復雜條件下殘采礦井煤巷掘進讓壓技術實踐

杜振宇

[調兵山市鐵法能源有限責任公司(鐵煤集團)小青煤礦，遼寧 鐵嶺 112700]

0 引言

我國很多礦井經過多年采集大多已到了殘采階段，這樣的礦井會導致施工地方圍巖破碎、頂板破碎，甚至有些部分會實現大面積積水，極大地增加了施工難度。巷道掘進過程中，施工技術人員要在開采前做好各項準備工作。要對開采區域進行地質監測，了解和掌握地質結構。加強掘進巷道的頂板控制，仔細排查各個施工環節，不放過任何一個隱患。要不斷強化施工技術管理，對巷道不同的壓力狀況采取相應的讓壓支護措施，進而實現殘采礦井復雜開采地質條件下掘進工作面有效讓壓支護的目的，延長巷道服務年限，保障殘采礦井的安全生產。

1 施工技術選擇

施工區域的工作面兩巷一旦都為沿底掘進，那么煤層底板遇到水后會迅速膨脹變軟，非常容易出現低鼓現象，巷道的壓力增加會加快工字鋼棚腿下沉，從而導致巷道下降，巷道側壓明顯，長時間會造成棚腿擠出，還容易出現里出外進的現象，嚴重的話會形成倒扎角。

棚腿下沉是一個亟待解決的問題，技術人員可以通過采用工字鋼棚腿墊柱鞋的方法來增大鋼棚與煤層底板的重疊面積，接觸面積增加了，壓強就會減小，這樣就可以起到延緩工字鋼棚腿下沉的目的。而對于側壓產生的影響，技術人員可以根據采礦區域的實際情況放大中寬，適當增加棚子的側壓。比如，將原來的中寬值由2.5 m調整到3 m，這樣就可以延緩棚腿的變形速度。如果側壓、頂壓都比較大，還可以通過松幫松頂來減小對棚子的壓力，利用人工除掉擠壓幫頂的煤體，然后在壓力的作用下使煤體過大的位置逐漸靠向棚子。在松幫松頂時，不宜將幫頂和煤幫的縫隙調整過大，以免出現不必要的安全隱患。

2 巷道支護設計

2.1 設計思路

因剩余的煤礦大多屬于殘采階段，大部分集中在大巷煤柱或階段煤柱中，如果采用巷道掘進，會使此區域的應力集中起來，相對應的壓力也會變大，這樣就會導致棚腿嚴重變形，從而出現鉆底現象。而大部分的巷道支護都能夠起到保護頂板的作用，這種支護技術雖然可以解決一些基本問題，但卻因增加巷道煤幫的自身受重而忽視了控制煤巷兩幫的收縮量。這樣雖然會導致棚腿變形，但可以通過幫部卸壓來達到避免棚腿擠出的目的，不僅加固了兩幫，還有效控制了頂板下沉，巷道變形的問題也得到了有效解決。

2.2 施工工藝

對工作面的掘進一般采用炮掘技術，即先通過風煤鉆眼，然后由人工搬運材料和架棚，出渣的時候通過輸送機運輸。背板按雜木棍四幫六頂布置，然后用金屬網護頂，棚距要保證在0.5 m。整個掘進施工順序為：做好準備工作、進行安全檢查、打眼、裝藥、連線、放炮、通風、臨時支護、出渣、運料、永久支護，這些工作有很多都是可以同時進行的，平行作業能節省施工時間，提高施工效率。

3 巷道變形

為了對支護效果進行進一步檢測，需要技術人員設置9個檢測組，并對每一組的頂板、底板和兩幫進行實時監測，測量數據與原始數據對比見表1。

表1 巷道礦壓觀測數據對比Tab.1 Comparison of mine tunnel pressure observation data

由表1可知，支護工藝的改變在一定程度上會降低巷道變形量。

4 效益分析

第一，安全效益。巷道片幫、冒頂現象基本不再出現，保證了施工技術人員的人身安全，提升了工作效率。第二，經濟效益。隨著掘進技術的不斷優化升級，掘進速度也會得到明顯提高，會對經濟效益產生積極影響。掘進速度由之前的每月100 m左右逐漸提高到了現在的130 m以上。同時，在施工前也有了明確的工作認定，保證了采掘接替的順利實現。第三，社會效益。殘采礦井煤巷掘進讓壓技術的使用在一定程度上使工字鋼棚的支護性得到了顯著提升，改善了施工環境，施工人員的安全得到了保障，為后續的穩定生產打下了堅實基礎。