綜掘巷道過斷層強化支護技術實踐

楊 泰

（晉城煤業(yè)集團寺河煤礦二號井，山西 晉城 048019）

地質構造的變化給巷道掘進施工帶來不安全因素，造成支護條件的惡化，需要隨之調整相應的支護參數。晉城礦區(qū)的大巷基本是煤巷及半煤巷，以寺河煤礦二號井主運大巷為例，總結了綜掘大巷過斷層的方法與經驗，為類似條件的巷道掘進提供參考。

1 斷層處煤巷掘進工程的難點

（1）斷層處煤層厚度發(fā)生變化，受地質構造力影響，煤巖易發(fā)生破碎，給支護帶來困難。同時斷層處易造成瓦斯和裂隙水積聚，給作業(yè)環(huán)境帶來不安全因素。煤層破碎區(qū)易造成錨桿支護體系失穩(wěn)，錨桿脫空。

（2）依據斷層與巷道空間位置關系，斷層可分為順巷斷層和垂巷斷層。其中，順巷斷層跟巷道走向基本一致，斷層面在巷道中央起伏，圍巖極易發(fā)生破碎，巷道穩(wěn)定性和支護受力受到嚴重影響。垂巷斷層易造成底板突起，給破巖和出煤帶來一定的困難，影響掘進效率。

2 綜掘主運大巷開拓方案

寺河煤礦二號井主運大巷目前施工遇到的斷層是F403斷層，如圖1所示。

圖1 主運大巷遇到的F403斷層示意圖

主運大巷開口及過F403斷層坡度設計圖如圖2所示。由于主運大巷從開口掘進130m處遇斷層H=6.5，∠=75°，故主運大巷從輔回四聯巷開口以4°58′59″上山掘進82.235m；掘進到位置后，再以0°22′11″上山掘進約92.121m；掘進至該位置時，遇見煤層頂板，然后沿煤層頂板掘進。

圖2 主運大巷開口及過斷層坡度設計圖

3 過斷層的錨網加強支護措施

3.1 主運大巷過F403斷層的加強支護措施

在斷層節(jié)理面和軟弱煤巖體夾層處，在原錨桿、網支護設計參數的基礎上提出如下加強支護措施（見圖3）。具體措施為：

（1）錨索加密一倍即錨索排距與錨桿相同；

（2）錨桿間排距保持現有設計，但重要地段應架設工字鋼梁；

（3）在圖2中的上山82.235m段，因巷道頂板部位留有大約1m左右的煤層，該煤層頂板風化后易破碎、脫落（甚至冒頂），脫落后頂板會在錨網上形成網兜，對頂板穩(wěn)定產生不利影響。因此，在該巷道區(qū)段施工時，應加強網片強度的布設，可以采用雙層的鐵絲網（絲徑Φ4mm以上）；

（4）若斷層處裂隙明顯，在斷層處及其附近一定范圍內應該進行注漿加固；

（5）斷層前后各10m范圍內應架設礦用工字鋼棚；

（6）對兩幫要加強支護，排距由900mm調整為700mm；

（7）由于斷層帶圍巖壓力大，必要時采用錨噴、錨索、錨注和架棚等組合支護方式。

圖3 斷層處強化支護示意圖

3.2 其他措施

（1）勤量測。施工過程中加大監(jiān)控監(jiān)測力度,時時收集統計巷道圍巖的受力及變形情況，對支護結構穩(wěn)定情況進行復核；同時，要加強地質薄弱地段測量，及時對測量數據進行處理分析。

（2）防突水。盡管輔運和回風大巷已經施工完，既有經驗表明突水的可能性較低，但也要對局部出水的可能性做出相應的應急預案。現場備齊水泵、水管、電纜等應急物資，并提前施工好排水溝。

3.3 過其他斷層（F1～F7）的加強支護措施

根據勘探資料顯示，主運大巷預計穿過的斷層還有F1～F7，具體措施為：

（1）錨索加密一倍即錨索排距與錨桿相同；

（2）錨桿間排距保持現有設計，但重點地段應架設工字鋼梁；

（3）若斷層處裂隙明顯，在斷層處及其附近一定范圍內應進行注漿加固；

（4）斷層前后各10m范圍內應架設礦用工字鋼棚；

（5）對兩幫要加強支護；

（6）由于斷層帶圍巖壓力較大，可采用錨網索、注漿及架棚等組合支護方式；

（7）對頂板網片強度的特殊要求：在F1斷層前后一定距離，因巷道頂板部位留有較薄的煤層，對頂板穩(wěn)定產生不利影響。因此，在該巷道區(qū)段施工時，應加強網片強度的布設，可以采用雙層的鐵絲網（絲徑Φ4mm以上）；F3斷層下盤的頂板大部分沿巖層走，若有300mm以內的浮煤，要對其進行挑頂；F4斷層下盤靠近斷層附近的頂板有一部分沿巖層走，若有300mm以內的浮煤，要對其進行挑頂；之后，上挑欲穿越F5、F6、F7斷層群時，需要注意每層頂板與巖層頂板的銜接處，若有浮煤，要對其進行挑頂；F5、F6、F7斷層群：整個斷層群都要進行架設礦用工字鋼棚，并各向外延伸10m范圍。

4 結論

通過對寺河煤礦二號主運輸大巷巷道調研，分析斷層處煤巷掘進的難點。針對不同斷層處具體地質力學特征，制定了有針對性的強化支護措施，保障了巷道的快速安全施工。