綜采工作面過地質(zhì)構(gòu)造帶技術(shù)研究與應(yīng)用

趙慧鵬

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司鎮(zhèn)城底礦， 山西 太原 030200）

鎮(zhèn)城底礦位于山西古交西北部西山煤田西北隅，距古交市9.5 km處，礦區(qū)南北長約5.9 km，東西寬約6.3 km，礦井面積約32.8 km2，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力190萬t。煤層平均傾角為12°，主采9號煤層，9號煤層平均厚度5.6 m，屬復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，穩(wěn)定可采,煤層最大傾角5°～8°，平均6°。老頂為灰黑色石灰?guī)r，厚度5.64 m；直接頂為深灰色石灰?guī)r，厚度0.96 m；直接底為灰黑色黏土泥巖，厚度1.15 m；老底為中粒砂巖，夾泥巖，厚度11.58 m。

切眼設(shè)計(jì)長度140 m，采用矩形斷面，切眼正巷斷面：掘?qū)?.0 m，凈寬7.7 m，掘高2.8 m，凈高2.65 m，掘斷面積22.4 m2，凈斷面積20.5 m2，采用二次成巷的方式施工，一次成巷長度為140 m，待一次成巷施工到位后進(jìn)行二次擴(kuò)幫切眼。支護(hù)方式采用錨桿、錨索、W鋼帶、網(wǎng)、單體液壓支柱配合11×600 mm工字鋼短梁聯(lián)合支護(hù)方式，第一次成巷時(shí)，不支設(shè)單體液壓支柱，待第一次施工完畢后在巷道內(nèi)按照要求全部支設(shè)好點(diǎn)柱后，方可第二次擴(kuò)幫施工。

該工作面地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層、陷落柱發(fā)育。材料巷施工1 125 m后，通過對鉆探資料分析，前方5 m遇斷層，為預(yù)防該斷層對工作面掘進(jìn)及回采期間造成安全隱患，22602切眼需調(diào)整施工方位，避開斷層影響[1]。

1 切眼方位調(diào)整

切眼施工方位調(diào)整為切眼繼續(xù)施工時(shí)，由于材料巷揭露斷層，由原設(shè)計(jì)的1 130 m縮短為1 125 m，切眼以 0°方位施工 40 m 后，調(diào)整為 352°50′方位，施工101 m后與材料巷貫通。切眼支護(hù)方式采用錨桿、錨索、W鋼帶、網(wǎng)、單體液壓支柱配合11號工字鋼梁聯(lián)合支護(hù)方式。

1）頂板錨桿支護(hù)。切眼采用螺紋鋼錨桿、“W”鋼帶、網(wǎng)、錨索，單體液壓支柱聯(lián)合支護(hù)。頂板采用Φ20 mm×2 400 mm的螺紋鋼錨桿（兩邊角采用Φ20×2 600 mm的螺紋鋼錨桿）。第一次成巷時(shí)施工落山幫，掘?qū)? 200 mm，采用BHW-300-3×3 900 mm 的鋼帶，錨桿排距1 000 mm，間距900 mm，“五五”矩形布置，每根錨桿配套兩支藥卷，一支為CK2355，另一支為K2355。切眼二次成巷時(shí)（回采幫），上下端頭掘?qū)? 600 mm，采用BHW-300-3×4 500 mm的鋼帶，錨桿排距1 000 mm，間距850 mm，“六六”矩形布置，正巷采用BHW-300-3×3 600 mm的鋼帶，錨桿排距1 000 mm，間距850 mm，“五五”矩形布置，頂板錨桿除兩根邊角錨桿和頂板角度不小于75°，其余均垂直于頂板布置[2]。

2）頂板錨索。切眼內(nèi)全部采用Φ21.6 mm×6 300 mm的錨索，施工過程中視具體情況適當(dāng)加長錨索，確保錨索錨固端錨入K2灰?guī)r1 000 mm。切眼開口5 m范圍內(nèi)錨索為“五五”矩形布置，間距為1 800 mm，排距2 000 mm，正常后為“四四”矩形布置，錨索間距2 000 mm，排距為2 000 mm。每根錨索配套使用長×寬×厚=300 mm×300 mm×14 mm的鐵板，每根錨索必須配套兩支藥卷，一支為CK2355，一支為K2355。

3）幫錨支護(hù)。第一次成巷時(shí)，落山幫采用Φ16 mm×1800mm的鐵錨桿，“三三”矩形布置，間距1000mm，排距1 000 mm，回采幫一側(cè)采用Φ16 mm×1 800 mm的鐵錨桿，三花型布置，間距為1 500 mm，排距為1 000 mm。第二次成巷時(shí)，回采幫采用φ16 mm×1 800mm的鐵錨桿“，三三”矩形布置，間距1000mm，排距1 000 mm。兩幫支護(hù)使用的鐵錨桿配套一支K2355的藥卷，并配套使用長×寬=400 mm×300 mm的鋼帶托塊。第一次成巷在回采幫施工的鐵餅、托塊在二次擴(kuò)幫時(shí)及時(shí)回收并再次利用[3]。

