掘进巷道过无炭柱技术与实践

霍文兵

(汾西矿业高阳煤矿，山西 孝义 032300)

煤矿工程

掘进巷道过无炭柱技术与实践

霍文兵

(汾西矿业高阳煤矿，山西 孝义 032300)

通过对高阳煤矿二采轨道巷掘进过程中复杂地质条件的分析，提出了巷道过无炭柱时的技术方案，为工作面安全掘进提供了技术保障，为其他相似条件下工作面掘进提供了借鉴经验。

无炭柱；地质构造；技术措施

随着煤矿开采的延伸，巷道掘进过程中揭露无炭柱是常见现象，复杂的地质条件给巷道正常掘进及安全带来了一定的影响，为保证巷道顺利掘进，确保安全生产，必须根据现场实际条件采取针对性的技术措施。

1 概况

汾西矿业集团高阳煤矿二采轨道巷位于高阳井田的东南部，开采石炭系太原组9号-10号-11号煤层合并层。工作面标高+480 m～+560 m，不同区域的地质结构有所区别，单斜构造区主要位于该地区巷道的北部，朝东方向略微倾斜，倾角最大为11°。左右地势呈现出西高东低的特征，南北方向是巷道整体的走向，巷道南部朝北西方向倾斜，地势南高北低。山西组中相关的研究资料表明，这些区域断层较多，地形条件复杂。预计揭露13条断层和5个陷落柱。在断层和陷落柱附近会有伴生的小断层，产生裂隙，工作面顶板出现淋水现象。本工作面地质构造复杂，对工作面掘进影响很大。高阳煤矿二采轨道巷遇无炭柱(如图1)，经地测科钻探表明，无炭柱地质构造极不稳定，软岩与硬岩交替出现，顶板伴随淋头水，给施工带来诸多的不安全因素。根据施工现场的实际情况，我们采取了针对性的措施，顺利地完成了巷道的施工。

图1 无炭柱对工作面影响示意图

2 巷道过无炭柱技术管理

2.1 巷道支护形式

根据地测科提供的预想剖面图结合二采轨道巷打钻情况，预计再掘进20 m进入无炭柱，巷道根据不同的地质情况采取不同的支护形式：

1) 过无炭柱期间遇硬岩时，巷道采用锚喷支护，锚杆间排距为1 000 mm×1 000 mm，锚索间排距为2 000 mm×3 000 mm，必须掘进一排及时支护一排，喷浆紧跟工作面。

2) 过无炭柱期间遇软岩时，及时缩小锚杆、锚索间排距，加长锚索长度。锚杆间排距为800 mm×800 mm，锚索间排距为1 000 mm×1 000 mm(每排3根)，必须掘进一排及时支护一排，喷浆紧跟工作面。

3) 过无炭柱期间岩石破碎或淋头水加大时，为了预防漏冒顶，在原有支护的基础上及时进行套棚支护。套棚范围内提前5 m开始，套棚数量根据现场具体情况而定，直至通过岩石破碎或淋头水加大区5 m后再恢复原支护形式。

2.2 巷道断面及支护方式

揭露无炭柱后，巷道改为拱形断面，掘宽5 000 mm，净宽4 700 mm，掘高4 100 mm，净高3 700 mm，掘断面积17.8 m2，净断面积为16.2 m2。

1) 巷道拱顶采用Φ20 mm×2 200 mm的螺纹钢锚杆，锚杆间排距为1 000 mm×1 000 mm，顶板每支锚杆配套2支药卷，上部一支为CK2355，下部一支为K2355；两墙采用Φ16 mm×1 800 mm金属圆钢锚杆，锚杆间排距为1 000 mm×1 000 mm；锚索采用Φ17.8 mm×4 300 mm的钢绞线，“二·二”布置，间排距2 000 mm×3 000 mm，锚索长度根据顶板情况及时调整，必须锚入顶板稳定岩石中1 m深，每根锚索必须配套2支药卷，上部一支为CK2355，下部一支为K2355；每根锚杆配套1块400 mm×300 mm钢带托块；采用Φ6 mm的2 m×1 m的钢筋网，网与网之间对接，联网距不大于250 mm，联网丝不少于3扣。

