板集煤礦主膠帶機石門（東段）過煤層群施工實踐

摘 要：通過施工工藝和支護工藝的合理選擇，同時輔以必要的安全輔助措施，有效地確保了板集煤礦主膠帶機石門（東段）安全通過7-1、7-2、8煤煤層群，也為板集煤礦巷道過煤層群施工積累了經驗。

關鍵詞：煤層群；施工工藝；支護工藝；安全輔助措施

巷道在掘進施工過程中，周圍巖體受到擾動和地應力作用會出現松動圈，松動圈的形成致使巷道周圍巖體強度降低，對于半煤巖巷和煤巷而言，巷道穩定性會進一步降低。板集煤礦主膠帶機石門（東段）根據設計會依次穿越7-1煤、泥巖、7-2煤、泥巖、8煤等煤巖層，如何確保穿煤層群段巷道穩定性是施工重點，結合國內其他礦井巷道過煤層群施工經驗[1-2]，同時結合板集煤礦主膠帶機石門（東段）煤巖層圍巖特性，確定了該巷道過煤層群方案和支護方式，并通過安全輔助措施的實施有效地確保了主膠帶機石門（東段）的安全施工。

1 工程概況

主膠帶機石門（東段）當前施工至測點JD20前48.4m，根據迎頭探眼探查情況分析，當前巷道頂板與7-1煤層底板與法距為4m，預計向繼續向前施工18.7m、34.4m、51m（斜距）將依次由巷道底板依次開始過7-1煤、泥巖、7-2煤、泥巖、8煤，施工至JD20前109.8m主膠帶機石門（東段）將完全穿過上述煤巖層。根據物理巖性分析可知：7-1煤呈黑色，以暗煤為主，少量亮煤，瀝青光澤，含有炭質泥巖夾矸1層，屬半暗型煤；泥巖呈灰色，泥質結構，致密性脆，斷口參差狀，具滑面；7-2煤呈黑色，以暗煤為主，少量亮煤，瀝青光澤，屬半暗型煤；泥巖呈灰色，泥質結構，致密性脆，斷口參差狀，裂隙發育，斷面上見有植化碎片；8煤呈黑色，以暗煤為主，少量亮煤，瀝青光澤，屬半暗型煤，內生裂隙發育，裂隙面充填黃鐵礦。施工過程中沖水水源為8煤頂板砂巖含水層，無鉆孔、斷層水威脅。施工過煤層群時，煤層頂底板圍巖穩定性較差，易破碎、片幫。

2 施工工藝和支護方式的選擇

2.1 施工工藝

半煤巖段采用鉆爆法配合風鎬掘進，采用放松動炮為輔，風鎬掘進為主。當巖石在頂部煤在下部時，放炮掘進；當煤在頂部巖在下部時，放松動炮為輔，風鎬掘進為主；當全煤煤層堅硬時放松動炮掘進；當全煤煤層松軟時，采用風鎬掘進，用風鎬先挖上部，短掘短錨（架）。

2.2 支護方式

當巷道圍巖為砂巖時按照1-1直墻半圓拱形錨網索斷面施工，斷面凈寬5400mm，凈高4100mm，其中墻高1400mm，噴漿厚度100mm；當巷道圍巖為砂質泥巖、泥巖時按照1-2直墻半圓拱形錨網索斷面施工，斷面規格凈寬5400mm，凈高4100mm，其中墻高1400mm，噴漿厚度100mm。當巷道過煤、過斷層等軟巖地段施工或巷道頂部錨桿（索）如生根在煤層中時采用2-2斜墻半圓拱形錨網索斷面配合2-3U型棚斷面進行內錨外架聯合支護。其中2-2斷面凈寬5900mm，凈高4340mm，其中斜墻高1400mm，斜墻扎角為85°，噴漿厚度100mm；2-3斷面凈寬5400mm，凈高4150mm，棚腿扎角為85°，噴漿厚度100mm。若巷道頂板片冒嚴重時經礦領導和總工辦進行鑒定后可直接采用架U型棚進行支護，待巖性變好后再采用內錨外架方式或直接采用直墻半圓拱相對應的斷面進行支護。主膠帶機石門（東段）原采用鋼帶錨網噴支護形式。由于巷道從頂板開始見煤，該巷道自JD20測點前48.4m處改為內錨外架聯合支護。若巷道頂板片冒嚴重無法施工錨桿、錨索時，可直接采用架U型棚進行支護，待巖性變好后再采用內錨外架方式或直接采用直墻半圓拱相對應的斷面進行支護。

