煤礦掘進(jìn)工作面過陷落柱主要施工技術(shù)研究

＊張志浩

（山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司 山西 045000）

前言

陷落柱是一種常見的地質(zhì)構(gòu)造，它存在地質(zhì)巖層中，與周邊的煤層融為一體，在此區(qū)域采煤作業(yè)很容易引起安全事故，比如突水、冒頂以及瓦斯突出等安全問題。陷落柱區(qū)域的存在增加了煤礦掘進(jìn)難度，影響煤礦深入開發(fā)進(jìn)度，為了降低此區(qū)域?qū)γ旱V的掘進(jìn)工作面的影響，要運(yùn)用相對應(yīng)的施工技術(shù)對此區(qū)域施工作業(yè)。所以，施工團(tuán)隊(duì)要加大煤礦掘進(jìn)工作面過陷落柱主要施工技術(shù)研究力度，探究出高效的施工技術(shù)，以此來保證煤礦掘進(jìn)工作面正常進(jìn)行，降低煤炭損失，為煤礦企業(yè)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供技術(shù)支持，提升其整體效益。

1.煤礦掘進(jìn)工作面過陷落柱的概況

在煤礦掘進(jìn)施工作業(yè)中，通常都會(huì)進(jìn)入陷落柱區(qū)域。此區(qū)域是一種特殊地形，主要是由地下水資源的侵蝕作用造成的，同時(shí)部分情況下還與上層區(qū)域巖石坍塌有關(guān)。一般情況下，陷落柱主要形狀是錐形體，剖面情況與橢圓形相似，整體面積為上小下大的狀態(tài)。在煤礦掘進(jìn)工作面施工過程中，為了實(shí)現(xiàn)煤礦向更深處開采，巷道會(huì)經(jīng)過陷落柱區(qū)域，由于其區(qū)域的特殊性很容易引起設(shè)備故障、巷道偏差等問題，從而增加煤礦掘進(jìn)工作難度。再加上陷落柱地形中巖石具有強(qiáng)度大、邊角鋒利、破碎等特點(diǎn)，如果未運(yùn)用合理的施工技術(shù)，會(huì)給掘進(jìn)機(jī)器造成損傷，甚至導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作，影響煤礦掘進(jìn)工作效率。所以，煤礦掘進(jìn)管工作面施工作業(yè)時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)需要應(yīng)用科學(xué)合理的施工解決陷落柱區(qū)域施工安全問題，減少此區(qū)域造成的故障概率，從而達(dá)到煤礦安全施工的目的。

2.煤礦掘進(jìn)工作面過陷落柱主要施工技術(shù)

(1)錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

煤礦開采過程會(huì)經(jīng)過陷落柱區(qū)域，為了降低此區(qū)域?qū)﹂_采作業(yè)的影響，施工團(tuán)隊(duì)會(huì)使用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)來防護(hù)此區(qū)域?qū)蜻M(jìn)工作面的影響。如圖1所示。當(dāng)施工團(tuán)隊(duì)在管道搭建支架完成后，要加大對各大重點(diǎn)區(qū)域的防護(hù)工作，確保這些區(qū)域達(dá)到開采標(biāo)準(zhǔn)，才能進(jìn)行后續(xù)工序開展。在進(jìn)行錨網(wǎng)搭建時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)要按照先頂板、后兩幫的施工順序，在按照規(guī)范完成頂板錨網(wǎng)后，才能進(jìn)行管道兩邊的錨網(wǎng)安置，這樣才能發(fā)揮出錨網(wǎng)支護(hù)的最大作用。

圖1 錨網(wǎng)支護(hù)示意圖

(2)工字鋼棚支護(hù)技術(shù)

現(xiàn)階段，煤礦通常會(huì)使用11#礦用工字鋼搭建鋼棚，利用其特性來防護(hù)陷落柱對掘進(jìn)工作面的影響。施工團(tuán)隊(duì)在搭建通道內(nèi)的鋼棚時(shí)，要嚴(yán)格遵守煤礦鋼棚搭建流程進(jìn)行施工：第一，在搭建頂棚支護(hù)時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)要預(yù)先對通道內(nèi)的底板做好預(yù)先處理，保證其長度和寬度符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)采礦中的各項(xiàng)工序提供保障；第二，要精準(zhǔn)定位工字鋼棚的位置，在搭建工字鋼棚時(shí)，要嚴(yán)格按照各項(xiàng)施工參數(shù)進(jìn)行，保障施工人員的安全；第三，工字鋼棚搭建完成后，施工團(tuán)隊(duì)要加固防滑器，提升鋼棚的穩(wěn)固性；第四，施工團(tuán)隊(duì)要在通道的最高處和棱角處灌溉混凝土，增加工字鋼棚的牢固性。通道鋼棚搭建完成后，施工團(tuán)隊(duì)要認(rèn)真檢測每項(xiàng)工序質(zhì)量，清理施工現(xiàn)場。如圖2所示。

