“三軟”煤層巷道掘進常見問題治理淺析

趙浩++朱傳鵬

摘 要：“三軟”煤層指煤礦開采中遇到的軟的頂板巖層、軟的主采煤層和軟的煤層底板巖層，一般情況下，具有三軟特征的煤礦煤層和頂底板均為軟弱巖層。煤層裂隙發育，構造復雜。本文主要介紹如何控制三軟煤層掘進過程中掉頂、幫鼓情況，確保了安全生產。

關鍵詞：“三軟”煤層；軟弱巖層；掘進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.068

1 概況

陳蠻莊煤礦是肥成礦業集團的骨干礦井，設計生產能力90萬噸/年，其3204軌道順槽掘進工作面是3200采區回采巷道，屬三軟煤層，巷道壓力大、掘進工作面頂板破碎，直接頂有 0.5m泥巖，以上至穩定巖層為粉砂巖。巷道掘進過程容易發生掉頂情況，后期巷道變形嚴重，幫鼓現象明顯。

2 問題及分析

2.1 地質條件方面

（1）“三軟”煤層容易導致支護系統抵抗彈性變形的能力降低，當支護系統周圍煤層的壓力達到支護系統的強度極限時，將導致頂板彎曲下沉，造成煤層上覆頂板破碎，使掘進難度加大。

（2）三軟煤層揭露后極易風化，易造成巷道的煤壁風化脫落，使部分錨桿失效，導致片幫、掉頂，影響支護效果。

2.2 施工質量管理方面

在3204軌道順槽掘進過程中由于生產施工不到位，造成質量原因導致支護體受到擾動、破壞，影響安全的因素如下：

（1）在掘進施工過程中沒有嚴格按照設計圖紙施工，炮眼位置不規范，周邊眼沒有緊貼巖面且沒有垂直于掘進面，導致巷道成形比較差，巷道尺寸不符合設計規范，超寬、欠寬情況明顯，導致煤壁應力集中使巷道變形、破壞。

（2）支護過程中由于巷道高度等因素制約導致錨桿、錨索打設角度不合適，且個別錨桿預緊力不足，導致支護系統的支撐力不足，使圍巖脫落，導致煤壁應力集中，錨桿失效，進而導致巷道變形、破壞。

（3）該礦3204軌道順槽頂板較破碎，且支護時頂板使用的錨網為直徑6mm、網格100×100mm的冷拔鋼筋網，頂板破碎巖體易從網格中掉落，從而導致部分高強錨桿失效，達不到設計要求的錨固力，從而巷道變形、破壞。

3 對策與實施

（1）巷道掘進過程中要嚴格按中腰線施工，打眼時要按巷道中線確定巷道斷面，由于陳蠻莊煤礦煤質松軟易碎，周邊眼布置時要設計巷道斷面邊界留出一些距離，并要控制好裝藥量，避免出現溜幫情況，導致巷道成型較差，支護時要檢測巷道是否存在欠挖情況，保證巷道成型，做到巷道成形圓滑、規則、平整。

（2）支護過程中要控制好錨桿、錨索的打設角度，保證打設錨桿錨索垂直巷道頂底板，支護強度符合設計規范，并在錨桿上加設預應力螺帽，保證每根錨桿的預應力。

（3）做好支護強度計算，選用錨桿時要按懸吊理論計算錨桿參數，并且設計出滿足支護需要的錨桿間、排距。

陳蠻莊煤礦3204軌道順槽掘進工作面設計寬度B荒=4300mm，冒落拱高度約為700mm，該礦3204軌道順槽掘進工作面均采用長度L=2400mm錨桿，正常條件下錨桿、錨索株排距均為800mm×800mm，滿足支護強度要求。滿足支護設計要求。

（4）頂板支護時敷設雙層網，里層采用柔性菱形鐵絲網，外層網采用直徑6mm的冷拔鋼筋網，網片須緊貼巖面，成型規整，防止頂板破碎巖塊掉落而導致的頂部錨桿失效，冷拔鋼筋網每隔300 mm聯結一次，“三花”聯結，保證牢固可靠。

（5）鉆孔松幫泄壓，滯后工作面5m，采用ZQS-140型氣動手持鉆機配合直徑85mm鉆桿在巷道幫部施工鉆孔眼距為5m，孔深15m。

（6）巷道頂板破碎較嚴重時，可根據巷道頂板的實際情況將錨桿間、排距縮短到600 mm×600 mm，如支護系統強度達不到支護設計的效果，可再使用打設錨索梁加強支護。 頂板破碎嚴重、遇斷層時，傳統支護方式支護強度達不到設計要求時，可采用頂板注漿配合架棚方式加強支護。

陳蠻莊煤礦通過加強質量管理，改變支護方式，并通過幫部松動卸壓，在3204軌道順槽掘進工作面掘進過程中有效緩解了巷道頂板掉頂、幫鼓情況，提高了勞動效率。

4 結論

在“三軟”煤層掘進過程中要根據地質條件要求支護時要達到相應的支護強度，并系統通過地加強質量管理，提高支護系統的支護質量，松動卸壓等舉措，做到有效控制巷道掘進過 程的掉頂、片幫的事故的發生，確保掘進安全，提高掘進的效率。

參考文獻：

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