道結構造成影響，出現巷道變形或者是破壞。

第二，巷道高度會對支護系統帶來非常大的影響和制約作用，尤其是錨桿以及錨索的角度無法和原有設計要求相符合，個別錨桿的預緊力不足，使得支護系統本身支撐力達不到支護效果，極為容易出現圍堰脫落、煤壁應力集中、錨桿失效等現象，最終導致巷道變形無法繼續使用。

3 對策與實施

巷道掘進過程中需要以中腰線為基礎開展施工工作，從開灤東歡坨礦地質條件進行分析，它本身的煤礦覆蓋區煤質強度低非常容易破碎，在按照巷道中心線開展巷道斷面打眼布置周邊眼過程中需要預留出一定的位置給巷道斷面邊界，方便能夠精準控制裝藥量避免溜幫情況出現以及藥量差異給巷道整體穩定性帶來影響。在支護過程中為保障巷道成型能夠更加圓滑、規則和平整，需要及時對巷道內欠挖狀況的出現進行分析方便及時作出應對。

需要準確計算支護強度，并在懸吊理論基礎之上準確計算出錨桿參數為錨桿選擇提供相應的依據，保障錨桿間、排距能夠更好地達到支護要求。開灤東歡坨礦3204軌道順槽掘進工作面設計寬度為4300mm,冒落拱高度約為700mm，需要保障所有錨桿的長度達到2400mm，根據以上條件進行分析在支護過程中只需要保障排距、錨索株排距滿足800mm×800mm就能達到相應的支護強度，保障巷道平穩性。

底部塑性區底角錨桿支護工藝的改進。軟巖巷道支護理論認為，巷道底板對于一般軟巖巷道來說是十分關鍵的施工部位所在，同時底板部位作為整個巷道的底部塑性區也非常容易被人們忽略，一般情況下，巷道無法實現快速穩定的原因之一就是受到巷道底板的影響。在實際工作開展過程中可以在底部塑性區兩底角打設底角錨桿，有效加固部分底部塑性區，同時通過著重控制底角的方式來控制幫底。

提高支護工藝技術水平。錨桿支護工藝中對整個工藝成功與否起到關鍵性影響作用的就是支護的及時性，也就是該如何在最短時間內快速完成自穩時間限制下頂板揭露后的頂板支護工作，還有就是在頂板之后完成之后該如何在先上后下原則之下開展分布支護工作。一般情況下分布支護工作在開展過程中按照上、下幫最上一根錨桿緊跟迎頭打設，其余滯后頂1～2個循環支護的順序開展支護施工工作，提升整體作業的平行性。

4 結語

在整個巷道掘進過程中地質條件的分析以及掌握非常重要，這將會直接影響到整個工程建設的安全性和順利性，有關于巷道掘進相關問題的解決以及分析都要建立在地質條件分析及其數據的基礎之上，通過在支護過程中采取保障支護強度加強質量管理，提高支護質量、松動卸壓等措施有效降低常見事故發生幾率，提升掘進效率的同時還能夠保障掘進的安全性，兩幫移近量在250mm以內，圍巖基本保持穩定，可以滿足工作面回采使用要求。