“三軟”煤層巷道掘進(jìn)常見問(wèn)題治理淺析

趙達(dá)明

【摘 要】煤礦開采過(guò)程中對(duì)于頂板巖層、主采煤層、煤層底板巖層都具備較軟性質(zhì)時(shí)就可以將其稱為是“三軟”煤層，此類煤層是軟弱巖層煤層裂隙發(fā)育，整體構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，論文對(duì)“三軟”煤層巷道掘進(jìn)過(guò)程中所存在的問(wèn)題以及該如何保證掘進(jìn)效率和掘進(jìn)安全進(jìn)行分析。

【Abstract】In the process of coal mining， it can be called "three soft" coal seam when the roof strata， the main mining coal seam and the coal seam floor rock have soft properties， this kind of coal seam is the development of coal seam fissures in weak rock seam， and the whole structure is relatively complex， In this paper， the problems existing in the roadway excavation process in the "three soft" coal seam and how to ensure the efficiency and safety of tunneling are analyzed.

【關(guān)鍵詞】“三軟”煤層;巷道掘進(jìn);常見問(wèn)題治理

【Keywords】 "three soft" coal seam; roadway excavation; treatment of common problems

【中圖分類號(hào)】TD82 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2019）02-0145-02

1 引言

開灤東歡坨礦是骨干礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn)噸/年，其3204軌道順槽掘進(jìn)工作面是3200采區(qū)回采巷道，屬三軟煤層，巷道壓力大、掘進(jìn)工作面頂板破碎，直接頂有0. 5m泥巖，以上至穩(wěn)定巖層為粉砂巖。巷道掘進(jìn)過(guò)程容易發(fā)生掉頂情況，后期巷道變形嚴(yán)重，幫鼓現(xiàn)象明顯。

2 問(wèn)題及分析

2.1 地質(zhì)條件方面

第一，“三軟”煤層會(huì)對(duì)支護(hù)系統(tǒng)本身的抵抗彈性變形能力造成一定的影響，非常容易使得其能力不斷下降，一旦支護(hù)系統(tǒng)周圍每層壓力不斷提升達(dá)到系統(tǒng)強(qiáng)度極限時(shí)就會(huì)造成頂板彎曲下沉，煤層上覆頂板破碎，給挖掘工作帶來(lái)非常大的影響，整體難度不斷增加。

第二，三軟煤層在揭露后非常容易受到周圍環(huán)境的影響，出現(xiàn)風(fēng)化現(xiàn)象，巷道煤壁以及錨桿效用都會(huì)受到不同程度的影響從而出現(xiàn)片幫、掉頂現(xiàn)象，影響到整體支護(hù)效果。

2.2 施工質(zhì)量管理方面

在挖掘3204軌道順槽過(guò)程中整體支護(hù)效果會(huì)受到生產(chǎn)施工質(zhì)量、效率的影響，支護(hù)體和支護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)受到影響出現(xiàn)不同程度的破壞，對(duì)支護(hù)安全造成影響的因素如下所示：

第一，在施工準(zhǔn)備階段圖紙的設(shè)計(jì)工作非常重要，圖紙本身的可行性和準(zhǔn)確性將會(huì)直接影響到后期的施工建設(shè)質(zhì)量，同時(shí)在施工過(guò)程中如果施工中存在實(shí)際施工和施工圖紙不相符合的現(xiàn)象，如說(shuō)炮眼位置偏離設(shè)定位置、周邊眼和巖面之間留有縫隙，其和掘進(jìn)面之間角沒有呈現(xiàn)垂直，巷道整體成形效果相對(duì)較差，實(shí)際尺寸和原有設(shè)計(jì)規(guī)范中不相符合，尤其是在寬度上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超寬或欠寬的現(xiàn)象，使得煤壁應(yīng)力逐漸集中對(duì)巷道結(jié)構(gòu)造成影響，出現(xiàn)巷道變形或者是破壞。

第二，巷道高度會(huì)對(duì)支護(hù)系統(tǒng)帶來(lái)非常大的影響和制約作用，尤其是錨桿以及錨索的角度無(wú)法和原有設(shè)計(jì)要求相符合，個(gè)別錨桿的預(yù)緊力不足，使得支護(hù)系統(tǒng)本身支撐力達(dá)不到支護(hù)效果，極為容易出現(xiàn)圍堰脫落、煤壁應(yīng)力集中、錨桿失效等現(xiàn)象，最終導(dǎo)致巷道變形無(wú)法繼續(xù)使用。

