王家?guī)X煤礦窄煤柱沿空掘巷施工技術(shù)分析

徐春輝

山西中煤華晉能源有限責(zé)任公司王家?guī)X礦

王家?guī)X煤礦窄煤柱沿空掘巷施工技術(shù)分析

徐春輝

山西中煤華晉能源有限責(zé)任公司王家?guī)X礦

煤礦資源的高效利用，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高有著至關(guān)重要的作用。井下采煤作為煤礦開(kāi)采中的一個(gè)核心環(huán)節(jié)，其開(kāi)采技術(shù)的高低將在很大程度上影響我國(guó)煤礦業(yè)未來(lái)發(fā)展進(jìn)程的快慢。本文以王家?guī)X煤礦為例，重點(diǎn)分析煤礦窄煤柱沿空掘巷施工技術(shù)，以求為相關(guān)人士提供參考。

煤礦；窄煤柱沿空掘巷；施工技術(shù)

1.工程概況

王家?guī)X煤礦初步設(shè)計(jì)巷道布置采用較大的保護(hù)煤柱，即上一工作面與下一工作面的順槽之間留設(shè)20m的保護(hù)煤柱。20103工作面為走向長(zhǎng)壁綜合放頂煤開(kāi)采，井下標(biāo)高+555～+575m，相對(duì)地面標(biāo)高+769～+915m。煤層平均厚度6.2m，傾角-2～+4°。20103工作面北部為20105工作面采空區(qū)，兩工作面間的區(qū)段煤柱寬度為8m，20103工作面的南部為尚未開(kāi)采的20101工作面，20103工作面東部為中央回風(fēng)大巷、中央膠帶大巷和中央輔運(yùn)大巷。20103工作面長(zhǎng)度為261m，推進(jìn)長(zhǎng)度1230m。

2. 20103膠帶巷破壞分析

20103膠帶巷留設(shè)的保護(hù)煤柱只有8m，煤柱已經(jīng)受20105工作面采動(dòng)影響，已經(jīng)產(chǎn)生了塑性變形，承載力明顯降低。因此，在支護(hù)設(shè)計(jì)中，我們加強(qiáng)了對(duì)煤柱、煤幫的加固和頂板支護(hù)的加強(qiáng)。且在巷道的掘進(jìn)時(shí)，圍巖已處于20105工作面采動(dòng)影響趨于穩(wěn)定期。因此，20103膠帶巷破壞并不嚴(yán)重；由于煤柱已處塑性變形區(qū)，已經(jīng)破壞，所以，在20103回采時(shí)，在出口附近煤幫出現(xiàn)碎煤網(wǎng)兜。

3.巷道支護(hù)

20103工作面膠帶巷為矩形斷面，掘進(jìn)斷面規(guī)格為5600mm× 3550mm(寬×高)，鋪地厚度150mm，在巷道掘進(jìn)方向的一幫布置水溝。

巷道采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，頂部錨桿采用φ20×2500mm的左旋螺紋鋼，間排距為1000×900mm，采用φ14mm鋼筋梁將頂錨桿銜接，頂板錨索梁采用非對(duì)稱(chēng)布置，用φ17.8×8025mm錨索+槽鋼+φ16mm鋼筋梁，間排距為1500×1800mm，3-3布置，另增邊錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，頂部網(wǎng)片采用Φ6mm的鋼筋網(wǎng)。兩幫錨桿均采用φ18×2000mm的普通金屬錨桿，φ10mm鋼筋梁將幫錨桿銜接，網(wǎng)片采用菱形金屬網(wǎng)；煤柱側(cè)錨桿間排距為900×900mm，另外沿巷道走向打設(shè)2排錨索梁，其中錨索為φ17.8×5250mm，錨索梁為φ16mm鋼筋梁，間排距1400×1800mm；煤體側(cè)錨桿間排距為1200×900mm。每根頂錨桿使用1支Z23/60樹(shù)脂藥卷和1支CK23/35樹(shù)脂藥卷，每根幫錨桿使用1支Z23/60樹(shù)脂藥卷；每根錨索使用2支Z23/60型和1支CK23/35樹(shù)脂藥卷。

4.窄煤柱與寬煤柱巷道變形對(duì)比

20102工作面北部布置回風(fēng)巷，回風(fēng)巷的北部為20104工作面采空區(qū)，兩工作面間的區(qū)段煤柱寬度為20m，20102工作面的南部為小窯巷道保護(hù)煤柱邊界。20103工作面西部為中央輔運(yùn)大巷、中央膠帶大巷和中央回風(fēng)大巷，工作面長(zhǎng)度為255m，推進(jìn)長(zhǎng)度1400m。