2.3 支護參數

1-1直墻半圓拱形錨網索斷面支護參數：巷道斷面錨桿間排距為800mm×800mm，每排15根錨桿，錨索間排距1500mm×1600mm，每排5根。每根錨桿使用3卷Z2360型樹脂錨固劑，每根錨索使用4卷Z2360樹脂錨固劑。頂板完整性較好時，正頂5根錨索滯后不超過8m；頂板破碎時，正頂5根錨索緊跟迎頭，幫部錨索滯后迎頭不超過40m。

1-2直墻半圓拱形錨網索斷面支護參數：巷道斷面錨桿間排距為800mm×800mm，每排15根錨桿，錨索間排距800mm×800mm，每排10根。巷道拱基向下400mm處每幫各施工1根幫部錨索，幫部錨索長4200mm，排距為：800mm。每根錨桿使用3卷Z2360型樹脂錨固劑，每根錨索使用4卷Z2360樹脂錨固劑。頂板完整性較好時，正頂6根錨索滯后不超過8m；頂板破碎時，正頂6根錨索緊跟迎頭，幫部錨索滯后迎頭不超過40m。

2-2斜墻半圓拱形錨網索斷面支護參數：錨桿間排距為800mm×800mm，每排17根錨桿，錨索間排距1500mm×1300mm，每排7根；每根錨桿使用3卷Z2360型樹脂錨固劑，每根錨索使用4卷Z2360樹脂錨固劑。頂板完整性較好時，頂部錨索滯后迎頭不得超過8m；頂板破碎時，正頂5根錨索緊跟迎頭。

2-3U型棚斷面支護參數：每架U型棚為5節36U型鋼組裝，其中棚梁3節，棚腿每側各1節，巷道北幫選用加長棚腿，U型棚棚腿扎角為85°，施工期間套架棚支護必須在錨網索噴支護完成后方可施工，且套架棚滯后迎頭不超過8m。

上述支護所用錨桿為Ф22mm×2500mm的左旋螺紋金屬MG500高強錨桿，托板規格為120mm×120mm×12mm金屬鋼板；H鋼帶規格為Ф12mm圓鋼制作，長1.9m和2.6m；錨索為Ф21.8mm×6200mm（頂部）、Ф21.8mm×4200mm（幫部）預應力鋼絞線制作，錨索大墊板規格為350×350mm，錨索小墊板規格為150mm×150mm，均為正方形金屬鋼板，厚度均為14mm。U型鋼棚腰背擦棄療為長×寬=850mm×650mm的鋼筋笆片，拉桿為采用100#槽鋼加工，其長度為1570mm。

3 安全輔助措施

（1）根據地測科地質組下達的地質預報，嚴格控制好過7-1、7-2、8煤煤層的距離；在過煤層群期間，技術人員要施行定崗制度，及時根據現場情況修改和完善施工措施。

（2）重視超前支護，根據不同施工工藝確定不同超前支護形式，如頂板破碎或煤層較軟易漏頂時，可采用超前鋼筋或鐵撞楔超前支護頂板；斷面高度超過2.6m或施工時暴露山墻的高度超過2.6m的可采用防片幫網對迎頭山墻作為臨時支護等。

（3）作業前，施工人員應全面檢查施工地點附近10m范圍內巷道支護情況，嚴格執行敲幫問頂制度，特別是在打眼前、裝藥前、放炮后及打錨桿前必須進行敲幫問頂，確保不出現冒頂傷人事故。

（4）局扇必須設專人負責管理，要求使用對旋風機并且保證雙電源供電，掘進工作面必須嚴格執行風電閉鎖及瓦斯電閉鎖，采用“三專”供電方式，嚴禁甩掉、停用井下各種電氣設備保護，確保通風安全。施工單位必須做好巷道內的排水準備工作，巷道南幫的臨時水溝必須保持暢通，無堵塞現象。

4 結束語

通過主膠帶機石門（東段）施工工藝和支護工藝的合理確定，同時輔以科學合理的安全輔助措施，有效確保了該巷道的順利施工，該巷道過煤層群施工實踐也為板集煤礦巷道過煤層群積累了經驗。

參考文獻

[1]方新秋，郭敏江，呂志強.近距離煤層群回采巷道失穩機制及其防治[J].巖石力學與工程學報，2009，28（10）：59-67.

[2]郭志偉.井底水倉掘進過近距離煤層群支護技術應用[J].煤炭工程，2014，46（12）：47-50.

作者簡介：童維林（1987，4-），男，安徽淮南人，助理工程師，主要從事煤礦巷道掘進方面的研究。