巷道掘進過陷落柱掘進工藝以及支護研究

馮開輝

（汾西礦業集團高陽煤礦，山西 孝義 032300）

隨著淺部煤炭資源的逐漸枯竭，礦井開始向深部開采，煤層賦存地質條件更趨復雜，井下巷道掘進過程中揭露斷層、褶曲以及陷落柱等構造更為頻繁[1-3]。當回采巷道揭露陷落柱時，為避免巷道拐彎給后續通風、運輸以及煤炭回采影響，一般按照原設計直接掘進通過陷落柱。巷道掘進過陷落柱期間存在掘進難度大、巷道圍巖控制困難等問題[4-7]。為此，以山西某礦30506 運輸巷掘進過X32 陷落柱為工程背景，對巷道以及支護方式進行優化，實現了安全高效掘進過陷落柱。

1 工程概況

30506 運輸巷沿著5#煤層底板掘進，巷道設計掘進長度698 m，巷道寬度為4.4 m、高度3.0 m。5#煤層賦存較為穩定，煤層厚度均值3.0 m，傾角6°，基本頂為粉砂巖、直接頂為砂質泥巖。現階段30506 運輸巷已掘進308 m。

根據已有物探以及鉆探資料顯示，30506 運輸巷掘進至330 m 時會揭露有X32 陷落柱，該陷落柱不含水且不具備導水性，陷落柱在水平面上呈橢圓形，長軸、短軸長分別為59 m、32 m，預計影響巷道掘進施工長度為48 m。陷落柱內充填物主要為煤、石灰巖、砂巖等，充填物呈現強度高、穩定性及膠結性較差特點，巖體呈破碎狀。

2 巷道掘進過陷落柱存在問題分析

2.1 掘進工藝問題分析

以往巷道采用型號EBZ150 綜掘機掘進，在巷道掘進期間巖層硬度系數f＜6 以下時，綜掘機可直接截割；若巖層硬度系數f＞6 時則需要采用松動爆破方式輔助破巖，后通過綜掘機修整巷道斷面。EBZ150綜掘機本身功率較低，在正常破煤時可實現高效掘進，但是由于X32 陷落柱內充填有石灰巖、砂巖，雖然破碎但是EBZ150 綜掘機破巖時常出現卡阻問題，進而導致液壓系統油溫增高甚至出現液壓管路爆管問題。……