探究煤巷掘進(jìn)工作面托頂煤頂板管理

慎陸生

摘 要：鄭煤集團(tuán)部分礦井屬于豫西“三軟”煤層，且煤層厚度一般都在5m以上，煤巷掘進(jìn)工作面過斷層、過底板起伏帶和反揭煤施工期間托頂煤情況較為常見，通過總結(jié)U型鋼支護(hù)巷道托頂煤掘進(jìn)期間的頂板控制，確保了巷道的安全掘進(jìn)。

關(guān)鍵詞：煤巷;托頂煤;頂板管理

1 引言

巷道掘進(jìn)期間托頂煤現(xiàn)象較為普遍，而托頂煤施工是掘進(jìn)過程中對頂板控制要求較高、施工隱患較為突出的重點(diǎn)工程之一，為了保證施工期間的安全，采用U型鋼支護(hù)，配合頂板管理的措施。順利保證了巷道的安全掘進(jìn)，為頂板管理的安全掘進(jìn)提供了技術(shù)支持和保障。

2 礦井概況

蘆溝煤礦是鄭州煤炭工業(yè)蘆溝煤礦有限責(zé)任公司（簡稱鄭煤集團(tuán)公司）的骨干生產(chǎn)礦井之一，位于鄭州市西南27公里處，新密煤田東部岳村鄉(xiāng)境內(nèi)，礦井屬于豫西“三軟”煤層。礦區(qū)交通十分便利，鄭密公路從礦區(qū)穿過，礦區(qū)東依京廣，北靠隴海，西有焦枝三大鐵路干線，本礦專用鐵路與新鄭一京廣鐵路支線宋寨車站接軌，生產(chǎn)煤炭可直接外運(yùn)。蘆溝煤礦是1965年6月由武漢煤礦設(shè)計(jì)研究院，依據(jù)1958年密縣地質(zhì)勘探隊(duì)提出的岳村礦區(qū)精查報(bào)告設(shè)計(jì)的。1966年開始興建，1972年12月簡易投產(chǎn)，年設(shè)計(jì)能力60萬噸。采用立井單水平上下山開采，中央邊界通風(fēng)，大巷位于-15米水平，由于受高角度正斷層切割形成一個獨(dú)立的井田。其北部以煤層露頭帶為界，南部以魏寨正斷層為界，西界以第三勘探線為界，東部以第17勘探線為界，井田東西走向7公里，南北寬2公里，面積14平方公里。

3 巷道支護(hù)情況

巷道采用29U12平方U型鋼配合塑料網(wǎng)、椽子支護(hù)，支架凈下寬4.4m，凈高3.2 m，棚距0.6m，梁腿搭接長度0.35-0.4m，卡纜螺栓扭矩≥200N·m，卡纜間距0.20-0.25m，頂椽子間距0.35m，幫椽子間距0.4m，椽子按二抬一標(biāo)準(zhǔn)搭設(shè)，并成一條直線，塑料網(wǎng)連網(wǎng)長度0.1m，搭接寬度0.1m，柱窩深度0.2m。U型鋼支架承受壓力大，支撐時間久，具有易安裝不易變形等特點(diǎn)。

4 施工前注漿

施工前，采用注水泥漿的方式對煤體進(jìn)行加固，注漿期間嚴(yán)格按照以下要求執(zhí)行：

（1）使用水泥在專用的攪拌桶內(nèi)加水后進(jìn)行攪拌，形成均勻的漿液。通過注漿泵混合后注入注漿孔內(nèi)。煤體加固注漿工藝：準(zhǔn)備管路并連接-----打注漿孔----清洗管路----制作漿液-----注漿加固------封孔-----清洗管路-----回收管路-----回收注漿管。

（2）制漿材料配比：水泥：水=1：1。注漿泵泵壓4MPa，孔端壓力4MPa。注漿孔布置第一排距巷道輪廓線以里0.5m，第二排巷道頂板以下1.5m位置各布置1排，第1排布置3個孔（1#、2#、3#）、第2排布置4個孔（4#、5#、6#、7#），第1排孔間距1m、孔深6.0m、傾角35°-40°，第2排孔間距0.8m、孔深10m、傾角25°-30°（具體可根據(jù)巷道實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整）。