4）頂、幫網(wǎng)。采用12號鐵絲編制的金屬菱形網(wǎng)，搭接長度不小于50 mm，聯(lián)網(wǎng)使用16號雙股鉛絲，扭接不少于三圈，聯(lián)網(wǎng)距不大于250 mm；第一次成巷時(shí)，頂板鋪設(shè)4 700 mm長的菱形網(wǎng)，落山幫鋪2 800 mm長的菱形網(wǎng)，回采幫（即準(zhǔn)備擴(kuò)幫一側(cè)）不鋪網(wǎng)。第二次擴(kuò)幫時(shí)，頂板網(wǎng)采用4 000 mm長的菱形網(wǎng)，與第一次成巷時(shí)鋪的網(wǎng)搭接起來，搭接深度不小于50 mm。

2 對地質(zhì)構(gòu)造帶的頂板支護(hù)管理

切眼內(nèi)施工80 m后，通過對打鉆情況的分析，正前8 m處將揭露陷落柱，預(yù)計(jì)影響長度10 m。切眼調(diào)整支護(hù)方式：采用錨桿、錨索、W鋼帶、網(wǎng)、單體液壓支柱配合工字鋼梁聯(lián)合支護(hù)。

1）頂板支護(hù)。采用螺紋鋼錨桿、“W”鋼帶、網(wǎng)、錨索、工字鋼梁聯(lián)合支護(hù)。頂板采用Φ20 mm×2 400 mm的螺紋鋼錨桿（兩邊角采用Φ20 mm×2 600 mm的螺紋鋼錨桿）。采用BHW-300-3×3 900 mm的鋼帶，錨桿排距1 000 mm，間距900 mm，“五五”矩形布置，每根錨桿配套兩支藥卷，另一支為CK2355，另一支為K2355；采用Φ21.6 mm×6 300 mm的錨索，施工過程中視具體情況適當(dāng)加長錨索，確保錨索錨固端錨入K2灰?guī)r1 000 mm，“二二”矩形布置，錨索間距2 000 mm，排距為2 000 mm。每根錨索配套使用長×寬×厚=300 mm×300 mm×14 mm的鐵板，每根錨索必須配套兩支藥卷，一支為CK2355，一支為K2355；采用工字鋼梁及液壓支柱進(jìn)行支護(hù)，梁采用11×3 900 mm的工字鋼梁、支柱采用DZ-35型單體液壓支柱，排距1 000 mm，一梁三柱。每根支柱配套使用Φ300 mm的鐵柱鞋，保證支柱迎山有力[3]。支柱必須掛好防倒鏈，以防倒柱傷人，防倒鏈一端栓在柱頂蓋下方，另一端掛在頂網(wǎng)上，發(fā)現(xiàn)漏液支柱要及時(shí)更換。頂板采用1/2Φ200×1 400 mm棚板搭接“#”字木垛勾頂，棚板要用木楔打緊打牢，且頂板與棚板接牢接實(shí)。在揭露陷落柱后，退出工作面5 m開始采用工字鋼梁及液壓支柱進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，所采用的支護(hù)都要通過陷落柱5 m后方可恢復(fù)正常支護(hù)。

2）幫錨支護(hù)。落山幫采用Φ16 mm×1 800 mm的鐵錨桿，“三三”矩形布置，間距1 000 mm，排距1 000 mm，回采幫一側(cè)采用Φ16 mm×1 800 mm的鐵錨桿，三花型布置，間距為 1 500 mm，排距為1 000 mm。一次成巷在回采幫施工的鐵餅、托塊在二次擴(kuò)幫時(shí)及時(shí)回收并再次利用。

3）支柱。待二次成巷施工至陷落柱段，由原11×3 900mm工字鋼梁調(diào)整為11×7600mm的工字鋼梁、支柱采用DZ-35型單體液壓支柱，排距1000mm，一梁四柱。每根支柱配套使用φ300 mm的鐵柱鞋，保證支柱迎山有力。支柱必須掛好防倒鏈，以防倒柱傷人，防倒鏈一端栓在柱頂蓋下方，另一端掛在頂網(wǎng)上，發(fā)現(xiàn)漏液支柱要及時(shí)更換。

4）觀測儀。切眼施工過程中，每隔30 m安裝一組機(jī)械式頂板離層觀測儀，并且安排專人每天對數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測并記錄，如數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化，頂板位移，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，確保頂板安全[4]。

3 結(jié)語

鎮(zhèn)城底礦通過對22602切眼過地質(zhì)構(gòu)造帶的生產(chǎn)實(shí)踐，在以后的掘進(jìn)過程中遇到同類地質(zhì)條件，提出了技術(shù)方案，為工作面安全快速掘進(jìn)提供了技術(shù)保障，為其他相似工作面掘進(jìn)提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。