“三软”煤层巷道掘进常见问题治理浅析

赵浩++朱传鹏

摘 要：“三软”煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。煤层裂隙发育，构造复杂。本文主要介绍如何控制三软煤层掘进过程中掉顶、帮鼓情况，确保了安全生产。

关键词：“三软”煤层；软弱岩层；掘进

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.068

1 概況

陈蛮庄煤矿是肥成矿业集团的骨干矿井，设计生产能力90万吨/年，其3204轨道顺槽掘进工作面是3200采区回采巷道，属三软煤层，巷道压力大、掘进工作面顶板破碎，直接顶有 0.5m泥岩，以上至稳定岩层为粉砂岩。巷道掘进过程容易发生掉顶情况，后期巷道变形严重，帮鼓现象明显。

2 问题及分析

2.1 地质条件方面

（1）“三软”煤层容易导致支护系统抵抗弹性变形的能力降低，当支护系统周围煤层的压力达到支护系统的强度极限时，将导致顶板弯曲下沉，造成煤层上覆顶板破碎，使掘进难度加大。

（2）三软煤层揭露后极易风化，易造成巷道的煤壁风化脱落，使部分锚杆失效，导致片帮、掉顶，影响支护效果。

2.2 施工质量管理方面

在3204轨道顺槽掘进过程中由于生产施工不到位，造成质量原因导致支护体受到扰动、破坏，影响安全的因素如下：

（1）在掘进施工过程中没有严格按照设计图纸施工，炮眼位置不规范，周边眼没有紧贴岩面且没有垂直于掘进面，导致巷道成形比较差，巷道尺寸不符合设计规范，超宽、欠宽情况明显，导致煤壁应力集中使巷道变形、破坏。

（2）支护过程中由于巷道高度等因素制约导致锚杆、锚索打设角度不合适，且个别锚杆预紧力不足，导致支护系统的支撑力不足，使围岩脱落，导致煤壁应力集中，锚杆失效，进而导致巷道变形、破坏。

（3）该矿3204轨道顺槽顶板较破碎，且支护时顶板使用的锚网为直径6mm、网格100×100mm的冷拔钢筋网，顶板破碎岩体易从网格中掉落，从而导致部分高强锚杆失效，达不到设计要求的锚固力，从而巷道变形、破坏。

3 对策与实施

（1）巷道掘进过程中要严格按中腰线施工，打眼时要按巷道中线确定巷道断面，由于陈蛮庄煤矿煤质松软易碎，周边眼布置时要设计巷道断面边界留出一些距离，并要控制好装药量，避免出现溜帮情况，导致巷道成型较差，支护时要检测巷道是否存在欠挖情况，保证巷道成型，做到巷道成形圆滑、规则、平整。

（2）支护过程中要控制好锚杆、锚索的打设角度，保证打设锚杆锚索垂直巷道顶底板，支护强度符合设计规范，并在锚杆上加设预应力螺帽，保证每根锚杆的预应力。

（3）做好支护强度计算，选用锚杆时要按悬吊理论计算锚杆参数，并且设计出满足支护需要的锚杆间、排距。

陈蛮庄煤矿3204轨道顺槽掘进工作面设计宽度B荒=4300mm，冒落拱高度约为700mm，该矿3204轨道顺槽掘进工作面均采用长度L=2400mm锚杆，正常条件下锚杆、锚索株排距均为800mm×800mm，满足支护强度要求。满足支护设计要求。

（4）顶板支护时敷设双层网，里层采用柔性菱形铁丝网，外层网采用直径6mm的冷拔钢筋网，网片须紧贴岩面，成型规整，防止顶板破碎岩块掉落而导致的顶部锚杆失效，冷拔钢筋网每隔300 mm联结一次，“三花”联结，保证牢固可靠。

（5）钻孔松帮泄压，滞后工作面5m，采用ZQS-140型气动手持钻机配合直径85mm钻杆在巷道帮部施工钻孔眼距为5m，孔深15m。

（6）巷道顶板破碎较严重时，可根据巷道顶板的实际情况将锚杆间、排距缩短到600 mm×600 mm，如支护系统强度达不到支护设计的效果，可再使用打设锚索梁加强支护。 顶板破碎严重、遇断层时，传统支护方式支护强度达不到设计要求时，可采用顶板注浆配合架棚方式加强支护。

陈蛮庄煤矿通过加强质量管理，改变支护方式，并通过帮部松动卸压，在3204轨道顺槽掘进工作面掘进过程中有效缓解了巷道顶板掉顶、帮鼓情况，提高了劳动效率。

4 结论

在“三软”煤层掘进过程中要根据地质条件要求支护时要达到相应的支护强度，并系统通过地加强质量管理，提高支护系统的支护质量，松动卸压等举措，做到有效控制巷道掘进过 程的掉顶、片帮的事故的发生，确保掘进安全，提高掘进的效率。

参考文献：

[1]郭中华，白少华，赵辉.三软煤层巷道联合支护技术[J].中州煤炭，2011（05）：60-62.

[2]刘倡清，马晓光.“三软”厚煤层顺槽支护技术研究[J].西安科技大学学报，2012（01）：40-44.