復(fù)雜條件下殘采礦井煤巷掘進(jìn)讓壓技術(shù)實(shí)踐

杜振宇

[調(diào)兵山市鐵法能源有限責(zé)任公司(鐵煤集團(tuán))小青煤礦，遼寧 鐵嶺 112700]

0 引言

我國(guó)很多礦井經(jīng)過(guò)多年采集大多已到了殘采階段，這樣的礦井會(huì)導(dǎo)致施工地方圍巖破碎、頂板破碎，甚至有些部分會(huì)實(shí)現(xiàn)大面積積水，極大地增加了施工難度。巷道掘進(jìn)過(guò)程中，施工技術(shù)人員要在開(kāi)采前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。要對(duì)開(kāi)采區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)監(jiān)測(cè)，了解和掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)掘進(jìn)巷道的頂板控制，仔細(xì)排查各個(gè)施工環(huán)節(jié)，不放過(guò)任何一個(gè)隱患。要不斷強(qiáng)化施工技術(shù)管理，對(duì)巷道不同的壓力狀況采取相應(yīng)的讓壓支護(hù)措施，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)殘采礦井復(fù)雜開(kāi)采地質(zhì)條件下掘進(jìn)工作面有效讓壓支護(hù)的目的，延長(zhǎng)巷道服務(wù)年限，保障殘采礦井的安全生產(chǎn)。

1 施工技術(shù)選擇

施工區(qū)域的工作面兩巷一旦都為沿底掘進(jìn)，那么煤層底板遇到水后會(huì)迅速膨脹變軟，非常容易出現(xiàn)低鼓現(xiàn)象，巷道的壓力增加會(huì)加快工字鋼棚腿下沉，從而導(dǎo)致巷道下降，巷道側(cè)壓明顯，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成棚腿擠出，還容易出現(xiàn)里出外進(jìn)的現(xiàn)象，嚴(yán)重的話會(huì)形成倒扎角。

棚腿下沉是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，技術(shù)人員可以通過(guò)采用工字鋼棚腿墊柱鞋的方法來(lái)增大鋼棚與煤層底板的重疊面積，接觸面積增加了，壓強(qiáng)就會(huì)減小，這樣就可以起到延緩工字鋼棚腿下沉的目的。而對(duì)于側(cè)壓產(chǎn)生的影響，技術(shù)人員可以根據(jù)采礦區(qū)域的實(shí)際情況放大中寬，適當(dāng)增加棚子的側(cè)壓。比如，將原來(lái)的中寬值由2.5 m調(diào)整到3 m，這樣就可以延緩棚腿的變形速度。如果側(cè)壓、頂壓都比較大，還可以通過(guò)松幫松頂來(lái)減小對(duì)棚子的壓力，利用人工除掉擠壓幫頂?shù)拿后w，然后在壓力的作用下使煤體過(guò)大的位置逐漸靠向棚子。在松幫松頂時(shí)，不宜將幫頂和煤幫的縫隙調(diào)整過(guò)大，以免出現(xiàn)不必要的安全隱患。

2 巷道支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

因剩余的煤礦大多屬于殘采階段，大部分集中在大巷煤柱或階段煤柱中，如果采用巷道掘進(jìn)，會(huì)使此區(qū)域的應(yīng)力集中起來(lái)，相對(duì)應(yīng)的壓力也會(huì)變大，這樣就會(huì)導(dǎo)致棚腿嚴(yán)重變形，從而出現(xiàn)鉆底現(xiàn)象。而大部分的巷道支護(hù)都能夠起到保護(hù)頂板的作用，這種支護(hù)技術(shù)雖然可以解決一些基本問(wèn)題，但卻因增加巷道煤幫的自身受重而忽視了控制煤巷兩幫的收縮量。這樣雖然會(huì)導(dǎo)致棚腿變形，但可以通過(guò)幫部卸壓來(lái)達(dá)到避免棚腿擠出的目的，不僅加固了兩幫，還有效控制了頂板下沉，巷道變形的問(wèn)題也得到了有效解決。

2.2 施工工藝

對(duì)工作面的掘進(jìn)一般采用炮掘技術(shù)，即先通過(guò)風(fēng)煤鉆眼，然后由人工搬運(yùn)材料和架棚，出渣的時(shí)候通過(guò)輸送機(jī)運(yùn)輸。背板按雜木棍四幫六頂布置，然后用金屬網(wǎng)護(hù)頂，棚距要保證在0.5 m。整個(gè)掘進(jìn)施工順序?yàn)椋鹤龊脺?zhǔn)備工作、進(jìn)行安全檢查、打眼、裝藥、連線、放炮、通風(fēng)、臨時(shí)支護(hù)、出渣、運(yùn)料、永久支護(hù)，這些工作有很多都是可以同時(shí)進(jìn)行的，平行作業(yè)能節(jié)省施工時(shí)間，提高施工效率。

3 巷道變形

為了對(duì)支護(hù)效果進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)，需要技術(shù)人員設(shè)置9個(gè)檢測(cè)組，并對(duì)每一組的頂板、底板和兩幫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 巷道礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比Tab.1 Comparison of mine tunnel pressure observation data

由表1可知，支護(hù)工藝的改變?cè)谝欢ǔ潭壬蠒?huì)降低巷道變形量。

4 效益分析

第一，安全效益。巷道片幫、冒頂現(xiàn)象基本不再出現(xiàn)，保證了施工技術(shù)人員的人身安全，提升了工作效率。第二，經(jīng)濟(jì)效益。隨著掘進(jìn)技術(shù)的不斷優(yōu)化升級(jí)，掘進(jìn)速度也會(huì)得到明顯提高，會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生積極影響。掘進(jìn)速度由之前的每月100 m左右逐漸提高到了現(xiàn)在的130 m以上。同時(shí)，在施工前也有了明確的工作認(rèn)定，保證了采掘接替的順利實(shí)現(xiàn)。第三，社會(huì)效益。殘采礦井煤巷掘進(jìn)讓壓技術(shù)的使用在一定程度上使工字鋼棚的支護(hù)性得到了顯著提升，改善了施工環(huán)境，施工人員的安全得到了保障，為后續(xù)的穩(wěn)定生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。