煤礦掘進工作面過陷落柱主要施工技術研究

＊張志浩

（山西新景礦煤業有限責任公司 山西 045000）

前言

陷落柱是一種常見的地質構造，它存在地質巖層中，與周邊的煤層融為一體，在此區域采煤作業很容易引起安全事故，比如突水、冒頂以及瓦斯突出等安全問題。陷落柱區域的存在增加了煤礦掘進難度，影響煤礦深入開發進度，為了降低此區域對煤礦的掘進工作面的影響，要運用相對應的施工技術對此區域施工作業。所以，施工團隊要加大煤礦掘進工作面過陷落柱主要施工技術研究力度，探究出高效的施工技術，以此來保證煤礦掘進工作面正常進行，降低煤炭損失，為煤礦企業穩產增產提供技術支持，提升其整體效益。

1.煤礦掘進工作面過陷落柱的概況

在煤礦掘進施工作業中，通常都會進入陷落柱區域。此區域是一種特殊地形，主要是由地下水資源的侵蝕作用造成的，同時部分情況下還與上層區域巖石坍塌有關。一般情況下，陷落柱主要形狀是錐形體，剖面情況與橢圓形相似，整體面積為上小下大的狀態。在煤礦掘進工作面施工過程中，為了實現煤礦向更深處開采，巷道會經過陷落柱區域，由于其區域的特殊性很容易引起設備故障、巷道偏差等問題，從而增加煤礦掘進工作難度。再加上陷落柱地形中巖石具有強度大、邊角鋒利、破碎等特點，如果未運用合理的施工技術，會給掘進機器造成損傷，甚至導致設備不能正常工作，影響煤礦掘進工作效率。所以，煤礦掘進管工作面施工作業時，施工團隊需要應用科學合理的施工解決陷落柱區域施工安全問題，減少此區域造成的故障概率，從而達到煤礦安全施工的目的。

2.煤礦掘進工作面過陷落柱主要施工技術

(1)錨網支護技術

煤礦開采過程會經過陷落柱區域，為了降低此區域對開采作業的影響，施工團隊會使用錨網支護技術來防護此區域對掘進工作面的影響。如圖1所示。當施工團隊在管道搭建支架完成后，要加大對各大重點區域的防護工作，確保這些區域達到開采標準，才能進行后續工序開展。在進行錨網搭建時，施工團隊要按照先頂板、后兩幫的施工順序，在按照規范完成頂板錨網后，才能進行管道兩邊的錨網安置，這樣才能發揮出錨網支護的最大作用。

圖1 錨網支護示意圖

(2)工字鋼棚支護技術

現階段，煤礦通常會使用11#礦用工字鋼搭建鋼棚，利用其特性來防護陷落柱對掘進工作面的影響。施工團隊在搭建通道內的鋼棚時，要嚴格遵守煤礦鋼棚搭建流程進行施工：第一，在搭建頂棚支護時，施工團隊要預先對通道內的底板做好預先處理，保證其長度和寬度符合工程施工標準，為后續采礦中的各項工序提供保障；第二，要精準定位工字鋼棚的位置，在搭建工字鋼棚時，要嚴格按照各項施工參數進行，保障施工人員的安全；第三，工字鋼棚搭建完成后，施工團隊要加固防滑器，提升鋼棚的穩固性；第四，施工團隊要在通道的最高處和棱角處灌溉混凝土，增加工字鋼棚的牢固性。通道鋼棚搭建完成后，施工團隊要認真檢測每項工序質量，清理施工現場。如圖2所示。

圖2 礦用工字鋼巷道斷面支護斷面圖（單位：mm）

(3)回采施工技術

煤礦掘進工作面過陷落柱過程中，要運用適當的回采施工技術相配合，這樣才能保證煤礦掘進工作更加有效。并且回采施工技術適用性和整體性十分高，能夠有效增加煤礦施工作業的安全系數，降低掘進工作面過陷落柱區域安全問題的發生，提高施工人員和機械設備的安全性能。其中煤礦回采施工技術主要包含圍巖管控與監測、對巷道頂板以及兩幫進行注漿加固圍巖等，施工團隊在掘進工作面要科學運用回采施工技術來穿過陷落柱，降低此區域多煤礦開采的影響，降低采礦成本支出，進而提升煤礦的經濟效益。

3.煤礦掘進工作面過陷落柱施工中的安全防護措施

(1)實施安全施工技術

煤礦掘進工作面施工過程中，當通道從矩形進入拱形后，要利用技術逐步遞增方式，降低通道出現棱角等問題。在通道完全變成拱形后，施工團隊要將掘進機換成拱形記載前探支架，專業負責人要進行工作評估，評估設備和技術是否符合標準。當掘進工作面穿過陷落柱區域時，頂棚由拱形逐漸過渡到矩形，在進行掘進機安裝時，要確保整個掘進機在安全范圍內施工，工具按照從上到下、從里到外的方式進行敲擊，確定掘進機安裝完整性。

(2)采取適當支護方式

煤礦開發過程中經常出現礦洞變形，此種情況對周圍環境和施工造成嚴重影響。為了降低此種現象的出現，施工團隊在掘進工作面施工時，一定要做好通道支架安裝工作，降低周圍礦石出現坍塌事故，減少采礦的危險系數。施工團隊要合理安裝通道支架，發揮支架的最大防護作用，比如，在安裝金屬支架時，要讓其內側支撐力達標，做好通道墻壁內部支架組裝工作，這樣不僅增加支架的防護效果，還會降低采礦的成本支出。另外，根據共性原理，施工團隊在通道碎石時，要使用預加杠桿方式，做好承重等工作，在墻壁周圍增加勻速壓縮裝置，可以更好地支撐碎石周圍力量，防止管道坍塌。

(3)做好安裝質量管理

煤礦掘進工作面施工作業時，在陷落柱區域安裝防護裝置時，一定要按照施工現場實際情況制定此區域防護措施。假如是矩形管道變拱形管道這種情況，要采用正確的施工方式，避免施工完成后出現過多棱角。在此區域施工前要做好預期保護工作，完工進入驗收階段時，要重點檢測頂層通道是否恢復矩形，外圍防護措施是否達標。施工團隊在處理陷落柱區域防護工作時，要按照從內到外、從上到下的方式進行，保證此區域管道內的支架具備永久性保護效果。當此區域支架安裝完成后，要預防頂部出現坍塌現象，做好四周防護工作以及防護架的安裝，為后續能夠順利施工作業奠定基礎。

4.結語

總之，在煤礦掘進施工過程時，施工團隊要重點關注陷落柱這種特殊地形，要科學運用錨網支護技術、工字鋼棚支護技術、回采施工技術等主要施工技術，提升煤礦掘進工作面過陷落柱施工進度，減少煤礦安全事故發生幾率，提升煤礦的整體效益。