深井高抽巷支護(hù)存在的問題及改進(jìn)措施

文潔

摘 要：本文以貴州某煤礦3605工作面軌道順槽高抽巷為工程背景，調(diào)研了該巷道的支護(hù)現(xiàn)狀，分析了巷道支護(hù)存在的主要問題，并有針對性的提出了改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：深井；高抽巷；支護(hù)；改進(jìn)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.065

1 引言

受煤層賦存地質(zhì)條件的影響，貴州省內(nèi)煤層絕大部分為高瓦斯煤層。隨著礦井開采深度的不斷加大，高瓦斯對煤礦開采造成的安全隱患也越來越顯著，集中表現(xiàn)在瓦斯的含量和瓦斯壓力均隨著深度的增加而增加。目前，在巷道布置方面治理瓦斯的途徑主要有兩種，即在工作面布置高抽巷或者底抽巷，通過超前瓦斯抽采、工作面煤與瓦斯共采等方法綜合治理瓦斯超限的問題。其中，高抽巷即布置在煤層頂板，一般處于采動裂隙帶內(nèi)的專用瓦斯抽采巷道，由于在掘進(jìn)和工作面回采期間，該巷道需要經(jīng)歷兩次采動的影響，且圍巖裂隙發(fā)育廣泛，因此高抽巷的支護(hù)一直是巷道支護(hù)中的難點(diǎn)。國內(nèi)外關(guān)于高抽巷在回采過程中產(chǎn)生變形的過程以及所需的支護(hù)技術(shù)尚缺乏詳細(xì)的研究。

貴州某煤礦3605工作面是南三采區(qū)的第一個采煤工作面，工作面平均采深達(dá)到835m，擬采用沿空留巷Y型通風(fēng)系統(tǒng)，為治理瓦斯并為Y型通風(fēng)提供必要的回風(fēng)通道，在工作面頂板掘進(jìn)了高抽巷，抽采瓦斯并作為回風(fēng)巷道保留使用。本文以此為工程背景，對深井高抽巷支護(hù)存在的問題及改進(jìn)措施進(jìn)行分析。

2 巷道支護(hù)現(xiàn)狀及存在的主要問題

2.1 巷道支護(hù)現(xiàn)狀

為了解巷道目前圍巖穩(wěn)定情況，技術(shù)人員對高抽巷的支護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)的問題有：

（1）3605軌順高抽巷掘進(jìn)期間巷道壓力顯現(xiàn)已較為劇烈，U型棚頂由支護(hù)初始的半圓弧形頂變成平頂，頂板下沉高度在150mm以上，掘進(jìn)時間的圍巖較大的變形量將直接影響到后期留巷圍巖控制難度，采前加固時若采用一梁鎖三棚，需要采用邁步式布置，確保錨索梁有交叉?；夭沙跗趹?yīng)提前布置水泱池，避免瓦斯抽采鉆施工時出水過多，浸泡巷道，引起底鼓；

（2）3605軌順高抽巷在5#測站處，幫頂支護(hù)錨索預(yù)緊力嚴(yán)重不足，部分錨桿托盤松動，頂板錨桿塑料墊圈未擠破。3#～2#測站之間頂板M型鋼帶用反，造成鋼帶抗彎模量降低，出現(xiàn)鋼帶折彎嚴(yán)重，應(yīng)對施工人員和監(jiān)管人員進(jìn)行培訓(xùn)，防止此類狀況再次發(fā)生。

2.2 巷道支護(hù)存在的主要問題

（1）巷道超挖嚴(yán)重，成形差。與設(shè)計(jì)巷道斷面尺寸相比，最大超挖處超過500mm，此巷道雖然為半煤巖巷，但因?yàn)橄锏绹鷰r松軟破碎并存在煤巖互層，圍巖揭露后短時間內(nèi)即垮落，造成幫頂凹凸不平，護(hù)表材料和圍巖存在架空區(qū)間，錨桿、錨索多有錨空現(xiàn)象。

