薄基巖開采的技術措施

文/周茂 張金虎

薄基巖開采的技術措施

文/周茂 張金虎

榆家梁煤礦42216-1工作面在掘進過程中需要穿過薄基巖段（基巖最薄處為5.6m）和火燒區，地表有一較大的村民蓄水池，裂隙較為發育。在過薄基巖處工作面淋水量加大，頂板較軟。通過錨桿、鋼帶、錨索聯合支護后采用架無腿棚支護順利通過此段。

一、工作面地質情況

1.水文地質概況

42216-1掘進及旺采工作面內地層總的趨勢是以極緩的坡度向北西傾斜的單斜構造，局部有起伏，傾角1°～3°，掘進段地表為黃土溝壑區，斷層不發育，后生裂隙發育。煤層底板標高1199～1204m，地面標高1222～1298m，上覆基巖厚度5.8～30.12m。通常情況下將基巖小于30～50m的厚度稱為薄基巖。地面張明溝攔水壩面積為6761m2，蓄水量為2028m3，考慮到過張明溝薄基巖淤地壩區頂板水蝕風化嚴重，并且小煤窯老塘和榆家梁煤礦采空區相鄰，因此為預防火燒區及淤地壩積水及與小窯、采空區貫通出現大的涌水，在工作面設置了不小于60m3/h的排水工程，來保證工作面及時排水，確保不影響正常掘進回采。

2.掘進運順與輔順的技術特征

（1）運順。設計寬度為5.4m，高3.2m（在進入薄基巖段要求巷道高度不小于2.8m），在未進入20m薄基巖前采用錨桿、鋼帶、錨索聯合支護的方式，錨桿矩形布置5根/排，間排距為1m×1m，鋼筋鋼帶規格為Φ10mm×10mm×4000mm，錨桿外露長度從頂板算起不大于50mm，錨桿與頂板安裝角度β：75°≤β≤105°，錨桿額定錨固力為49KN，扭矩不小于100Nm，錨桿失效或報廢，必須及時補打；錨索矩形布置，3套/3m，錨固力10t。在進入20m薄基巖段后錨索間距改為3套/2m，并且緊跟無腿棚進行聯合支護。錨索要距鋼帶250mm，無腿棚距錨索500mm，無腿棚所用托鉤不得超出煤幫150mm，棚在托鉤上的距離不得小于100mm。

（2）輔運。設計寬度為5m，高3.2m（在進入薄基巖段要求巷道高度不小于2.8m），在未進入20m薄基巖前采用錨桿、鋼帶、錨索聯合支護的方式，錨桿矩形布置 4根/排，間排距為 1m×1m，鋼筋鋼帶規格為Φ10mm×10mm×3500mm；錨索矩形布置，2套/3m。在進入20m薄基巖段后錨索間距改為3套/2m，并且緊跟無腿棚進行聯合支護。錨索要距鋼帶250mm，無腿棚距錨索500mm，無腿棚所用托鉤不得超出煤幫150mm，棚在托鉤上的距離不得小于100mm。

二、施工工藝及主要技術特征

1.掘進工藝

選用12CM15-10D型連續采煤機來完成割煤和裝煤工序，選用10SC32-48B型梭車來完成煤炭運輸，利用MCH1030型破碎機完成煤炭的轉載和破碎工作，破碎機運出的煤炭通過BSP1080/1000型順槽膠帶輸送機運出工作面，進入主運輸系統運出地面，使用CNMM25-4型錨桿機來完成巷道的支護工作，選用無軌膠輪車完成人員、物料、設備等的輔助運輸。要求在掘進過程中各司機要嚴格根據作業規程規定進行生產，在未進入20m薄基段，最大空頂距為12m，最小空頂距為1.5m，循環進度為10.5m。如發現頂板淋水、頂板出現裂隙、敲幫問頂時有空響聲音、頂板破碎、鉆桿易堵時，掘進最大空頂距變為4m，最小空頂距變為1.5m,頂煤厚度留舍800～1000mm并要求巷道高度在2.8m。

