薄基岩开采的技术措施

文/周茂 张金虎

薄基岩开采的技术措施

文/周茂 张金虎

榆家梁煤矿42216-1工作面在掘进过程中需要穿过薄基岩段（基岩最薄处为5.6m）和火烧区，地表有一较大的村民蓄水池，裂隙较为发育。在过薄基岩处工作面淋水量加大，顶板较软。通过锚杆、钢带、锚索联合支护后采用架无腿棚支护顺利通过此段。

一、工作面地质情况

1.水文地质概况

42216-1掘进及旺采工作面内地层总的趋势是以极缓的坡度向北西倾斜的单斜构造，局部有起伏，倾角1°～3°，掘进段地表为黄土沟壑区，断层不发育，后生裂隙发育。煤层底板标高1199～1204m，地面标高1222～1298m，上覆基岩厚度5.8～30.12m。通常情况下将基岩小于30～50m的厚度称为薄基岩。地面张明沟拦水坝面积为6761m2，蓄水量为2028m3，考虑到过张明沟薄基岩淤地坝区顶板水蚀风化严重，并且小煤窑老塘和榆家梁煤矿采空区相邻，因此为预防火烧区及淤地坝积水及与小窑、采空区贯通出现大的涌水，在工作面设置了不小于60m3/h的排水工程，来保证工作面及时排水，确保不影响正常掘进回采。

2.掘进运顺与辅顺的技术特征

（1）运顺。设计宽度为5.4m，高3.2m（在进入薄基岩段要求巷道高度不小于2.8m），在未进入20m薄基岩前采用锚杆、钢带、锚索联合支护的方式，锚杆矩形布置5根/排，间排距为1m×1m，钢筋钢带规格为Φ10mm×10mm×4000mm，锚杆外露长度从顶板算起不大于50mm，锚杆与顶板安装角度β：75°≤β≤105°，锚杆额定锚固力为49KN，扭矩不小于100Nm，锚杆失效或报废，必须及时补打；锚索矩形布置，3套/3m，锚固力10t。在进入20m薄基岩段后锚索间距改为3套/2m，并且紧跟无腿棚进行联合支护。锚索要距钢带250mm，无腿棚距锚索500mm，无腿棚所用托钩不得超出煤帮150mm，棚在托钩上的距离不得小于100mm。

（2）辅运。设计宽度为5m，高3.2m（在进入薄基岩段要求巷道高度不小于2.8m），在未进入20m薄基岩前采用锚杆、钢带、锚索联合支护的方式，锚杆矩形布置 4根/排，间排距为 1m×1m，钢筋钢带规格为Φ10mm×10mm×3500mm；锚索矩形布置，2套/3m。在进入20m薄基岩段后锚索间距改为3套/2m，并且紧跟无腿棚进行联合支护。锚索要距钢带250mm，无腿棚距锚索500mm，无腿棚所用托钩不得超出煤帮150mm，棚在托钩上的距离不得小于100mm。

二、施工工艺及主要技术特征

1.掘进工艺

选用12CM15-10D型连续采煤机来完成割煤和装煤工序，选用10SC32-48B型梭车来完成煤炭运输，利用MCH1030型破碎机完成煤炭的转载和破碎工作，破碎机运出的煤炭通过BSP1080/1000型顺槽胶带输送机运出工作面，进入主运输系统运出地面，使用CNMM25-4型锚杆机来完成巷道的支护工作，选用无轨胶轮车完成人员、物料、设备等的辅助运输。要求在掘进过程中各司机要严格根据作业规程规定进行生产，在未进入20m薄基段，最大空顶距为12m，最小空顶距为1.5m，循环进度为10.5m。如发现顶板淋水、顶板出现裂隙、敲帮问顶时有空响声音、顶板破碎、钻杆易堵时，掘进最大空顶距变为4m，最小空顶距变为1.5m,顶煤厚度留舍800～1000mm并要求巷道高度在2.8m。