（2）錨桿孔位及預(yù)緊力與設(shè)計(jì)值相差過多。1）設(shè)計(jì)要求錨桿孔必須垂直于巖面，但實(shí)際施工中多有鉆機(jī)在同一個位置上連續(xù)打幾個孔都不移位的現(xiàn)象，造成錨桿孔位與設(shè)計(jì)軸線相差過大，而錨桿螺母又沒有采用調(diào)心墊，最后難以有效提高預(yù)緊力矩，要求錨桿孔與設(shè)計(jì)線差值不超過5度；2）施工設(shè)計(jì)要求幫錨桿預(yù)緊力矩不小于250 N·m，頂板錨桿不小于300 N·m，除鉆機(jī)安裝時擰緊后尚需要人工二次加扭，但根據(jù)安裝的兩個托錨力測站，幫頂部共計(jì)11塊壓力表，扭矩小于200 N·m，經(jīng)測量初始預(yù)緊力介于1.1～17 kN遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的60～80 kN；3）施工方缺少必須的錨網(wǎng)索檢測手段，扭矩扳手和張拉儀的數(shù)量或完好狀態(tài)均不符合基本的施工要求，按照每300根錨桿檢查5根錨桿扭矩和拉拔力的程序基本沒有得到有效履行。

（3）樹脂藥卷使用的數(shù)量的張拉時間均不足。1）現(xiàn)場跟班發(fā)現(xiàn)幫部有2根錨桿在安裝時都只放置1根藥卷。在煤壁受回采動壓影響處于圍巖峰后強(qiáng)度時，錨桿錨固長度不足會造成錨固過早失效，無法控制采動期間巷道圍巖的大變形；2）采用的中速樹脂藥卷的性能要求，其膠凝時間為50 s左右，4 min左右后進(jìn)行預(yù)緊，但實(shí)際施工中均直接攪拌后即擰緊，沒有等到充足的膠凝時間。

（4）頂板金屬網(wǎng)鋪設(shè)不符合設(shè)計(jì)要求。頂板金屬網(wǎng)連接處未按設(shè)計(jì)壓于鋼帶下，從迎頭向外數(shù)10排鋼帶未有1處頂網(wǎng)連接處壓于鋼帶下，不合格率100%，易在此處產(chǎn)生兜冒。

（5）錨索外露過長且有偏載現(xiàn)象。1）經(jīng)現(xiàn)場抽查個別錨索外露長度超過400～500mm，錨索外露過長造成錨索有效支護(hù)范圍縮小，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；2）滯后施工的錨索梁，錨索安裝在槽鋼的中間孔和邊孔，造成錨索梁偏載。

3 巷道支護(hù)的改進(jìn)措施

根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題，結(jié)合之前礦井生產(chǎn)實(shí)際，應(yīng)采取以下改進(jìn)措施：

（1）要求3605工作面的施工隊(duì)停頭整改，重新學(xué)習(xí)支護(hù)設(shè)計(jì)和作業(yè)規(guī)程，并經(jīng)考核合格并可上崗。同時迎頭的施工質(zhì)量檢測儀器應(yīng)配足，且每種應(yīng)在3套以上，保證檢測時有設(shè)備可用。

（2）幫頂部支護(hù)嚴(yán)格控制錨桿鉆孔的角度，盡量使鉆孔垂直巖面；采用氣動扭矩扳手預(yù)緊螺帽，并人工進(jìn)行二次加扭。

（3）在錨索梁兩邊孔位施工錨索，避免偏載，或補(bǔ)充施工邊孔錨索，實(shí)現(xiàn)一梁三索。

（4）按照“錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)預(yù)緊力最大化、一次支護(hù)最大化和監(jiān)測手段信息化”的思想，對3605軌順高抽巷每50 m設(shè)置正規(guī)監(jiān)測測站進(jìn)行長期觀測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對施工方案進(jìn)行適應(yīng)性評價或優(yōu)化研究。

4 結(jié)語

瓦斯治理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，并且通風(fēng)系統(tǒng)為串聯(lián)系統(tǒng)，任何一個部分出現(xiàn)問題，都可能引發(fā)瓦斯超限、煤與瓦斯突出等事故的發(fā)生。高抽巷布置作為瓦斯治理的重要手段之一，其圍巖穩(wěn)定性對于整個系統(tǒng)的穩(wěn)定有著十分重要的影響。由于高抽巷處于工作面頂板裂隙帶中，圍巖條件較差，支護(hù)困難。因此，必須在掘進(jìn)期間，就按照一次支護(hù)最大化的思想認(rèn)真施工。同時，應(yīng)輔助必要的監(jiān)測手段進(jìn)行長期觀測，以便發(fā)生問題及時處理。

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