3 對(duì)策與實(shí)施

巷道掘進(jìn)過(guò)程中需要以中腰線為基礎(chǔ)開展施工工作，從開灤東歡坨礦地質(zhì)條件進(jìn)行分析，它本身的煤礦覆蓋區(qū)煤質(zhì)強(qiáng)度低非常容易破碎，在按照巷道中心線開展巷道斷面打眼布置周邊眼過(guò)程中需要預(yù)留出一定的位置給巷道斷面邊界，方便能夠精準(zhǔn)控制裝藥量避免溜幫情況出現(xiàn)以及藥量差異給巷道整體穩(wěn)定性帶來(lái)影響。在支護(hù)過(guò)程中為保障巷道成型能夠更加圓滑、規(guī)則和平整，需要及時(shí)對(duì)巷道內(nèi)欠挖狀況的出現(xiàn)進(jìn)行分析方便及時(shí)作出應(yīng)對(duì)。

需要準(zhǔn)確計(jì)算支護(hù)強(qiáng)度，并在懸吊理論基礎(chǔ)之上準(zhǔn)確計(jì)算出錨桿參數(shù)為錨桿選擇提供相應(yīng)的依據(jù)，保障錨桿間、排距能夠更好地達(dá)到支護(hù)要求。開灤東歡坨礦3204軌道順槽掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)寬度為4300mm，冒落拱高度約為700mm，需要保障所有錨桿的長(zhǎng)度達(dá)到2400mm，根據(jù)以上條件進(jìn)行分析在支護(hù)過(guò)程中只需要保障排距、錨索株排距滿足800mm×800mm就能達(dá)到相應(yīng)的支護(hù)強(qiáng)度，保障巷道平穩(wěn)性。

底部塑性區(qū)底角錨桿支護(hù)工藝的改進(jìn)。軟巖巷道支護(hù)理論認(rèn)為，巷道底板對(duì)于一般軟巖巷道來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵的施工部位所在，同時(shí)底板部位作為整個(gè)巷道的底部塑性區(qū)也非常容易被人們忽略，一般情況下，巷道無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的原因之一就是受到巷道底板的影響。在實(shí)際工作開展過(guò)程中可以在底部塑性區(qū)兩底角打設(shè)底角錨桿，有效加固部分底部塑性區(qū)，同時(shí)通過(guò)著重控制底角的方式來(lái)控制幫底。

提高支護(hù)工藝技術(shù)水平。錨桿支護(hù)工藝中對(duì)整個(gè)工藝成功與否起到關(guān)鍵性影響作用的就是支護(hù)的及時(shí)性，也就是該如何在最短時(shí)間內(nèi)快速完成自穩(wěn)時(shí)間限制下頂板揭露后的頂板支護(hù)工作，還有就是在頂板之后完成之后該如何在先上后下原則之下開展分布支護(hù)工作。一般情況下分布支護(hù)工作在開展過(guò)程中按照上、下幫最上一根錨桿緊跟迎頭打設(shè)，其余滯后頂1～2個(gè)循環(huán)支護(hù)的順序開展支護(hù)施工工作，提升整體作業(yè)的平行性。

4 結(jié)語(yǔ)

在整個(gè)巷道掘進(jìn)過(guò)程中地質(zhì)條件的分析以及掌握非常重要，這將會(huì)直接影響到整個(gè)工程建設(shè)的安全性和順利性，有關(guān)于巷道掘進(jìn)相關(guān)問(wèn)題的解決以及分析都要建立在地質(zhì)條件分析及其數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)在支護(hù)過(guò)程中采取保障支護(hù)強(qiáng)度加強(qiáng)質(zhì)量管理，提高支護(hù)質(zhì)量、松動(dòng)卸壓等措施有效降低常見事故發(fā)生幾率，提升掘進(jìn)效率的同時(shí)還能夠保障掘進(jìn)的安全性，兩幫移近量在250mm以內(nèi)，圍巖基本保持穩(wěn)定，可以滿足工作面回采使用要求。