2.支护工艺

（1）锚杆支护。支护作业过程可概括为定位、钻眼、安装锚杆并搅拌树脂和紧固锚杆等四道工序。

定位。先将锚杆机调整在要支护巷道内，根据锚杆布置间排距，摆正锚杆机后，升起液压支护板掩护好顶板，然后升起临时支撑臂顶住顶板。

钻眼。在钻箱上装好钻杆，操作阀杆使钻头刚好顶在打眼的位置上，然后轻轻动作给进阀杆，使钻头能顶到顶板并钻个小窝，接着操作快速给进阀，钻眼深达到设计要求时，边旋转边退出钻杆。

安装锚杆并搅拌树脂。锚杆机司机先给打好的眼孔内装入一卷树脂药卷，用已上好托板和螺母的锚杆将树脂顶入钻眼内，锚杆机司机把专用搅拌器安在钻箱上，并将锚杆的尾部套在搅拌器上，钻箱一边搅拌一边推进，在锚杆推入孔内托盘与巷道顶板留20mm左右的间隙时，停止推进，继续搅拌，搅拌时间应符合树脂使用说明所规定的时间（一般应为10～12秒），搅拌时间到后，停止旋转，向上推进将托盘顶紧在顶板上。

紧固锚杆。等待30～40s后，略降钻箱，使搅拌器与锚杆托盘之间略有间隙，并只给旋转力不给推进，使螺母将销子切断并紧固到位，钻箱泄压停止旋转，锚杆安装结束，如钻箱旋转压力不够，锚杆达不到扭矩要求时，必须采取人工紧固。

（2）锚索支护。锚杆钢带支护完后，要紧跟锚索支护。锚索施工使用顶锚杆机打孔，钻杆使用B19组合钻杆，每节长1.0m，锚索采用拉装泵进行张拉预紧，安装时先将锚索搅拌套安装好，启动锚杆机使锚索旋转并向上推至孔底，搅拌时间不超过30s，等待4分钟后进行张拉。

（3）架棚支护。在进入薄基岩段发现顶板淋水、顶板出现裂隙、敲帮问顶时有空响声音、顶板破碎、钻杆易堵时，采用架无腿棚支护。

先用白色喷漆在所要架设的位置做好标识，然后用煤电钻在做好标识的地方进行打眼，眼打好后再将准备好的Ф32的托钩插入打好的眼内。托钩外露长度不得超过15cm。人工将加工好的11＃矿用工字钢梁架设到安装好的托钩上并用8号铁丝将工字钢与顶网和锚杆连接在一起，防止施工过程中掉落伤人。人工上梁时，必须两人以上协调合作，不要将手伸入柱梁接口处。架设木点柱前，将相应位置的淤泥清理干净，必须清理到硬底处，然后加上木点柱，并用大头楔子将其楔紧。柱窝下如果是软岩(煤)时，要采取防止柱腿钻底的措施，即加大柱窝，柱窝内垫400mm×400mm×200mm的木垫板，木垫板不得高出巷道底板。钢梁和木点柱架好后，与顶板连接处的空隙用木垫板和木楔子充填牢固。钢梁与顶板之间不少于四个背实点。所有钢棚均为点柱加Ф32的螺纹钢托钩联合支棚，工字钢长为5m（5.4m）、棚间距为1.5m，统一为一梁两柱，所有棚子必须与顶板接实、牢固，木点柱的小头直径不小于20cm。顶板破碎处，必须先将活矸鳞皮处理干净，将顶网挂好，再进行架棚支护工作。

三、安全防范措施

为防止顶板淋水量突然增大，及充分了解顶板的岩性，在采掘过程中严格遵守先探后掘的施工原则。过薄基岩段每隔50m安装一套顶板离层仪，由生产科专人负责监护及观察。在工作面配有37kw水泵1台、5.5kw水泵1台、4kw水泵4台，并备有DN100钢管50m，排水软管100m，排水三通5个，0.05m3沙袋50个。

四、结论

通过采取以上措施，榆家梁煤矿连采二队顺利通过了薄基岩段的掘进，并总结了一些经验，为神东矿区以后的薄基岩开采提供了参考价值。

中国神华神东煤炭集团榆家梁煤矿）

李元）