薄基巖開采的技術(shù)措施

文/周茂 張金虎

薄基巖開采的技術(shù)措施

文/周茂 張金虎

榆家梁煤礦42216-1工作面在掘進(jìn)過程中需要穿過薄基巖段（基巖最薄處為5.6m）和火燒區(qū)，地表有一較大的村民蓄水池，裂隙較為發(fā)育。在過薄基巖處工作面淋水量加大，頂板較軟。通過錨桿、鋼帶、錨索聯(lián)合支護(hù)后采用架無腿棚支護(hù)順利通過此段。

一、工作面地質(zhì)情況

1.水文地質(zhì)概況

42216-1掘進(jìn)及旺采工作面內(nèi)地層總的趨勢(shì)是以極緩的坡度向北西傾斜的單斜構(gòu)造，局部有起伏，傾角1°～3°，掘進(jìn)段地表為黃土溝壑區(qū)，斷層不發(fā)育，后生裂隙發(fā)育。煤層底板標(biāo)高1199～1204m，地面標(biāo)高1222～1298m，上覆基巖厚度5.8～30.12m。通常情況下將基巖小于30～50m的厚度稱為薄基巖。地面張明溝攔水壩面積為6761m2，蓄水量為2028m3，考慮到過張明溝薄基巖淤地壩區(qū)頂板水蝕風(fēng)化嚴(yán)重，并且小煤窯老塘和榆家梁煤礦采空區(qū)相鄰，因此為預(yù)防火燒區(qū)及淤地壩積水及與小窯、采空區(qū)貫通出現(xiàn)大的涌水，在工作面設(shè)置了不小于60m3/h的排水工程，來保證工作面及時(shí)排水，確保不影響正常掘進(jìn)回采。

2.掘進(jìn)運(yùn)順與輔順的技術(shù)特征

（1）運(yùn)順。設(shè)計(jì)寬度為5.4m，高3.2m（在進(jìn)入薄基巖段要求巷道高度不小于2.8m），在未進(jìn)入20m薄基巖前采用錨桿、鋼帶、錨索聯(lián)合支護(hù)的方式，錨桿矩形布置5根/排，間排距為1m×1m，鋼筋鋼帶規(guī)格為Φ10mm×10mm×4000mm，錨桿外露長(zhǎng)度從頂板算起不大于50mm，錨桿與頂板安裝角度β：75°≤β≤105°，錨桿額定錨固力為49KN，扭矩不小于100Nm，錨桿失效或報(bào)廢，必須及時(shí)補(bǔ)打；錨索矩形布置，3套/3m，錨固力10t。在進(jìn)入20m薄基巖段后錨索間距改為3套/2m，并且緊跟無腿棚進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。錨索要距鋼帶250mm，無腿棚距錨索500mm，無腿棚所用托鉤不得超出煤幫150mm，棚在托鉤上的距離不得小于100mm。

（2）輔運(yùn)。設(shè)計(jì)寬度為5m，高3.2m（在進(jìn)入薄基巖段要求巷道高度不小于2.8m），在未進(jìn)入20m薄基巖前采用錨桿、鋼帶、錨索聯(lián)合支護(hù)的方式，錨桿矩形布置 4根/排，間排距為 1m×1m，鋼筋鋼帶規(guī)格為Φ10mm×10mm×3500mm；錨索矩形布置，2套/3m。在進(jìn)入20m薄基巖段后錨索間距改為3套/2m，并且緊跟無腿棚進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。錨索要距鋼帶250mm，無腿棚距錨索500mm，無腿棚所用托鉤不得超出煤幫150mm，棚在托鉤上的距離不得小于100mm。

二、施工工藝及主要技術(shù)特征

1.掘進(jìn)工藝

選用12CM15-10D型連續(xù)采煤機(jī)來完成割煤和裝煤工序，選用10SC32-48B型梭車來完成煤炭運(yùn)輸，利用MCH1030型破碎機(jī)完成煤炭的轉(zhuǎn)載和破碎工作，破碎機(jī)運(yùn)出的煤炭通過BSP1080/1000型順槽膠帶輸送機(jī)運(yùn)出工作面，進(jìn)入主運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)出地面，使用CNMM25-4型錨桿機(jī)來完成巷道的支護(hù)工作，選用無軌膠輪車完成人員、物料、設(shè)備等的輔助運(yùn)輸。要求在掘進(jìn)過程中各司機(jī)要嚴(yán)格根據(jù)作業(yè)規(guī)程規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)，在未進(jìn)入20m薄基段，最大空頂距為12m，最小空頂距為1.5m，循環(huán)進(jìn)度為10.5m。如發(fā)現(xiàn)頂板淋水、頂板出現(xiàn)裂隙、敲幫問頂時(shí)有空響聲音、頂板破碎、鉆桿易堵時(shí)，掘進(jìn)最大空頂距變?yōu)?m，最小空頂距變?yōu)?.5m,頂煤厚度留舍800～1000mm并要求巷道高度在2.8m。

2.支護(hù)工藝

（1）錨桿支護(hù)。支護(hù)作業(yè)過程可概括為定位、鉆眼、安裝錨桿并攪拌樹脂和緊固錨桿等四道工序。

定位。先將錨桿機(jī)調(diào)整在要支護(hù)巷道內(nèi)，根據(jù)錨桿布置間排距，擺正錨桿機(jī)后，升起液壓支護(hù)板掩護(hù)好頂板，然后升起臨時(shí)支撐臂頂住頂板。

