大断面巷道过断层的掘进与支护方法

张智斌

(晋煤集团 凤凰山矿，山西 晋城048007)

0 引言

凤凰山煤矿XV1304 工作面是一个综采工作面。煤层内存在断层、薄煤区及其他构造。

XV13041 巷为矩形断面。巷道沿顶破底布置，顶部采用锚杆、金属网、锚索联合支护，帮部采用锚杆支护。

根据施工经验，断层区域由于受到地应力的作用，围岩松软破碎，容易冒落，掘进一次成巷困难;顶板岩层易风化，风化后支护易失稳而引发冒顶。由于巷道原为下山掘进，遇正断层后，工作面处于断层的上盘，需以一定倾角上山掘进，才能重新进入煤层。

在巷道上山掘进过程中，上盘巷道顶板及断裂面岩层受到地质作用影响已极不稳定，必须全部挑落，将下盘的顶板作为巷道的顶板，但这样又必然造成巷道的高度过大、巷帮维护困难的结果。经井下现场观察研究，决定在过断层期间采用二次成巷，锚、网、喷支护配合加密锚索补强支护。并且加强过断层期间对支护工程质量和支护效果的监测工作，保证施工安全。

1 断层区域掘进与支护方式

1.1 二次成巷，及时控制顶板

采用二次成巷的方法，即先用炮掘方法在断层上盘掘出一个小断面，及时安设锚杆、锚索控制顶板，再掘下部，最后成巷。

采用此种施工方法能够最大限度地缩短顶板裸露时间，使顶板得到及时的维护，有利于顶板的控制;而且由于巷道上部的两帮可以在下部掘出前先行得到维护，有利于防止片帮，减小两帮维护难度。

1.2 缩小锚杆排距，强化锚索补强作用

断层附近的岩层受地质作用的影响已变得很不稳定，要获得理想的巷道支护效果就必须加大锚杆、锚索密度，使岩层能够保持最大程度的完整性，并在巷道围岩稳定性最差处加大锚索的锚深，以强化锚索悬吊作用。

1.3 挂网控制巷帮变形

由于巷道过断层时高度较大，极易出现片帮现象，从而导致围岩松动圈不断扩大，造成巷道支护整体失稳。因此，必须在巷道帮部挂网，使网与帮部锚杆形成一个支护整体，有效控制巷帮的变形，强化巷帮在支护体系中的支点作用。同时，为消除帮部竹锚杆锚固力不足的缺点，并适应机采对工作面侧锚杆可切割的要求，现场煤柱侧和工作面侧2.3 m 高度以上均采用锚固力为50 kN 的金属树脂锚杆并加挂塑料菱形网，工作面侧2.3 m 以下仍采用竹锚杆并加挂塑料网。由此巷帮的支护强度大大增强。

1.4 顶帮喷射混凝土，避免岩层风化

喷射护覆能及时封闭围岩，阻断空气对围岩的风化作用，防止围岩强度急剧下降。断层后方20 m 及过断层期间，上部巷道掘出并安设顶帮锚杆后及时喷射混凝土，然后掘下部。在巷道锚杆全部安设好后，进行全断面喷射护覆。

2 加强矿压监测

矿压监测是检验锚杆支护质量的重要手段。对XV13041巷断层区域进行矿压观测的主要方法为下面几种。

2.1 日常观测

每班对所安装的锚杆进行检查，主要检测锚杆的间排距、锚杆外露段长度、托板安装、预紧力和联网质量等常规项目。检查率要求达到100%，并做好纪录。此外，工作面安装一套顶板离层指示仪，当班必须派专人查看仪器读数的变化情况。

2.2 矿压观测

包括综合观测和日常监测。综合监测是在巷道内设置综合监测站，进行矿压综合监测。日常监测是按每排抽检1 根的比例检测锚杆的锚固力，每天按不低于30%的比例检测锚杆预紧力，每天一次观测顶板离层指示仪，以掌握顶板变形情况。

采取以上措施保证了XV13041 巷断层区域取得良好的支护效果，掘进顺利地通过了断层破碎带。

3 结语

随着采煤工作面产量的逐年增加，要求巷道断面越来越大，支护难度也随之增大，传统的棚式支护已经不能适应现代化综采工作面高产高效的需要。锚杆支护因具有及时承载、预紧力大、支护效果好、劳动强度低、巷道维护简单、适应性强等特点，特别适于在大断面巷道中应用。XV13041 巷在特殊条件下尝试采用锚杆支护获得成功，为我矿进一步发展和推广应用锚杆支护技术奠定了坚实的基础，同时也为巷道维修、处理冒顶等工程提供了可以借鉴的经验。

［1］ 《机械设计手册》联合编写组.机械设计手册/上册［M］.北京:化学工业出版社，1979.

［2］ 煤炭工业部.煤矿安全规程［S］.北京:煤炭工业出版社，1986.

［3］ 谢锡纯，李晓豁.矿山机械与设备［M］.徐州:中国矿业大学出版社，2000.