煤巷過斷層破碎帶施工工藝與支護(hù)技術(shù)實(shí)踐

許艷偉

（山西高河能源有限公司，山西 長治 047100）

1 工程概況

W1313回風(fēng)順槽沿3#煤層底板掘進(jìn)，矩形斷面，掘?qū)?300 mm，掘高3900 mm，掘進(jìn)毛斷面為20.67 m2。埋藏深度+540～+460 m。3#煤層平均厚度為6 m，煤層傾角為4°～13°。煤層偽頂為砂質(zhì)泥巖，厚度4.75 m，直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度10.31 m，老頂為細(xì)砂巖，厚度21.12 m，直接底為泥巖，厚度為1.2 m，老底為中砂巖—砂質(zhì)泥巖，厚度為11.24 m，層理均勻。

W1313回風(fēng)順槽在里程332 m處揭露FW167正斷層，斷層走向NW28°，傾向NE62°，傾角∠36°，落差為3.3 m。根據(jù)斷層傾角和落差分析，預(yù)計(jì)斷層影響區(qū)域?yàn)榻衣稊鄬忧? m和揭露斷層后10 m范圍，見圖1。斷層面可形成導(dǎo)水裂隙帶，預(yù)計(jì)最大涌水量8 m3/h，正常涌水量3 m3/h。工作面正常排水采用DQG35/0.2型 （排水能力2.1 m3/h） 風(fēng)泵排水，45 kW電泵熱備。

圖1 W1313回風(fēng)順槽揭露FW167正斷層平、剖面

2 過斷層施工工藝

采用從FW167正斷層上盤爬升至斷層下盤的方案過斷層。沿煤層底板掘進(jìn)，至斷層面處形成半煤巖巷道，采用15°上山破巖方式掘進(jìn)，見圖1。

過斷層施工過程中，底板破巖厚度變化呈由少到多、由多到少的過程。破巖厚度＜500 mm時(shí)，采用掘錨一體機(jī)直接破巖工藝；破巖厚度≥500 mm時(shí)，采用爆破配合掘錨機(jī)掘進(jìn)。

破巖厚度≥500 mm時(shí)，調(diào)整施工順序?yàn)椋壕蝈^一體機(jī)割上臺階部分→出煤→敲幫問頂→臨時(shí)支護(hù)→頂部、幫上部永久支護(hù)→退機(jī)→巖石打眼→檢查瓦斯→裝藥→檢查瓦斯→警戒→放炮→檢查瓦斯→警戒移除→開機(jī)出矸→幫下部永久支護(hù)。

3 過斷層支護(hù)方法

（1）調(diào)整頂板支護(hù)參數(shù)

過斷層時(shí)仍按原斷面掘進(jìn)，采用錨網(wǎng)索與梯子梁相配合的支護(hù)方式，見圖2。

頂板錨桿每排6根、排距800 mm，若過斷層期間巷道圍巖煤體破碎不易控制，則由生產(chǎn)技術(shù)部經(jīng)現(xiàn)場確定后，可再次縮小排距至600 mm，兩肩角錨桿距幫均為300 mm，錨桿與垂線呈20°外斜布置。

錨索用綜掘機(jī)組鉆機(jī)隔排打設(shè)3根，間排距為1100 mm×2000 mm；風(fēng)動鉆機(jī)滯后迎頭30 m打設(shè)中間排居中布置的1根錨索，排距為2000 mm。當(dāng)頂板破碎較嚴(yán)重時(shí)，滯后的中間1根錨索需緊跟迎頭。若頂板破碎嚴(yán)重錨索無法打設(shè)至頂板穩(wěn)定區(qū)域，則采用加長錨索進(jìn)行支護(hù)。

圖2 巷道加強(qiáng)支護(hù)斷面

（2）圓木大板棚復(fù)合支護(hù)