鉆眼。在鉆箱上裝好鉆桿，操作閥桿使鉆頭剛好頂在打眼的位置上，然后輕輕動(dòng)作給進(jìn)閥桿，使鉆頭能頂?shù)巾敯宀@個(gè)小窩，接著操作快速給進(jìn)閥，鉆眼深達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，邊旋轉(zhuǎn)邊退出鉆桿。

安裝錨桿并攪拌樹脂。錨桿機(jī)司機(jī)先給打好的眼孔內(nèi)裝入一卷樹脂藥卷，用已上好托板和螺母的錨桿將樹脂頂入鉆眼內(nèi)，錨桿機(jī)司機(jī)把專用攪拌器安在鉆箱上，并將錨桿的尾部套在攪拌器上，鉆箱一邊攪拌一邊推進(jìn)，在錨桿推入孔內(nèi)托盤與巷道頂板留20mm左右的間隙時(shí)，停止推進(jìn)，繼續(xù)攪拌，攪拌時(shí)間應(yīng)符合樹脂使用說明所規(guī)定的時(shí)間（一般應(yīng)為10～12秒），攪拌時(shí)間到后，停止旋轉(zhuǎn)，向上推進(jìn)將托盤頂緊在頂板上。

緊固錨桿。等待30～40s后，略降鉆箱，使攪拌器與錨桿托盤之間略有間隙，并只給旋轉(zhuǎn)力不給推進(jìn)，使螺母將銷子切斷并緊固到位，鉆箱泄壓停止旋轉(zhuǎn)，錨桿安裝結(jié)束，如鉆箱旋轉(zhuǎn)壓力不夠，錨桿達(dá)不到扭矩要求時(shí)，必須采取人工緊固。

（2）錨索支護(hù)。錨桿鋼帶支護(hù)完后，要緊跟錨索支護(hù)。錨索施工使用頂錨桿機(jī)打孔，鉆桿使用B19組合鉆桿，每節(jié)長(zhǎng)1.0m，錨索采用拉裝泵進(jìn)行張拉預(yù)緊，安裝時(shí)先將錨索攪拌套安裝好，啟動(dòng)錨桿機(jī)使錨索旋轉(zhuǎn)并向上推至孔底，攪拌時(shí)間不超過30s，等待4分鐘后進(jìn)行張拉。

（3）架棚支護(hù)。在進(jìn)入薄基巖段發(fā)現(xiàn)頂板淋水、頂板出現(xiàn)裂隙、敲幫問頂時(shí)有空響聲音、頂板破碎、鉆桿易堵時(shí)，采用架無腿棚支護(hù)。

先用白色噴漆在所要架設(shè)的位置做好標(biāo)識(shí)，然后用煤電鉆在做好標(biāo)識(shí)的地方進(jìn)行打眼，眼打好后再將準(zhǔn)備好的Ф32的托鉤插入打好的眼內(nèi)。托鉤外露長(zhǎng)度不得超過15cm。人工將加工好的11＃礦用工字鋼梁架設(shè)到安裝好的托鉤上并用8號(hào)鐵絲將工字鋼與頂網(wǎng)和錨桿連接在一起，防止施工過程中掉落傷人。人工上梁時(shí)，必須兩人以上協(xié)調(diào)合作，不要將手伸入柱梁接口處。架設(shè)木點(diǎn)柱前，將相應(yīng)位置的淤泥清理干凈，必須清理到硬底處，然后加上木點(diǎn)柱，并用大頭楔子將其楔緊。柱窩下如果是軟巖(煤)時(shí)，要采取防止柱腿鉆底的措施，即加大柱窩，柱窩內(nèi)墊400mm×400mm×200mm的木墊板，木墊板不得高出巷道底板。鋼梁和木點(diǎn)柱架好后，與頂板連接處的空隙用木墊板和木楔子充填牢固。鋼梁與頂板之間不少于四個(gè)背實(shí)點(diǎn)。所有鋼棚均為點(diǎn)柱加Ф32的螺紋鋼托鉤聯(lián)合支棚，工字鋼長(zhǎng)為5m（5.4m）、棚間距為1.5m，統(tǒng)一為一梁兩柱，所有棚子必須與頂板接實(shí)、牢固，木點(diǎn)柱的小頭直徑不小于20cm。頂板破碎處，必須先將活矸鱗皮處理干凈，將頂網(wǎng)掛好，再進(jìn)行架棚支護(hù)工作。

三、安全防范措施

為防止頂板淋水量突然增大，及充分了解頂板的巖性，在采掘過程中嚴(yán)格遵守先探后掘的施工原則。過薄基巖段每隔50m安裝一套頂板離層儀，由生產(chǎn)科專人負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)及觀察。在工作面配有37kw水泵1臺(tái)、5.5kw水泵1臺(tái)、4kw水泵4臺(tái)，并備有DN100鋼管50m，排水軟管100m，排水三通5個(gè)，0.05m3沙袋50個(gè)。

四、結(jié)論

通過采取以上措施，榆家梁煤礦連采二隊(duì)順利通過了薄基巖段的掘進(jìn)，并總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，為神東礦區(qū)以后的薄基巖開采提供了參考價(jià)值。

中國神華神東煤炭集團(tuán)榆家梁煤礦）

李元）