掘进工作面安全过断层破碎带技术措施研究.pdf

技术应用与研究 201907126 Modern Chemical Research 当代化工研究 掘进工作面安全过断层破碎带技术措施研究 ＊张鲁嘉 （大阳泉煤炭有限责任公司 山西 045000） 摘要为了降低巷道掘进难度、提高巷道掘进效率、减少冒顶事故的发生，研究了工作面过断层破碎带时顶板破碎、离层和局部冒落现 象，提出了合理有效的支护方案及安全管理措施。结果表明在12层311盘区311轨道巷过断层带期间，成功解决了311轨道巷开掘断层破 碎带时顶板支护难度大、煤柱预留难等问题，保障了矿井的安全生产，取得显著成果。 关键词掘进；断层；支护 中图分类号T 文献标识码A Research on Technical Measures for Safe Crossing Fault Fracture Zone in Tunneling Face Zhang Lujia Dayangquan Coal CO., LTD., Shanxi, 045000 AbstractIn order to reduce the difficulty of roadway tunneling, improve the efficiency of roadway tunneling and reduce the occurrence of roof caving accidents, this paper studied the phenomena of roof breakage, delamination and local caving when crossing fault fracture zone in heading face, and put forward reasonable and effective support schemes and safety management measures. The results show that during the period of 311 track lane crossing the fault zone in 311 panel area of 12 layer, the problems of difficult roof support and difficult coal pillar reservation are successfully solved when 311 track lane is digging the fault fracture zone. It has guaranteed the safety production of the mine and has achieved remarkable results. Key wordstunneling；faults；support 1.概况 云冈矿隶属于大同煤矿集团，311轨道巷位于12层311 盘区。12煤层厚度约为1.52m，为中厚煤层，其中夹石层厚 度为0.3～0.5m。煤层平均倾角2.5，属近水平煤层。311 轨道巷主要负责其所在盘区的辅助运输工作，311轨道巷设 计长度为460m，巷道断面宽为4.5m，高为3.0m。311轨道巷 使用综采工艺，沿12煤层顶板开掘，巷道倾角与煤层顶板 倾角一致。12煤层直接顶厚度约为4.8m，以泥岩、细粉砂岩 为主，强度小；基本顶厚度约为7.9m，以粗砂岩为主；基本底 厚度约为4.2m，以炭质泥岩为主。F17断层位于311轨道巷270m 处，为正断层，断层相对落差为2.4m，断层倾角为65。 初期设计方案采用锚杆、锚索、金属网、钢带对F17断层进 行联合支护，经分析讨论，此方案无法满足技术要求，同时 提出了合理可行的技术方案，用于解决巷道过断层破碎带时 遇到的困难。 2.施工技术措施分析 1优化掘进施工工艺 考虑到F17断层为正断层，煤层向下运动，断层落差为 2.4m，设计采用松动爆破俯斜开掘断层破碎带施工工艺。若 按原设计方案强行破顶煤过断层破碎带时会增加施工难度、 增大破岩量、降低煤柱回收率，同时煤层顶板受构造力的影 响，在强行破顶煤过断层破碎带期间冒顶事故发生的可能性 也会增大。 基于实测地质资料，为确定断层具体位置对311轨道巷 进行探巷作业，巷道开掘至距断层破碎带50m处开始探巷， 探巷30m掘进20m，同时在巷道掘进过程中禁止空顶施工。松 动爆破施工在311轨道巷掘进280m处时进行，当巷道开掘至 282m处时，以8俯角留顶煤破底岩下山掘进，顶板支护方 式为永久支护。当沿8俯角掘进18m后，F17断层破碎带上 盘岩石层为311轨道巷顶板，4煤层为311轨道巷底板，此时 巷道应上调掘进角度，沿12煤层顶板开掘。 2优化支护工艺 311盘区开挖的12煤层为石炭系煤层，煤层稳定性相对 较弱，在311轨道巷沿下山方向掘进过程中，为保证轨道巷 上覆岩层不失稳定性，下山掘进段巷道顶板预留了0～2.4m 厚的支护煤柱。 为保证以8俯角下山掘进时预留的三角煤柱的稳定 性，避免受到构造应力、采动压力、爆破震动的作用下出现 大范围冒落，从而出现高达2.4m高冒区，对预留三角煤柱支 护工艺进行优化。支护优化的同时也相应的降低了瓦斯积聚 的难易程度。 ①巷道以8俯角留顶煤破底岩下山掘进过程中，采用 联合支护永久支护；规格为长度3.5m、直径30mm的密集撞 楔超前支护。 ②当巷道掘进至282m处进行定线作业，用于确定311轨 道巷沿8俯角留顶煤破底岩下山掘进过程中顶板的具体位 置，而后在顶板布置一排密集钻孔，选用Y-28型钻机，钻孔 布置为长度3.7m、直径42mm、角度8、间距0.4m，每排布 置10个钻孔。 ③密集钻孔布置完成后在钻孔内按顺序放置锚固剂和 钢针，而后人工对钢针进行加压锚固，锚固时间应大于一分 钟，钢针锚固结束后检测钢针与技术方案是否一致。 ④待检测钢针与设计顶板平行2h后进行爆破掘进作业， 下山开掘期间每次开掘距离小于1.0m，爆破开掘后及时对顶 板进行永久支护。