圖2 礦用工字鋼巷道斷面支護(hù)斷面圖（單位：mm）

(3)回采施工技術(shù)

煤礦掘進(jìn)工作面過陷落柱過程中，要運(yùn)用適當(dāng)?shù)幕夭墒┕ぜ夹g(shù)相配合，這樣才能保證煤礦掘進(jìn)工作更加有效。并且回采施工技術(shù)適用性和整體性十分高，能夠有效增加煤礦施工作業(yè)的安全系數(shù)，降低掘進(jìn)工作面過陷落柱區(qū)域安全問題的發(fā)生，提高施工人員和機(jī)械設(shè)備的安全性能。其中煤礦回采施工技術(shù)主要包含圍巖管控與監(jiān)測、對巷道頂板以及兩幫進(jìn)行注漿加固圍巖等，施工團(tuán)隊(duì)在掘進(jìn)工作面要科學(xué)運(yùn)用回采施工技術(shù)來穿過陷落柱，降低此區(qū)域多煤礦開采的影響，降低采礦成本支出，進(jìn)而提升煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。

3.煤礦掘進(jìn)工作面過陷落柱施工中的安全防護(hù)措施

(1)實(shí)施安全施工技術(shù)

煤礦掘進(jìn)工作面施工過程中，當(dāng)通道從矩形進(jìn)入拱形后，要利用技術(shù)逐步遞增方式，降低通道出現(xiàn)棱角等問題。在通道完全變成拱形后，施工團(tuán)隊(duì)要將掘進(jìn)機(jī)換成拱形記載前探支架，專業(yè)負(fù)責(zé)人要進(jìn)行工作評估，評估設(shè)備和技術(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)掘進(jìn)工作面穿過陷落柱區(qū)域時(shí)，頂棚由拱形逐漸過渡到矩形，在進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)安裝時(shí)，要確保整個(gè)掘進(jìn)機(jī)在安全范圍內(nèi)施工，工具按照從上到下、從里到外的方式進(jìn)行敲擊，確定掘進(jìn)機(jī)安裝完整性。

(2)采取適當(dāng)支護(hù)方式

煤礦開發(fā)過程中經(jīng)常出現(xiàn)礦洞變形，此種情況對周圍環(huán)境和施工造成嚴(yán)重影響。為了降低此種現(xiàn)象的出現(xiàn)，施工團(tuán)隊(duì)在掘進(jìn)工作面施工時(shí)，一定要做好通道支架安裝工作，降低周圍礦石出現(xiàn)坍塌事故，減少采礦的危險(xiǎn)系數(shù)。施工團(tuán)隊(duì)要合理安裝通道支架，發(fā)揮支架的最大防護(hù)作用，比如，在安裝金屬支架時(shí)，要讓其內(nèi)側(cè)支撐力達(dá)標(biāo)，做好通道墻壁內(nèi)部支架組裝工作，這樣不僅增加支架的防護(hù)效果，還會(huì)降低采礦的成本支出。另外，根據(jù)共性原理，施工團(tuán)隊(duì)在通道碎石時(shí)，要使用預(yù)加杠桿方式，做好承重等工作，在墻壁周圍增加勻速壓縮裝置，可以更好地支撐碎石周圍力量，防止管道坍塌。

(3)做好安裝質(zhì)量管理

煤礦掘進(jìn)工作面施工作業(yè)時(shí)，在陷落柱區(qū)域安裝防護(hù)裝置時(shí)，一定要按照施工現(xiàn)場實(shí)際情況制定此區(qū)域防護(hù)措施。假如是矩形管道變拱形管道這種情況，要采用正確的施工方式，避免施工完成后出現(xiàn)過多棱角。在此區(qū)域施工前要做好預(yù)期保護(hù)工作，完工進(jìn)入驗(yàn)收階段時(shí)，要重點(diǎn)檢測頂層通道是否恢復(fù)矩形，外圍防護(hù)措施是否達(dá)標(biāo)。施工團(tuán)隊(duì)在處理陷落柱區(qū)域防護(hù)工作時(shí)，要按照從內(nèi)到外、從上到下的方式進(jìn)行，保證此區(qū)域管道內(nèi)的支架具備永久性保護(hù)效果。當(dāng)此區(qū)域支架安裝完成后，要預(yù)防頂部出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，做好四周防護(hù)工作以及防護(hù)架的安裝，為后續(xù)能夠順利施工作業(yè)奠定基礎(chǔ)。

4.結(jié)語

總之，在煤礦掘進(jìn)施工過程時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)要重點(diǎn)關(guān)注陷落柱這種特殊地形，要科學(xué)運(yùn)用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)、工字鋼棚支護(hù)技術(shù)、回采施工技術(shù)等主要施工技術(shù)，提升煤礦掘進(jìn)工作面過陷落柱施工進(jìn)度，減少煤礦安全事故發(fā)生幾率，提升煤礦的整體效益。