2.支護工藝

（1）錨桿支護。支護作業過程可概括為定位、鉆眼、安裝錨桿并攪拌樹脂和緊固錨桿等四道工序。

定位。先將錨桿機調整在要支護巷道內，根據錨桿布置間排距，擺正錨桿機后，升起液壓支護板掩護好頂板，然后升起臨時支撐臂頂住頂板。

鉆眼。在鉆箱上裝好鉆桿，操作閥桿使鉆頭剛好頂在打眼的位置上，然后輕輕動作給進閥桿，使鉆頭能頂到頂板并鉆個小窩，接著操作快速給進閥，鉆眼深達到設計要求時，邊旋轉邊退出鉆桿。

安裝錨桿并攪拌樹脂。錨桿機司機先給打好的眼孔內裝入一卷樹脂藥卷，用已上好托板和螺母的錨桿將樹脂頂入鉆眼內，錨桿機司機把專用攪拌器安在鉆箱上，并將錨桿的尾部套在攪拌器上，鉆箱一邊攪拌一邊推進，在錨桿推入孔內托盤與巷道頂板留20mm左右的間隙時，停止推進，繼續攪拌，攪拌時間應符合樹脂使用說明所規定的時間（一般應為10～12秒），攪拌時間到后，停止旋轉，向上推進將托盤頂緊在頂板上。

緊固錨桿。等待30～40s后，略降鉆箱，使攪拌器與錨桿托盤之間略有間隙，并只給旋轉力不給推進，使螺母將銷子切斷并緊固到位，鉆箱泄壓停止旋轉，錨桿安裝結束，如鉆箱旋轉壓力不夠，錨桿達不到扭矩要求時，必須采取人工緊固。

（2）錨索支護。錨桿鋼帶支護完后，要緊跟錨索支護。錨索施工使用頂錨桿機打孔，鉆桿使用B19組合鉆桿，每節長1.0m，錨索采用拉裝泵進行張拉預緊，安裝時先將錨索攪拌套安裝好，啟動錨桿機使錨索旋轉并向上推至孔底，攪拌時間不超過30s，等待4分鐘后進行張拉。

（3）架棚支護。在進入薄基巖段發現頂板淋水、頂板出現裂隙、敲幫問頂時有空響聲音、頂板破碎、鉆桿易堵時，采用架無腿棚支護。

先用白色噴漆在所要架設的位置做好標識，然后用煤電鉆在做好標識的地方進行打眼，眼打好后再將準備好的Ф32的托鉤插入打好的眼內。托鉤外露長度不得超過15cm。人工將加工好的11＃礦用工字鋼梁架設到安裝好的托鉤上并用8號鐵絲將工字鋼與頂網和錨桿連接在一起，防止施工過程中掉落傷人。人工上梁時，必須兩人以上協調合作，不要將手伸入柱梁接口處。架設木點柱前，將相應位置的淤泥清理干凈，必須清理到硬底處，然后加上木點柱，并用大頭楔子將其楔緊。柱窩下如果是軟巖(煤)時，要采取防止柱腿鉆底的措施，即加大柱窩，柱窩內墊400mm×400mm×200mm的木墊板，木墊板不得高出巷道底板。鋼梁和木點柱架好后，與頂板連接處的空隙用木墊板和木楔子充填牢固。鋼梁與頂板之間不少于四個背實點。所有鋼棚均為點柱加Ф32的螺紋鋼托鉤聯合支棚，工字鋼長為5m（5.4m）、棚間距為1.5m，統一為一梁兩柱，所有棚子必須與頂板接實、牢固，木點柱的小頭直徑不小于20cm。頂板破碎處，必須先將活矸鱗皮處理干凈，將頂網掛好，再進行架棚支護工作。

三、安全防范措施

為防止頂板淋水量突然增大，及充分了解頂板的巖性，在采掘過程中嚴格遵守先探后掘的施工原則。過薄基巖段每隔50m安裝一套頂板離層儀，由生產科專人負責監護及觀察。在工作面配有37kw水泵1臺、5.5kw水泵1臺、4kw水泵4臺，并備有DN100鋼管50m，排水軟管100m，排水三通5個，0.05m3沙袋50個。

四、結論

通過采取以上措施，榆家梁煤礦連采二隊順利通過了薄基巖段的掘進，并總結了一些經驗，為神東礦區以后的薄基巖開采提供了參考價值。

中國神華神東煤炭集團榆家梁煤礦）

李元）