淺談豹子溝煤業(yè)主斜井過2#煤采空區(qū)技術(shù)方案研究

邢四旗　左朝玉

摘要：山西省資源整合以后，資源整合礦井對原來煤礦的地質(zhì)資料掌握不全面、不詳細，開采過程中埋下了隱患。豹子溝煤業(yè)公司針對此問題，從技術(shù)上采取了幾點措施，保證了礦井建設(shè)安全。

關(guān)鍵詞：豹子溝煤業(yè)過采空區(qū)技術(shù)方案

中圖分類號：TD82 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0099-01

山西煤炭進出口集團蒲縣豹子溝煤業(yè)有限公司是由原山西煤炭進出口集團豹子溝煤業(yè)有限公司、山西蒲縣楊坡煤業(yè)有限公司和山西蒲縣利泰煤業(yè)有限公司整合而成。井田內(nèi)有可采煤層3層，分別為2#、9#、10+11#，井田面積11.1886平方公里，可采儲量5305.8萬噸，生產(chǎn)能力90萬噸/年，服務(wù)年限42.1年。其中，上組煤2#煤層距下組煤9#煤層平均層間距為82.5m，9#煤層距10+11#煤層平均層間距1.25m。

根據(jù)優(yōu)化后的設(shè)計，礦井采用斜井開拓，首采綜放工作面布置在下組煤副斜井北部（上方2#煤已開采）。主斜井設(shè)計斷面為半圓拱，凈寬5m，墻高2.2m，凈斷面20.8m2，傾角-17°，設(shè)計長度702m，預(yù)計389m處見2#煤層。

1過采空區(qū)探測

從2011年3月5日主斜井施工開始后，我們就把主斜井穿越2#煤層確定為重大危險源。首先，主斜井布置位置在原整合圖紙中雖為實體煤，但考慮到整合前圖紙的真實性比較差，推測在過2#煤層時可能存在采空區(qū)，再考慮到等高線偏差，預(yù)計通過位置在389m前后50m范圍內(nèi)。

2011年7月9日在主斜井302m處采用YTD-400（A）全方位探測儀對其掘進工作面進行了超前探測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在345m處高阻異常，達到120，多處達到105（正常值為80～90），初步確定穿越2#煤層存在采空區(qū)（見物探探測結(jié)果圖）。后在該處設(shè)計布置了3個垂直向鉆孔和3個傾斜向鉆孔（見鉆孔布置圖），靠巷道左側(cè)的一個垂直向鉆孔（11m）和一個傾斜向鉆孔（43m）探出采空區(qū)，其他孔未見異常，確定2#煤采空區(qū)在井筒的左側(cè)，從345m處開始穿越。

2過采空區(qū)施工方法

在確定采空區(qū)位置后，我們召集相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員、項目部、監(jiān)理方共同確定施工方案，在比較多種支護方式后，一致認為項目部提出的：“U型鋼+水泥背板+噴漿”的支護方式，在保證支護效果的前提下，也比較簡單易行。為此，特制定過采空區(qū)方案如下。

2.1 臨近采空區(qū)施工工藝

當巷道迎頭距2#煤采空區(qū)10m處，開始采用“短掘短支（掘1m支1m）”的施工工藝。即全斷面1次性打眼，分次裝藥、分次爆破，每次爆破進尺為1.0m，待工作面迎頭進行永久支護完畢后方可進入下一循環(huán)施工。

2.2 揭露采空區(qū)施工順序

先將采空區(qū)探通，在確認無水、瓦斯不超限的情況下，通過小斷面與采空區(qū)貫通，然后在保證支護的情況下，逐步擴大貫通斷面，直至達到設(shè)計要求為止。

2.3 臨時支護方式

錨網(wǎng)支護標準同原設(shè)計；錨索采用Φ15.24mm長6m的鋼絞線，支護自頂向兩側(cè)布置，每排三根，間排距1.5×2m，每根錨索使用CK2360型樹脂錨固劑4根，抗拔力不得低于200KN；噴射混凝土厚度50mm，強度C20。當2#煤底板升到井筒頂板6m以上且井筒頂板巖性完整時錨索不再使用，恢復(fù)原設(shè)計施工工藝。

