平舒煤礦聯(lián)絡(luò)巷防突支護技術(shù)及安全措施研究

董 凱， 耿文亮

（山西陽煤集團平舒公司，山西 晉中 045400）

引 言

煤與瓦斯突出礦井在我國普遍存在，也是制約礦井和工人生命財產(chǎn)安全的主要災(zāi)害之一。煤與瓦斯突出具有突發(fā)性，突出一旦發(fā)生往往在短時間內(nèi)涌出大量煤粉和瓦斯氣體，涌入到井下狹小的生產(chǎn)作業(yè)空間，摧毀設(shè)備、掩埋工人或者使工人窒息而死［1－2］。同時，煤與瓦斯突出還具有二次破壞的特點。這是由于，涌出的煤粉和瓦斯都具有爆炸可能，一旦遭遇明火，極易引起煤與瓦斯爆炸，對礦井造成二次破壞。平舒煤礦151＃煤層是礦井主采煤層，經(jīng)鑒定，該煤層具有瓦斯突出危險，給巷道的有效支護和安全掘進帶來了極大的難題。煤與瓦斯突出煤層的安全有效支護一直是國內(nèi)外研究者關(guān)注的重點［3－4］。目前，研究者針對煤與瓦斯突出礦井巷道支護和安全掘進進行了大量的研究，但大多是針對某一具體條件的具體分析，前期研究成果在平舒煤礦151＃煤層的適用性還有待驗證。基于上述問題，以平舒煤礦15108工作面實際地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，研究煤與瓦斯突出工作面聯(lián)絡(luò)巷的有效支護和安全掘進問題，對礦井的正常安全生產(chǎn)意義重大。

1 工程地質(zhì)條件

平舒煤礦15108工作面聯(lián)絡(luò)巷井下標(biāo)高－729.5m～－710.1m，地面 標(biāo) 高 1 211.9m～1 277.6m。煤層厚度4.38m，煤層結(jié)構(gòu)（m）：2.40（0.30）1.68，其中，0.30m 為煤層夾矸。煤層直接頂為K2下灰?guī)r，厚度2.32m，性脆、質(zhì)純。老頂為砂質(zhì)泥巖，厚度9.05m，含砂質(zhì)條帶。煤層直接底為泥巖和砂質(zhì)泥巖，總厚度2.70m，含大量植物根莖化石及黃鐵礦晶體等。煤層絕對瓦斯涌出量為4.8m3／min，煤塵具有爆炸危險。15108聯(lián)絡(luò)巷長度200m，巷道坡度3°，圍巖屬于Ⅱ類巷道，突出危險性高。

2 防突支護技術(shù)

礦井工作面回采為間隔跳采，15108工作面聯(lián)絡(luò)巷主要用于15106工作面大采高支架及設(shè)備向15110工作面搬遷，加快安裝效率，緩解工作面接續(xù)。巷道斷面設(shè)計凈高不低于3 800mm，凈寬不低于4 300mm。聯(lián)絡(luò)巷采用錨桿（索）聯(lián)合支護。

頂錨桿：采用HRB335高強度左旋無縱筋螺紋鋼Ф20mm×2 000mm 錨桿，配用150mm×150mm×10mm可調(diào)心拱形高強托盤（拱高36mm）和高強調(diào)心球墊及1010尼龍墊片，中孔Ф24mm，每排5根，間距1 000mm，排距900mm，藥卷為MSK2380的樹脂藥卷。

幫錨桿：采用的錨桿、托盤、調(diào)心球墊、樹脂藥卷等均相同。不同點在于幫錨桿間距800mm，排距900mm，上部錨桿距頂300mm。最上面3根幫錨桿豎向布置Ф12mm×80mm×1 800mm的幫鋼筋托梁。

頂錨索：采用1860型Φ17.8mm×6 200mm的鋼絞線，配用300mm×300mm×12mm可調(diào)心拱形高強托盤（拱高56mm）和高強調(diào)心球墊，中孔Ф20mm。錨索按照1－2－1布置，一排打在3眼位，下一排打在2、4眼位，代替原眼位錨桿。藥卷為MSK23120的樹脂藥卷。

15108工作面聯(lián)絡(luò)巷支護斷面示意圖如圖1所示。

圖1 15108工作面聯(lián)絡(luò)巷支護斷面示意圖（mm）

在平舒煤礦15108工作面聯(lián)絡(luò)巷掘進過程中，通過采用HRB335高強度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，1860型Φ17.8mm鋼絞線錨索，配合可調(diào)心拱形高強托盤和高強調(diào)心球墊，在提供巷道圍巖足夠支護強度的同時，確保支護體具有一定的抗變形和讓壓能力，實現(xiàn)了突出煤層聯(lián)絡(luò)巷的有效支護。

3 安全防突措施

3.1 區(qū)域防突措施

該掘進工作面采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施。本次施工的鉆孔位于15110進風(fēng)巷距二水平東膠帶巷605m處。在15108聯(lián)巷道開口布置12個鉆孔，鉆孔按雙排布置，分別在頂板以下1.5m處均勻布置6個鉆孔，間距0.5m；在頂板以下2.5m處均勻布置6個鉆孔，間距0.5m，鉆孔深度26m～101m，兩側(cè)偏向煤幫角度為5°～38°，鉆孔采用“兩堵一注”水泥封孔，封孔長度不得小于9m，鉆孔施工完畢后必須連接抽放管路進行抽采。

3.2 局部防突措施

當(dāng)工作面預(yù)測有局部突出危險性時，采取排放鉆孔技術(shù)措施，排放鉆孔由隊組按防突措施要求打鉆，鉆孔使用ZQJC－150型氣動架柱式鉆機施工。15108聯(lián)巷排放鉆孔技術(shù)要求：沿掘進方向按雙排三花眼布置22個排放鉆孔，間距0.40m，鉆孔直徑75mm，中間孔深18m，最外側(cè)的2個鉆孔偏向煤幫角度分別為10°、15°，預(yù)留鉆孔超前距離不低于10m，在工作面正前懸掛進度控制牌板，每天由瓦檢員和安監(jiān)員監(jiān)督生產(chǎn)隊組推進度，嚴(yán)禁超掘。

4 結(jié)語

1）以平舒煤礦15108工作面實際地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，通過采用HRB335高強度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，1860型Φ17.8mm鋼絞線錨索，配合可調(diào)心拱形高強托盤和高強調(diào)心球墊，在提供巷道圍巖足夠支護強度的同時，確保支護體具有一定的抗變形能力和讓壓能力，實現(xiàn)了煤與瓦斯煤層聯(lián)絡(luò)巷的有效支護。

2）在實現(xiàn)煤與瓦斯突出煤層巷道的高強、讓壓支護的同時，制定了詳細(xì)的區(qū)域防突措施、局部防突措施，對煤與瓦斯突出危險性進行實時觀測和及時處理，進一步保障了煤與瓦斯突出煤層巷道的安全掘進。該技術(shù)也為相似地質(zhì)條件礦井巷道的安全有效支護提供了借鑒。