復(fù)雜條件下殘采礦井煤巷掘進(jìn)讓壓技術(shù)實(shí)踐

杜振宇

[調(diào)兵山市鐵法能源有限責(zé)任公司(鐵煤集團(tuán))小青煤礦，遼寧 鐵嶺 112700]

0 引言

我國很多礦井經(jīng)過多年采集大多已到了殘采階段，這樣的礦井會(huì)導(dǎo)致施工地方圍巖破碎、頂板破碎，甚至有些部分會(huì)實(shí)現(xiàn)大面積積水，極大地增加了施工難度。巷道掘進(jìn)過程中，施工技術(shù)人員要在開采前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。要對(duì)開采區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)監(jiān)測(cè)，了解和掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)掘進(jìn)巷道的頂板控制，仔細(xì)排查各個(gè)施工環(huán)節(jié)，不放過任何一個(gè)隱患。要不斷強(qiáng)化施工技術(shù)管理，對(duì)巷道不同的壓力狀況采取相應(yīng)的讓壓支護(hù)措施，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)殘采礦井復(fù)雜開采地質(zhì)條件下掘進(jìn)工作面有效讓壓支護(hù)的目的，延長(zhǎng)巷道服務(wù)年限，保障殘采礦井的安全生產(chǎn)。

1 施工技術(shù)選擇

施工區(qū)域的工作面兩巷一旦都為沿底掘進(jìn)，那么煤層底板遇到水后會(huì)迅速膨脹變軟，非常容易出現(xiàn)低鼓現(xiàn)象，巷道的壓力增加會(huì)加快工字鋼棚腿下沉，從而導(dǎo)致巷道下降，巷道側(cè)壓明顯，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成棚腿擠出，還容易出現(xiàn)里出外進(jìn)的現(xiàn)象，嚴(yán)重的話會(huì)形成倒扎角。

棚腿下沉是一個(gè)亟待解決的問題，技術(shù)人員可以通過采用工字鋼棚腿墊柱鞋的方法來增大鋼棚與煤層底板的重疊面積，接觸面積增加了，壓強(qiáng)就會(huì)減小，這樣就可以起到延緩工字鋼棚腿下沉的目的。而對(duì)于側(cè)壓產(chǎn)生的影響，技術(shù)人員可以根據(jù)采礦區(qū)域的實(shí)際情況放大中寬，適當(dāng)增加棚子的側(cè)壓。比如，將原來的中寬值由2.5 m調(diào)整到3 m，這樣就可以延緩棚腿的變形速度。如果側(cè)壓、頂壓都比較大，還可以通過松幫松頂來減小對(duì)棚子的壓力，利用人工除掉擠壓幫頂?shù)拿后w，然后在壓力的作用下使煤體過大的位置逐漸靠向棚子。在松幫松頂時(shí)，不宜將幫頂和煤幫的縫隙調(diào)整過大，以免出現(xiàn)不必要的安全隱患。

2 巷道支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

因剩余的煤礦大多屬于殘采階段，大部分集中在大巷煤柱或階段煤柱中，如果采用巷道掘進(jìn)，會(huì)使此區(qū)域的應(yīng)力集中起來，相對(duì)應(yīng)的壓力也會(huì)變大，這樣就會(huì)導(dǎo)致棚腿嚴(yán)重變形，從而出現(xiàn)鉆底現(xiàn)象。而大部分的巷道支護(hù)都能夠起到保護(hù)頂板的作用，這種支護(hù)技術(shù)雖然可以解決一些基本問題，但卻因增加巷道煤幫的自身受重而忽視了控制煤巷兩幫的收縮量。這樣雖然會(huì)導(dǎo)致棚腿變形，但可以通過幫部卸壓來達(dá)到避免棚腿擠出的目的，不僅加固了兩幫，還有效控制了頂板下沉，巷道變形的問題也得到了有效解決。

2.2 施工工藝

對(duì)工作面的掘進(jìn)一般采用炮掘技術(shù)，即先通過風(fēng)煤鉆眼，然后由人工搬運(yùn)材料和架棚，出渣的時(shí)候通過輸送機(jī)運(yùn)輸。背板按雜木棍四幫六頂布置，然后用金屬網(wǎng)護(hù)頂，棚距要保證在0.5 m。整個(gè)掘進(jìn)施工順序?yàn)椋鹤龊脺?zhǔn)備工作、進(jìn)行安全檢查、打眼、裝藥、連線、放炮、通風(fēng)、臨時(shí)支護(hù)、出渣、運(yùn)料、永久支護(hù)，這些工作有很多都是可以同時(shí)進(jìn)行的，平行作業(yè)能節(jié)省施工時(shí)間，提高施工效率。

3 巷道變形

為了對(duì)支護(hù)效果進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)，需要技術(shù)人員設(shè)置9個(gè)檢測(cè)組，并對(duì)每一組的頂板、底板和兩幫進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。

表1 巷道礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比Tab.1 Comparison of mine tunnel pressure observation data

由表1可知，支護(hù)工藝的改變?cè)谝欢ǔ潭壬蠒?huì)降低巷道變形量。

4 效益分析

第一，安全效益。巷道片幫、冒頂現(xiàn)象基本不再出現(xiàn)，保證了施工技術(shù)人員的人身安全，提升了工作效率。第二，經(jīng)濟(jì)效益。隨著掘進(jìn)技術(shù)的不斷優(yōu)化升級(jí)，掘進(jìn)速度也會(huì)得到明顯提高，會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生積極影響。掘進(jìn)速度由之前的每月100 m左右逐漸提高到了現(xiàn)在的130 m以上。同時(shí)，在施工前也有了明確的工作認(rèn)定，保證了采掘接替的順利實(shí)現(xiàn)。第三，社會(huì)效益。殘采礦井煤巷掘進(jìn)讓壓技術(shù)的使用在一定程度上使工字鋼棚的支護(hù)性得到了顯著提升，改善了施工環(huán)境，施工人員的安全得到了保障，為后續(xù)的穩(wěn)定生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。