2.4 封閉采空區(qū)安設(shè)“三管”

制定封閉采空區(qū)專項措施，在確保所通過采空區(qū)不漏風(fēng)情況下，在密閉墻上安設(shè)“三管”：排水管、觀察管、注漿管。

排水管：在密閉墻正中預(yù)埋一根Φ108mm鋼管，位置在底板往上500mm，鋼管的一端露出采空區(qū)500mm，另一端露出巷道150mm。

觀察管：在密閉墻正中預(yù)埋1根Φ108mm鋼管，位置在底板往上1000-1500mm范圍，鋼管的一端露出采空區(qū)200mm，另一端露出巷道150mm。并設(shè)置能打開的密閉閥門，作為觀察孔。

注漿管：在密閉墻上預(yù)埋1根Φ108mm鋼管，位置在密貼老空頂板處，鋼管的一端露出采空區(qū)200mm，另一端露出巷道150mm，并設(shè)置能打開的密閉閥門作為注漿孔，預(yù)防以后采取加固施工時注漿。

2.5 永久支護方式

采用“U型鋼+水泥背板+噴漿”的支護，要求U型鋼支在用鋼筋混凝土做的底梁上，防止U型鋼整體下沉。底梁規(guī)格：1000×1000mm混凝土實底，箍與箍的距離為1000mm，當頂板破碎時，距離縮小到600mm。

2.6 采空區(qū)充填方法

（1）巷道兩幫遇采空區(qū)：在直接對采空區(qū)進行風(fēng)筒通風(fēng)并排除瓦斯、水、頂板、底板、圍巖等安全隱患后，通過打點柱的方式臨時維護好采空區(qū)內(nèi)頂板。然后作業(yè)人員進入點柱支護區(qū)內(nèi)，采用水泥背板搭接成垛，按每3m一垛將采空區(qū)頂板背嚴背實，再通過噴漿進一步加固支護。

（2）巷道頂部遇采空區(qū)：打通采空區(qū)后，如鋼箍架頂部不能與冒落頂部直接接頂，則通過敲幫問頂將采空區(qū)內(nèi)的危巖、活矸清理掉后，首先對巷道進行臨時支護，其次按要求支好U型鋼架，然后采用80×150×1200mm的水泥背板井字型搭接接頂并用木楔背嚴背牢，最后對巷道進行噴漿。

（3）巷道底部遇采空區(qū)：當巷道迎頭底板距采空區(qū)頂板垂深小于3m時，巷道前方停止掘進，將工作面的重型機械設(shè)備撤到后方安全地點，通過對巷道底板進行鉆孔與采空區(qū)鉆通，采用注漿的方式將底板采空區(qū)充實填滿，并封閉鉆孔后，方可進行下一步掘進施工。

2.7 落實安全管理制度

嚴格執(zhí)行好領(lǐng)導(dǎo)下井帶班制度；重點加強“一通三防”管理與“敲幫問頂”制度；每班匯報當班具體施工情況，遇到問題要及時采取有效的手段解決。

3過采空區(qū)技術(shù)方面總結(jié)幾點經(jīng)驗

（1）由于考慮到可能存在采空區(qū)，所以我們做到超前考慮、超前安排、超前管理，做到了技術(shù)先行。

（2）采用了較為先進的全方位探測儀，對巷道前方有了一定的預(yù)見性，通過鉆探核實，在未過采空區(qū)時對采空區(qū)的狀況已經(jīng)做到心中有數(shù)，便于提前制定較為合理的施工方案及相關(guān)措施，做到了技術(shù)保障。

（3）使用垂直鉆眼，減少了鉆探工程量，提前掌握了積水積氣及水位情況，做到了技術(shù)安全。

（4）在施工方法與施工單位、工程技術(shù)人員溝通充分，確定了合理的施工工藝，確保了安全及工程進度，做到了技術(shù)合理。