2) U型棚支护：U型棚架在两排帮锚杆中间，梁采用U29 mm×4 700 mm的U型钢，腿采用U29 mm×1 700 mm的U型钢，棚距为900 mm，叉角为78°，柱窝深度为200 mm(施工柱窝时严禁开炮)。顶帮采用规格为Φ240 mm/2×1 200 mm的棚板、1 200 mm×100 mm×50 mm的构木“四、六”盘帮构顶，棚板、勾木之间要用木楔打紧，保证盘紧构牢，确保支护质量。若漏渣严重及时在棚板上方搭设井字垛接顶。架好棚后在距棚梁两端采用Φ20 mm的圆钢加工的拉杆进行联锁。

3) 喷浆要求：喷混凝土前，必须先将待喷地段巷道顶、帮用水冲洗干净，初喷达到30 mm，复喷达到设计的150 mm。喷射材料水泥为425#普通硅酸盐水泥；砂子为矸石砂，碎石为矸石碎石，V(水泥)∶V(矸石砂)∶V(矸石碎石)=1.0∶1.4∶1.6，喷浆料要求搅拌均匀。

4) 临时支护：工作面开炮后，带班长和安全员进入工作面敲帮问顶确认安全后，立即对工作面挂临时网，简易联接后采用22型金属摩擦支柱进行打点柱支护(点柱必须打到工作面硬岩处，支护必须接顶严实且迎山有力)。然后，在临时支护的掩护下进行其他工作。临时支护要紧跟工作面，工作面最小空顶距为0.2 m，最大空顶距不得大于1.2 m。

2.3 掘进运输方式

揭露无炭柱后，坚持小循环作业方式施工，顶板破碎时，棚子必须紧跟工作面；施工所用的物料由回柱绞车拉运至距工作面50 m范围内，卸料并码放整齐，最后，全部人工搬运至施工地点，掘进产生的矸石经1040型皮带运走。

2.4 过无炭柱的管理

1) 施工期间，要安排有经验的工人专职观察顶板情况，发现隐患必须先处理隐患，隐患排除后方可进行其他作业。

2) 工作面施工材料、工具要码放整齐，保证安全退路畅通。

3) 掘进期间必须掘进一排支护一排，若顶板破碎压力过大时，视情况适当缩小锚杆、锚索的间距、排距，顶板破碎地段支护后，必须及时喷浆、套棚。

4) 如有漏、冒顶或顶板离层、片帮预兆时，立即撤出人员，待顶板稳定后，再进行处理。处理离层、片帮时必须由有经验的工人专门负责观察顶板，指挥作业，由外向里逐段进行。

5) 地测部门做好水文预报工作，严格执行“有掘必探，先探后掘”的探放水方针。施工人员注意水情观察，工作面若发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起和产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等透水预兆时(钻孔出水时，不准拔出钻杆)，必须立即停止作业，撤离人员，汇报调度。

6) 每次开炮前、支护前、支护后必须检查工作面瓦斯气体浓度，只有在工作面瓦斯及其他有害气体浓度控制在规定范围下方可继续作业。施工期间，工作面必须使用瓦斯探头，探头距工作面距离不超过5 m，距帮不小于300 mm，距顶不大于200 mm。

7) 架棚时，若出现空帮、漏顶现象，必须及时打“#”字型木垛，将顶帮构紧背牢，空顶、漏顶严重将采用新型材料充填(如，马丽散或罗克休)。

8) 架棚时，要有专人看护，作业人员相互协调，搞好自保、互保、联保工作。

9) 架棚时，要按架棚标准架设，严禁有错口、射箭、里出外进、前倾后仰等现象。

3 施工效果

通过二采轨道巷工作面过无炭柱的生产实践，为以后在掘进过程中遇到类似地质条件下过无炭柱提供了新的方法，为其他相似条件下的工作面掘进提供了借鉴经验，具有明显的经济效益。

Technology and practice of tunneling without coal pillar

HUO Wenbing

(Gaoyang Coal Mine, Fenxi Mining Industry Group Co., Ltd., Xiaoyi Shanxi 032300, China)

Through introducing complex geological condition of roadway tunneling process in Gaoyang coal mine, this paper puts forward the technical scheme for roadway without coal column, providing technical support for safe tunneling in minining face, and reference for tunneling with similar conditions.

without coal pilla; geologic structure; technical measures

2017-01-23

霍文兵，男，1987年出生，2014年毕业于太原理工大学，本科，助理工程师。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.33

TD26

A

1004-7050(2017)01-0099-02