20102回風(fēng)巷掘進(jìn)設(shè)計(jì)斷面為矩形，掘進(jìn)斷面規(guī)格為5200mm ×3500mm。巷道設(shè)計(jì)支護(hù)采用錨網(wǎng)索+鋼筋梯聯(lián)合支護(hù)形式。頂板錨桿選用Φ20×2500mm的左旋螺紋鋼錨桿，間排距為900×900mm；錨索選用Φ17.8×6300mm的鋼絞線，錨索間排距為2000×1800mm，呈2-1-2布置；回采側(cè)幫部錨桿采用Φ20×2000mm的玻璃鋼錨桿，煤柱側(cè)幫部錨桿采用Φ18×2000mm的普通金屬錨桿，錨桿間排距為1200×900mm。

5.回風(fēng)巷破壞分析

20102回風(fēng)巷頂?shù)装鍘r性：直接頂為砂質(zhì)泥巖，易碎；直接底為泥巖，較軟，不易碎。從煤及頂?shù)装鍘r性分析，煤質(zhì)較脆，易破碎，裂隙發(fā)育。直接頂為砂質(zhì)泥巖，易碎，是巷道兩幫及頂板破碎的原因之一。

20102工作面與20104工作面屬于同一翼采區(qū)，所以壓力分布曲線相似；20102工作面回風(fēng)巷與20104工作面采空區(qū)的區(qū)段煤柱為20m，在20104工作面采動(dòng)應(yīng)力影響升高區(qū)且接近峰值的位置，20104采空區(qū)的釋放壓力使得20102回風(fēng)巷煤巖破壞；但由于煤柱較大，煤柱具有較大的承載力，使應(yīng)力傳遞到巷道底板，使20102回風(fēng)巷道產(chǎn)生地鼓；在已破壞了的圍巖體內(nèi)，隨著20102工作面的回采，回風(fēng)巷頂板隨之冒落，對(duì)超前范圍內(nèi)的頂板及兩幫存在20102工作面采空區(qū)的采動(dòng)壓力，使20102回風(fēng)巷煤巖再次受到破壞，圍巖的再次受到蠕動(dòng)，使巷道再次下沉和地鼓。

6.施工中安全控制

(1)從技術(shù)層面提升煤礦企業(yè)的安全性。建立完善的煤礦安全生產(chǎn)保障體系離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)支持，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以知道，科學(xué)技術(shù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有良好的推動(dòng)效果。但是現(xiàn)在中國(guó)煤炭經(jīng)營(yíng)方式比較落后，導(dǎo)致煤礦企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力較差。為了改善這一現(xiàn)狀，應(yīng)該積極使用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，不斷使用生產(chǎn)技術(shù)改革煤礦生產(chǎn)，這樣才能提升煤礦生產(chǎn)效率，同時(shí)保證煤礦生產(chǎn)安全。

(2)制定良好的管理制度。在對(duì)煤礦進(jìn)行安全監(jiān)督過(guò)程中，對(duì)于出現(xiàn)的安全問(wèn)題，應(yīng)該按照相關(guān)規(guī)范制定合適的制度進(jìn)行處理，對(duì)煤礦工作進(jìn)行處理時(shí)應(yīng)該按照工作種類(lèi)的不同將工作人員進(jìn)行分組，加強(qiáng)相關(guān)工作人員的責(zé)任心，完善嘉獎(jiǎng)制度，這樣才能調(diào)動(dòng)積極性，進(jìn)而大大減少安全事故發(fā)生的情況。

結(jié)束語(yǔ)：

在進(jìn)行煤礦開(kāi)采作業(yè)時(shí)，必須要以保證開(kāi)采安全為核心任務(wù)，其次就是要提高采煤技術(shù)的有效性，保證煤礦的采出率。所以，在工作過(guò)程中，煤礦開(kāi)采人員必須要注意對(duì)煤礦開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不斷改進(jìn)井下開(kāi)采技術(shù)，提高自身的綜合素質(zhì)水平，為煤礦井下開(kāi)采作業(yè)的安全性提供保障，為我國(guó)煤礦業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定基礎(chǔ)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)煤礦產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的促進(jìn)作用。

[1]沈順平.三軟煤層沿空掘巷窄煤柱穩(wěn)定性分析及圍巖控制研究[D].安徽理工大學(xué)，2016.

[2]于元林，劉亞鵬.頂板未穩(wěn)定情況下沿空掘巷區(qū)段窄煤柱寬度研究[J].能源技術(shù)與管理，2016，03：73-75.

[3]史英男，劉海峰.“兩軟一硬”煤層沿空掘巷合理煤柱寬度確定[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2016，03：49-52.