高建軍
(陽泉新宇巖土工程有限責(zé)任公司,山西 陽泉 045000 )
陽泉煤業(yè)(集團)有限責(zé)任公司三礦6015工作面所采煤層屬于下二疊統(tǒng)山西組下部的3#煤層,煤層賦存穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)較為簡單。在下部有一薄層泥巖夾矸,厚0~0.34m。煤層平均厚度4.93m,煤層厚度變化系數(shù)為11.07%。工作面埋深為153~251m,煤層偽頂為黑色泥巖,厚為0.1~1.0m;直接頂為灰黑色泥巖,局部含炭質(zhì),厚約2.2m;基本頂為淺灰色中粒泥巖,石英成分為主,常泥巖條帶或薄層,厚約15m;直接底為灰黑色泥巖,局部含炭質(zhì),厚約1.2m;基本底為深灰色砂質(zhì)泥巖,中夾砂巖和泥巖薄層,有時見菱鐵礦結(jié)核,平均厚度約8.85m。
6015工作面回風(fēng)順槽長約1299m,工作面設(shè)計為綜采放頂煤。工作面傾斜長度為155m,在主井東南布置巷道,東面為保安煤柱,礦界外采空區(qū)(無積水),南面為保安煤柱,礦界外為公共煤田疑似有小窯破壞區(qū)(無積水),西面為采區(qū)皮帶巷,北面為6015進風(fēng)順槽。在遇小窯破壞區(qū)時對巷道掘進有影響。6015工作面運輸順槽設(shè)計斷面近似為矩形,凈斷面尺寸為3.8×2.6m。6015進風(fēng)順槽在巷道掘進到354m處,巷道將揭露采空區(qū),區(qū)域內(nèi)頂板冒落,為確保施工安全,加強巷道頂板的支護,需制定支護方案,編制工作面揭露空區(qū)、空巷的安全技術(shù)措施。
圖1為工作面回風(fēng)巷過采空區(qū)段斷面支護圖。6015工作面回風(fēng)巷頂板每排打5根錨桿,巷道兩幫各布置4根錨桿。
頂板和兩幫錨桿參數(shù):頂錨桿采用Φ20mm、長度2400mm的20MnSi左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿,間排距為850×800mm。幫煤柱側(cè)幫錨桿選擇Φ20mm、長度2000mm的20MnSi左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿;回采側(cè)幫錨桿選擇Φ20mm、長度2000mm玻璃鋼錨桿方便采煤機進行回采割煤,間排距均為800×800mm。使用藥卷規(guī)格為K2335和Z2360,輔助支護采用金屬網(wǎng)和鋼筋梯子梁聯(lián)合支護,施工時候錨桿預(yù)緊力矩要確保不少于250N·m。錨桿角度布置成頂角向頂傾斜15°左右,底角處錨桿向底傾斜10°左右,其他錨桿均垂直兩幫布置。
頂板錨索:確定用Φ15.24mm、長6.3m的1×7股的高強錨索,錨索間排距900×1000mm,施工時錨索一排打3根。錨索托盤匹配300×300×12mm的高強平托盤,錨索預(yù)緊力應(yīng)≥200kN,樹脂藥卷型號為2支Z23603與1支K2335。
圖1 工作面回風(fēng)巷過采空區(qū)段斷面支護圖(mm)
工作面回風(fēng)巷過空區(qū)段補強支護:在掘進巷道兩側(cè)的空巷,距離巷幫約1000mm位置,采用寬厚均為80~100mm的方木搭成的木垛接頂,木垛間距不大于2000mm;在掘進巷道的兩側(cè),采用空心磚或者料石碹壘砌,并采用水泥砂漿封閉墻體表面,防止漏風(fēng)。
支護全部通過采空區(qū)后,需采用鋼棚在巷內(nèi)進行二次加強支護,實現(xiàn)主動支護與被動支護同時作用,確保采空區(qū)內(nèi)布置的巷道頂板穩(wěn)定和安全。鋼棚棚距不大于600mm。鋼棚上方用水木背板背實,漏風(fēng)型鋼棚之間需用角鋼或者鋼筋拉桿相互連接,防止頂板來壓時鋼棚傾倒。
(1)巷道過采空區(qū)段,要“敲幫問頂”及時處理掉活矸危巖,確保巷道安全,防止片石傷人事故。
(2)減少循環(huán)進度,每循環(huán)進度不超過1.2m,架棚支護時,每循環(huán)進度不超過0.6m,掘一棚支護一棚,嚴(yán)禁空頂作業(yè)。為了避免冒頂事故的發(fā)生,永久支護要緊跟工作面,不留空頂距。
(3)施工前,要備好充足的物料,若發(fā)生冒頂,要等頂板穩(wěn)定后再處理。
針對6015工作面回風(fēng)巷過采空區(qū)的實際,制定了合理的支護方案和施工安全措施,過采空段巷道圍巖得到有效控制,保證了掘進工作面的生產(chǎn)安全,為類似過空巷施工提供了借鑒。