巷道掘進(jìn)過斷層面30 m后，由于現(xiàn)場頂板較為破碎，采用圓木大板棚對斷層區(qū)域進(jìn)行復(fù)合支護(hù)。棚距為800 mm，間距4700 mm。圓木規(guī)格Φ200 mm×4200 mm，大板5500 mm×200 mm×150 mm，木板500 mm×300 mm×50 mm，木茬400 mm×300 mm×70 mm。在大板與頂板間使用道木背實(shí)，保證與頂板間有效接頂。在圓木距底板1500 mm處使用鋼絲繩串聯(lián)一道，距底板3000 mm處使用扒釘相連。

4 安全技術(shù)措施

4.1 頂板管理

（1）每班驗(yàn)收員及時(shí)檢查工程質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)錨桿失效，立即使用錨索進(jìn)行補(bǔ)打。

（2）在斷層影響區(qū)域前、中、后5 m范圍內(nèi)各打設(shè)1臺頂板離層儀，并按規(guī)定觀測記錄，離層進(jìn)入黃區(qū)時(shí)及時(shí)通知生產(chǎn)技術(shù)部，并采取加固措施。

（3）過斷層期間，必須加強(qiáng)頂板巖性觀測，施工錨索孔時(shí)，要隨時(shí)記錄巖性變化，確保錨索錨固端處于堅(jiān)硬巖層中。

4.2 通風(fēng)管理

（1）加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測，若過斷層期間瓦斯涌出量大于原正常掘進(jìn)期間瓦斯涌出量的30%，則必須停止掘進(jìn)。

（2）掘錨一體機(jī)破巖作業(yè)期間，必須安排專人對截割頭進(jìn)行灑水。

（3）風(fēng)筒經(jīng)過斷層區(qū)域時(shí)，必須提前避開點(diǎn)柱打設(shè)位置。巷道內(nèi)作業(yè)不得擠壓風(fēng)筒，若需擠壓風(fēng)筒作業(yè)，必須對風(fēng)筒進(jìn)行防護(hù)，扶梯嚴(yán)禁依靠風(fēng)筒。

4.3 掘錨機(jī)破巖管理

（1）破巖作業(yè)前，必須提前檢查掘錨機(jī)截割頭截齒完好情況；破巖作業(yè)時(shí)，往復(fù)多次進(jìn)行拉底，嚴(yán)禁硬拉底板，開啟內(nèi)外噴霧灑水，防止產(chǎn)生火花。

（2）施工前必須先將掘錨機(jī)和皮帶運(yùn)輸機(jī)停電閉鎖，對受影響區(qū)域的巷道設(shè)施進(jìn)行局部防護(hù)。

（3）圓木點(diǎn)柱必須落在硬煤上，保證護(hù)頂大板接頂牢實(shí)。若接頂不牢時(shí)，圓木與護(hù)頂大板之間楔入扒釘，使圓木接頂牢實(shí)，并將大板用鐵絲連接于頂部梯子梁上。檢查木棚前傾后仰時(shí)，不符合要求的要用尖棍撬動棚腿或用銅錘敲打校正。

4.4 爆破安全防護(hù)措施

爆破作業(yè)時(shí)，爆破工作必須由專職爆破工擔(dān)任，嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”和“三人連鎖”放炮制度。工作面裝藥后，將巷道內(nèi)監(jiān)控傳感器按“三位一體”要求移至安全區(qū)域（包括甲烷傳感器、風(fēng)筒風(fēng)量開關(guān)、溫度傳感器、信號電纜等)，嚴(yán)禁將甲烷傳感器放置在地上，造成傳感器誤報(bào)警，嚴(yán)禁死拉硬拽信號電纜，防止信號傳輸中斷。放炮結(jié)束后，及時(shí)將傳感器吊掛到位。

4.5 工作面禁區(qū)管理

工作面危險(xiǎn)部位應(yīng)嚴(yán)禁人員進(jìn)入。工作面禁區(qū)管理要求見表2。

5 結(jié)語

表2 工作面禁區(qū)管理

W1313回風(fēng)順槽掘進(jìn)過斷層期間，對支護(hù)方式進(jìn)行了優(yōu)化，針對頂板、通風(fēng)、掘錨機(jī)破巖、爆破作業(yè)和作業(yè)人員管理采取有效的安全技術(shù)措施，保證了W1313回風(fēng)順槽順利通過斷層破碎帶。