顶板的永久支护方式采用联合支护，即锚 杆配套钢带、锚索联合支护。 锚杆与钢带组合支护时，每排布置的锚杆数量为5，在 撞楔超前支护空隙处，用长度为4米钢带将锚杆对顶板进行 组合支护。锚索支护时采用长度为8.3m预应力钢绞线，每排 布置锚索的数量为3，相邻锚索间距离为1.8m，每排之间间 技术应用与研究 201907127 当代化工研究 Modern Chemical Research 隔为2.0m，锚索下配备相应数量的工字钢梁。 ⑤当轨道巷沿8角方向开掘2.0m后，开始下一排的撞 楔超前支护布置，前排撞楔支护与下一排撞楔支护交叉重叠 布置，交叉长度为1.5m，按此方案布置至巷道沿下山方向开 掘完成。 3安全管理措施 ①311轨道巷在开掘断层作业期间各班组在动工前需进 行探巷，探巷深度不得低于30m，在探巷过程中随时观察并 按时上报涌水量、气体涌出量等情况。 ②311轨道巷应精确控制以8俯角留顶煤破底岩下山掘 进，在下山掘进时各班组配备专职技术人员放线施工，预防 因角度偏差导致过断层后找煤困难。 ③在沿下山方向掘进过程中，巷道上覆岩层撞楔支护 钻孔作业过程中，应确保钻孔布置角度为8，与下山掘进 方向一致，钻孔布置完成后及时对因打钻而产生的岩石粉尘 进行清除，防止因岩石粉尘附着在钻孔壁而导致树脂锚固不 牢。当采用撞楔支护时，锚固时间应当大于一分钟。锚固2h 后必须及时对撞楔开展拉拔力测试，锚固无法达到设计效果 前必须重新补打。 ④松动爆破下山掘进过程中，每次爆破炮眼数量不得超 过3个。炮孔取0.6m～1.2m，尽量控制在1.0m，每孔最大装 药量为300g。爆破作业过程中随时注意上覆岩层的移动，制 定好相应合理有效的支护措施来应对因上覆岩层移动而出现的 离层、局部冒顶等突发情况。松动爆破作业结束后进行永久支 护，空顶距不得超过0.8m，禁止超空顶作业情况的发生。 ⑤当巷道沿下山方向开掘结束，及时观测上覆岩层的移 动变化特征，当12煤层或其他岩石层为轨道巷顶板的情况 下及时打钻孔确定方向，确保巷道顶板过断后仍沿着12煤 层的水平方向掘进。 3.结论 在311轨道巷开掘断层破碎带期间，设计并采取了合理 有效的掘进方案、支护方案、安全方案以及相应的突发情况 处置方案，成功避免了311轨道巷开掘断层时上覆岩层支护 困难、三角煤柱预留等问题，提高了巷道开掘效率，保证了 311轨道巷在以8俯角留顶煤破底岩下山掘进过程中顶板的 稳定性，确保了煤矿安全生产，取得了显著的效益。 【参考文献】 [1]申家志.巷道掘进过断层方法及技术措施研究[J].内蒙古 煤炭经济,201409129-130. 【作者简介】 张鲁嘉（1989-），男，大阳泉煤炭有限责任公司；研究方 向采矿工程。 煤矿井下供电过流保护研究 ＊张满囤 （山西汾西贺西煤矿 山西 033399） 摘要在煤矿实际生产过程中，由于井下环境较为恶劣，导致发生事故的可能性相对较高。大多数矿井以先进的技术为研究背景加强井 下供电过流保护，对于矿井安全生产具有极其重要的意义。基于此，本文对低压过流保护及高压过流保护工作原理进行分析，针对现有矿 井生产技术中存在的不足提出建议，以期推动整个矿井供电系统的安全高效运行。 关键词煤矿；井下生产；供电系统；过流保护 中图分类号T 文献标识码A Research on Over-current Protection of Underground Power Supply in Coal Mine Zhang Mantun Hexi Coal Mine, Fenxi, Shanxi Province, Shanxi, 033399 AbstractIn the actual production process of coal mine, the possibility of accidents is relatively high because of the harsh underground environment. Most mines take advanced technology as the research background to strengthen the over-current protection of underground power supply, which is of great significance for mine safety production. Based on this, this paper analyses the working principle of low-voltage over-current protection and high-voltage over-current protection, and puts forward suggestions for the shortcomings of existing mine production technology, so as to promote the safe and efficient operation of the whole mine power supply system. Key wordscoal mine；underground production；power supply system；over-current protection 引言 在井下实际生产过程中，供电系统故障是导致矿井发生 事故的主要原因之一，而供电系统故障中最为常见的为供电 过流。供电过流是指井下电气设备及电缆中的电流超过了其 本身额定值，而导致过流的原因大致可以分为三种类型，分 别为断路、短路及过载。当井下的电气设备绝缘体被破坏时 会导致出现短路，而短路则会产生大量的热量使电气设备损 坏。此时如果电气设备选择不合理或质量不达标时，则会导 致线路的电流密度加大，过载会烧毁设备。现有的矿井电流 设备大多为三相电流，当三相中有一相出现断路时，则会导 上接第126页 下转第128页