煤巷過斷層破碎帶施工工藝與支護技術實踐

許艷偉

（山西高河能源有限公司，山西 長治 047100）

1 工程概況

W1313回風順槽沿3#煤層底板掘進，矩形斷面，掘寬5300 mm，掘高3900 mm，掘進毛斷面為20.67 m2。埋藏深度+540～+460 m。3#煤層平均厚度為6 m，煤層傾角為4°～13°。煤層偽頂為砂質泥巖，厚度4.75 m，直接頂為砂質泥巖，厚度10.31 m，老頂為細砂巖，厚度21.12 m，直接底為泥巖，厚度為1.2 m，老底為中砂巖—砂質泥巖，厚度為11.24 m，層理均勻。

W1313回風順槽在里程332 m處揭露FW167正斷層，斷層走向NW28°，傾向NE62°，傾角∠36°，落差為3.3 m。根據斷層傾角和落差分析，預計斷層影響區域為揭露斷層前5 m和揭露斷層后10 m范圍，見圖1。斷層面可形成導水裂隙帶，預計最大涌水量8 m3/h，正常涌水量3 m3/h。工作面正常排水采用DQG35/0.2型 （排水能力2.1 m3/h） 風泵排水，45 kW電泵熱備。

圖1 W1313回風順槽揭露FW167正斷層平、剖面

2 過斷層施工工藝

采用從FW167正斷層上盤爬升至斷層下盤的方案過斷層。沿煤層底板掘進，至斷層面處形成半煤巖巷道，采用15°上山破巖方式掘進，見圖1。

過斷層施工過程中，底板破巖厚度變化呈由少到多、由多到少的過程。破巖厚度＜500 mm時，采用掘錨一體機直接破巖工藝；破巖厚度≥500 mm時，采用爆破配合掘錨機掘進。

破巖厚度≥500 mm時，調整施工順序為：掘錨一體機割上臺階部分→出煤→敲幫問頂→臨時支護→頂部、幫上部永久支護→退機→巖石打眼→檢查瓦斯→裝藥→檢查瓦斯→警戒→放炮→檢查瓦斯→警戒移除→開機出矸→幫下部永久支護。

3 過斷層支護方法

（1）調整頂板支護參數

過斷層時仍按原斷面掘進，采用錨網索與梯子梁相配合的支護方式，見圖2。

頂板錨桿每排6根、排距800 mm，若過斷層期間巷道圍巖煤體破碎不易控制，則由生產技術部經現場確定后，可再次縮小排距至600 mm，兩肩角錨桿距幫均為300 mm，錨桿與垂線呈20°外斜布置。

錨索用綜掘機組鉆機隔排打設3根，間排距為1100 mm×2000 mm；風動鉆機滯后迎頭30 m打設中間排居中布置的1根錨索，排距為2000 mm。當頂板破碎較嚴重時，滯后的中間1根錨索需緊跟迎頭。若頂板破碎嚴重錨索無法打設至頂板穩定區域，則采用加長錨索進行支護。

圖2 巷道加強支護斷面

（2）圓木大板棚復合支護

巷道掘進過斷層面30 m后，由于現場頂板較為破碎，采用圓木大板棚對斷層區域進行復合支護。棚距為800 mm，間距4700 mm。圓木規格Φ200 mm×4200 mm，大板5500 mm×200 mm×150 mm，木板500 mm×300 mm×50 mm，木茬400 mm×300 mm×70 mm。在大板與頂板間使用道木背實，保證與頂板間有效接頂。在圓木距底板1500 mm處使用鋼絲繩串聯一道，距底板3000 mm處使用扒釘相連。

4 安全技術措施

4.1 頂板管理

（1）每班驗收員及時檢查工程質量，如發現錨桿失效，立即使用錨索進行補打。

（2）在斷層影響區域前、中、后5 m范圍內各打設1臺頂板離層儀，并按規定觀測記錄，離層進入黃區時及時通知生產技術部，并采取加固措施。

（3）過斷層期間，必須加強頂板巖性觀測，施工錨索孔時，要隨時記錄巖性變化，確保錨索錨固端處于堅硬巖層中。

4.2 通風管理

（1）加強瓦斯監測，若過斷層期間瓦斯涌出量大于原正常掘進期間瓦斯涌出量的30%，則必須停止掘進。

（2）掘錨一體機破巖作業期間，必須安排專人對截割頭進行灑水。

（3）風筒經過斷層區域時，必須提前避開點柱打設位置。巷道內作業不得擠壓風筒，若需擠壓風筒作業，必須對風筒進行防護，扶梯嚴禁依靠風筒。

4.3 掘錨機破巖管理

（1）破巖作業前，必須提前檢查掘錨機截割頭截齒完好情況；破巖作業時，往復多次進行拉底，嚴禁硬拉底板，開啟內外噴霧灑水，防止產生火花。

（2）施工前必須先將掘錨機和皮帶運輸機停電閉鎖，對受影響區域的巷道設施進行局部防護。

（3）圓木點柱必須落在硬煤上，保證護頂大板接頂牢實。若接頂不牢時，圓木與護頂大板之間楔入扒釘，使圓木接頂牢實，并將大板用鐵絲連接于頂部梯子梁上。檢查木棚前傾后仰時，不符合要求的要用尖棍撬動棚腿或用銅錘敲打校正。

4.4 爆破安全防護措施

爆破作業時，爆破工作必須由專職爆破工擔任，嚴格執行“一炮三檢”和“三人連鎖”放炮制度。工作面裝藥后，將巷道內監控傳感器按“三位一體”要求移至安全區域（包括甲烷傳感器、風筒風量開關、溫度傳感器、信號電纜等)，嚴禁將甲烷傳感器放置在地上，造成傳感器誤報警，嚴禁死拉硬拽信號電纜，防止信號傳輸中斷。放炮結束后，及時將傳感器吊掛到位。

4.5 工作面禁區管理

工作面危險部位應嚴禁人員進入。工作面禁區管理要求見表2。

5 結語

表2 工作面禁區管理

W1313回風順槽掘進過斷層期間，對支護方式進行了優化，針對頂板、通風、掘錨機破巖、爆破作業和作業人員管理采取有效的安全技術措施，保證了W1313回風順槽順利通過斷層破碎帶。