（3）注漿孔采用錨索鉆機(jī)打眼，鉆孔直徑?22mm。注漿時采用單孔或雙孔同時注漿。當(dāng)注漿孔注滿或滲液為注漿結(jié)束時間。

（4）注漿施工前，由現(xiàn)場班組長負(fù)責(zé)對注漿迎頭往后10m范圍內(nèi)的U型鋼支架進(jìn)行逐棚檢查，確保支架工程質(zhì)量合格、支架條件滿足注漿并且檢查巷道連鎖完好情況，工程質(zhì)量不合格或者支架連鎖不達(dá)標(biāo)時嚴(yán)禁實(shí)施注漿作業(yè)。注漿前檢查設(shè)備完好情況，當(dāng)注漿管路處于承壓狀態(tài)時，禁止連接、拆卸、修理注漿管件。

（5）注漿作業(yè)期間必須有專人負(fù)責(zé)，不間斷檢查管路、設(shè)備情況，保證注漿管完好。注漿管嚴(yán)禁對人，操作人員連接好管路后，操作人員身體必須離開管頭至少500mm以上。每注漿結(jié)束一個鉆孔，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人都需要檢查迎頭巷道支架情況，支架無異常時可以換注漿孔。

5 托頂煤施工頂板管理方法

（1）掘進(jìn)施工前，認(rèn)真執(zhí)行《揭閉子管理規(guī)定》，先兩邊后中間，從兩邊的點(diǎn)桿揭起，在每揭起一根點(diǎn)桿確保頂板沒有問題后才能揭下一根點(diǎn)桿，必要時中間的兩根點(diǎn)桿可以暫不揭除，先掘進(jìn)，待掘進(jìn)2-3棚留有肚子后，再去除，防止出現(xiàn)頂部流煤。

（2）掘進(jìn)期間可留設(shè)兩棚或三棚肚子（象鼻）。為防止施工期間煤壁冒落，造成冒頂事故，可留設(shè)兩棚或三棚肚子，肚子兩側(cè)的寬度不得小于0.8米，肚子必須采用不少于3根的3寸鋼管或小荊木配合竹笆進(jìn)行加固，以防煤體滑落。

（3）掘進(jìn)前必須采用撞楔法進(jìn)行超前護(hù)頂。每棚掘進(jìn)前采用管釬椽配合鐵釬椽和板釬椽超前護(hù)頂。防止冒頂發(fā)生時，在需要挺釬椽的支架向外0.5～1.0m（一個或二個支架棚距）處，在巷頂正頂以仰角40?向巷道正前方煤體中打入釬椽。釬椽采用密集方式沿支架頂梁布置，用大錘或手鎬敲擊釬椽尾挺入。木釬椽間距不能大于0.2m，釬椽尾外露長度不能超過300mm。釬椽必須能托住前方的松散煤體。

（4）掘進(jìn)期間必須采用前探梁（前探梁可采用π型鋼或槽鋼制作）。通過使用金屬前探梁臨時支護(hù)固定裝置，增加了作業(yè)地點(diǎn)臨時支護(hù)范圍內(nèi)的牢固性和可靠性，提高了巷道超前控制頂板的整體穩(wěn)定性，對掘進(jìn)工作面頂板管理起到了很好作用。

（5）空幫、空頂處用煤袋或廢舊坑木填實(shí)。每掘進(jìn)一棚，若出現(xiàn)空幫空頂現(xiàn)象時，必須及時用編織袋裝煤或廢舊坑木填實(shí)，否則不得施工下一棚，防止出現(xiàn)幫頂不實(shí)就繼續(xù)施工的現(xiàn)象。

6 結(jié)語

（1）通過對托頂煤施工頂板管理技術(shù)的研究，采取改變施工工序、超前護(hù)頂、固化頂板等技術(shù)，解決了托頂煤施工期間的頂板管理難題，保證了工程的順利施工，為礦井的正常接替提供了有力的保障。

（2）采取注漿措施后，煤體得到了注漿固化、銹結(jié)，同時注漿過程中煤體被漿液濕潤，施工期間作業(yè)的煤塵大大降低，改善了作業(yè)環(huán)境，減少了煤肺病的發(fā)生。

（3）完善了“三軟”煤層煤巷掘進(jìn)工作面托頂煤施工期間的頂板技術(shù)，從前期的準(zhǔn)備注漿工作，到施工期間的頂板管理措施，讓整個頂板管理工作更加的科學(xué)化、工藝化和制度化。為鄭煤集團(tuán)豫西“三軟”煤層推行突出煤巷掘進(jìn)工作面在復(fù)雜地質(zhì)情況下快速安全掘進(jìn)工藝奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉猛，毋飛等.三軟不穩(wěn)定煤層過聚能爆破頂板控制技術(shù)[J].中州煤炭，2012.