探究煤巷掘進工作面托頂煤頂板管理

慎陸生

摘 要：鄭煤集團部分礦井屬于豫西“三軟”煤層，且煤層厚度一般都在5m以上，煤巷掘進工作面過斷層、過底板起伏帶和反揭煤施工期間托頂煤情況較為常見，通過總結U型鋼支護巷道托頂煤掘進期間的頂板控制，確保了巷道的安全掘進。

關鍵詞：煤巷;托頂煤;頂板管理

1 引言

巷道掘進期間托頂煤現象較為普遍，而托頂煤施工是掘進過程中對頂板控制要求較高、施工隱患較為突出的重點工程之一，為了保證施工期間的安全，采用U型鋼支護，配合頂板管理的措施。順利保證了巷道的安全掘進，為頂板管理的安全掘進提供了技術支持和保障。

2 礦井概況

蘆溝煤礦是鄭州煤炭工業蘆溝煤礦有限責任公司（簡稱鄭煤集團公司）的骨干生產礦井之一，位于鄭州市西南27公里處，新密煤田東部岳村鄉境內，礦井屬于豫西“三軟”煤層。礦區交通十分便利，鄭密公路從礦區穿過，礦區東依京廣，北靠隴海，西有焦枝三大鐵路干線，本礦專用鐵路與新鄭一京廣鐵路支線宋寨車站接軌，生產煤炭可直接外運。蘆溝煤礦是1965年6月由武漢煤礦設計研究院，依據1958年密縣地質勘探隊提出的岳村礦區精查報告設計的。1966年開始興建，1972年12月簡易投產，年設計能力60萬噸。采用立井單水平上下山開采，中央邊界通風，大巷位于-15米水平，由于受高角度正斷層切割形成一個獨立的井田。其北部以煤層露頭帶為界，南部以魏寨正斷層為界，西界以第三勘探線為界，東部以第17勘探線為界，井田東西走向7公里，南北寬2公里，面積14平方公里。

3 巷道支護情況

巷道采用29U12平方U型鋼配合塑料網、椽子支護，支架凈下寬4.4m，凈高3.2 m，棚距0.6m，梁腿搭接長度0.35-0.4m，卡纜螺栓扭矩≥200N·m，卡纜間距0.20-0.25m，頂椽子間距0.35m，幫椽子間距0.4m，椽子按二抬一標準搭設，并成一條直線，塑料網連網長度0.1m，搭接寬度0.1m，柱窩深度0.2m。U型鋼支架承受壓力大，支撐時間久，具有易安裝不易變形等特點。

4 施工前注漿

施工前，采用注水泥漿的方式對煤體進行加固，注漿期間嚴格按照以下要求執行：

（1）使用水泥在專用的攪拌桶內加水后進行攪拌，形成均勻的漿液。通過注漿泵混合后注入注漿孔內。煤體加固注漿工藝：準備管路并連接-----打注漿孔----清洗管路----制作漿液-----注漿加固------封孔-----清洗管路-----回收管路-----回收注漿管。

（2）制漿材料配比：水泥：水=1：1。注漿泵泵壓4MPa，孔端壓力4MPa。注漿孔布置第一排距巷道輪廓線以里0.5m，第二排巷道頂板以下1.5m位置各布置1排，第1排布置3個孔（1#、2#、3#）、第2排布置4個孔（4#、5#、6#、7#），第1排孔間距1m、孔深6.0m、傾角35°-40°，第2排孔間距0.8m、孔深10m、傾角25°-30°（具體可根據巷道實際情況進行調整）。

（3）注漿孔采用錨索鉆機打眼，鉆孔直徑?22mm。注漿時采用單孔或雙孔同時注漿。當注漿孔注滿或滲液為注漿結束時間。

（4）注漿施工前，由現場班組長負責對注漿迎頭往后10m范圍內的U型鋼支架進行逐棚檢查，確保支架工程質量合格、支架條件滿足注漿并且檢查巷道連鎖完好情況，工程質量不合格或者支架連鎖不達標時嚴禁實施注漿作業。注漿前檢查設備完好情況，當注漿管路處于承壓狀態時，禁止連接、拆卸、修理注漿管件。

（5）注漿作業期間必須有專人負責，不間斷檢查管路、設備情況，保證注漿管完好。注漿管嚴禁對人，操作人員連接好管路后，操作人員身體必須離開管頭至少500mm以上。每注漿結束一個鉆孔，現場負責人都需要檢查迎頭巷道支架情況，支架無異常時可以換注漿孔。

5 托頂煤施工頂板管理方法

（1）掘進施工前，認真執行《揭閉子管理規定》，先兩邊后中間，從兩邊的點桿揭起，在每揭起一根點桿確保頂板沒有問題后才能揭下一根點桿，必要時中間的兩根點桿可以暫不揭除，先掘進，待掘進2-3棚留有肚子后，再去除，防止出現頂部流煤。

（2）掘進期間可留設兩棚或三棚肚子（象鼻）。為防止施工期間煤壁冒落，造成冒頂事故，可留設兩棚或三棚肚子，肚子兩側的寬度不得小于0.8米，肚子必須采用不少于3根的3寸鋼管或小荊木配合竹笆進行加固，以防煤體滑落。

（3）掘進前必須采用撞楔法進行超前護頂。每棚掘進前采用管釬椽配合鐵釬椽和板釬椽超前護頂。防止冒頂發生時，在需要挺釬椽的支架向外0.5～1.0m（一個或二個支架棚距）處，在巷頂正頂以仰角40?向巷道正前方煤體中打入釬椽。釬椽采用密集方式沿支架頂梁布置，用大錘或手鎬敲擊釬椽尾挺入。木釬椽間距不能大于0.2m，釬椽尾外露長度不能超過300mm。釬椽必須能托住前方的松散煤體。

（4）掘進期間必須采用前探梁（前探梁可采用π型鋼或槽鋼制作）。通過使用金屬前探梁臨時支護固定裝置，增加了作業地點臨時支護范圍內的牢固性和可靠性，提高了巷道超前控制頂板的整體穩定性，對掘進工作面頂板管理起到了很好作用。

（5）空幫、空頂處用煤袋或廢舊坑木填實。每掘進一棚，若出現空幫空頂現象時，必須及時用編織袋裝煤或廢舊坑木填實，否則不得施工下一棚，防止出現幫頂不實就繼續施工的現象。

6 結語

（1）通過對托頂煤施工頂板管理技術的研究，采取改變施工工序、超前護頂、固化頂板等技術，解決了托頂煤施工期間的頂板管理難題，保證了工程的順利施工，為礦井的正常接替提供了有力的保障。

（2）采取注漿措施后，煤體得到了注漿固化、銹結，同時注漿過程中煤體被漿液濕潤，施工期間作業的煤塵大大降低，改善了作業環境，減少了煤肺病的發生。

（3）完善了“三軟”煤層煤巷掘進工作面托頂煤施工期間的頂板技術，從前期的準備注漿工作，到施工期間的頂板管理措施，讓整個頂板管理工作更加的科學化、工藝化和制度化。為鄭煤集團豫西“三軟”煤層推行突出煤巷掘進工作面在復雜地質情況下快速安全掘進工藝奠定了基礎。

參考文獻：

[1]劉猛，毋飛等.三軟不穩定煤層過聚能爆破頂板控制技術[J].中州煤炭，2012.