断层破碎带大断面巷道掘进与支护方式.pdf

第 9卷 第 1期 总第 5 8期 2 0 0 4年 3月 煤 矿 开 采 Co a l Mi n i ng Te c hn o l o g y V o 1 ． 9 N o ． 1 S e r i e s N o ． 5 8 Ma r c h 2 0o 4 1 概述 断层破碎 带大断面巷道掘进与支护方式 郑 全 九 ，陈鹏 ，王永 志 晋城无烟煤矿业集团 凤凰山矿，山西 晋城 0 4 8 0 0 7 [ 摘要] 通过对凤凰山矿9 2 3 0 4进风巷断层破碎带大断面巷道的支护分析，从而总结了一些 综合 支护经验 ，其 与传 统的过断层支护方式相 比较，不仅 安全快捷 ，而且经 济效益和 社会效 益明 显， 有极 大的推广 和借 鉴价 值。 [ 关键词] 断层；破碎带；支护方式 [ 中图分类号]T D 3 5 3 ． 6 [ 文献标识码]B [ 文章编号]1 0 0 6 - 6 2 2 5 2 0 0 4 0 l - 0 0 6 5 - 0 2 Dr i v i n g a nd s u pp or t i n g o f l a r g e s e c t i o n r o a dwa y i n b r o ke n f a ul t z o n e 凤 凰 山矿 9 2 3 0 4工作 面是 一个 刨煤 机综 采 工作 面 ，开 采石炭 系上 石炭 统太 原组 9号煤 。煤 层 总厚 度 1 ． 1～1 ． 7 m，平均 1 ． 4 7 m，倾 角 1～1 3 。 ，平均 6 。 。石 炭 系太原组 属 于海 陆交互 成煤 相 地层 ，受海 西运动的影响，煤层内存在断层 、薄煤区及其它地 质构造的可能性较大。 9 2 3 04 进 风巷 其设 计 长 度 1 7 l O m，巷 断 面呈 矩 形 ，宽 5 ． 2 m，高 2 ． 3 m，掘进 断面积 1 1 ． 9 6 m ，为 沿顶破底布置 ，采用树脂加长锚 固锚杆 、金属 网、 锚索补强组合支护。该巷在掘至 6 0 0 m时 ，揭露一 正断层 ，断层 走 向 S E，倾 角 4 O～6 O 。 ，落 差 达 3 ． 5 m，断层两翼倾角达 1 1 。 。 根据现场经验 ，断层 区域 由于受地应 力的作 用 ，具有围岩松软破碎 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 而发 生 冒 顶 的困难 。 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。而在巷道上山掘进过程中，上盘巷道 顶板 及 断裂面 岩 层 受地 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 ，这 样又必然 会 造成 巷 道 高 度过 大 最 大 处 高度 近 5 m 、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 联合支护 ，配合加密锚索补强的支护方式控制顶 、 帮 ，并通 过加 大矿压 观测 密 度和频 度 ，来强 化 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 。 2 断层区域掘进与支护方式 2 ． 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 打注锚 杆 、锚索 控制顶 板 ，再 机 掘下部 ，进行帮 部 支护 。 采用 此种施 工方 法 ，能够 最 大限度 地缩 短顶板 裸露时间，使顶板得到及时维护 ，有利于顶板的控 制 ，而且 由于 巷道上 部 的巷 帮可 以在下 部掘 出前得 到先 行维 护 ，有 利 于片帮 的控 制 ，减小 巷帮 维护 难 度。 2 ． 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 ，与正常状 态相比较 ，已变得很不稳定 ，要获得理想 的支护效 果，就必须加大锚杆 、锚索的支护密度 ，使岩层能 够保持最大程度 的完整性 ，并在岩层稳定性最差处 加大锚索的锚深 ，以强化局部锚索的悬吊作用。 2 ． 3 加挂网片，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 ，在巷道帮部加挂网片 ，使网片与 帮部锚杆形成一个支护整体，可以有效地控制巷帮 的变形 ，强化巷帮在 支护体 系中的支点作用。同 时 ，为弥补 帮部 采用 竹锚 杆锚 固力 不足 的缺 点 ，并 适应刨煤机工作面侧锚杆可切割的要求 ，煤柱侧锚 杆和工作面侧 2 ． 3 m高度以上 的锚杆均采用锚固力 为 5 0 k N的金属树脂锚杆 ，加挂金属菱形 网，工作 面侧 2 ． 3 m 以下 的锚杆 仍采用 竹锚 杆，加挂 塑料 网。这 样 ，巷帮 的支 护强 度得 到大 大加强 。断层处 锚杆及锚索布置如图 1 。 [ 收稿日期】2 0 0 3 0 8 一I 8 [ 作者简介】郑全九 1 9 6 5 一 ，男，山西繁峙人，工程师， 现任山西晋城矿务局凤凰山矿总工程师特别助理，曾发表论文多篇。 维普资讯 第 9卷 第 1期 总第 5 8期 2 0 0 4年 3月 煤 矿 开 采 Co a l Mi n i n g Te ch n o l o gy V o 1 ． 9 N o ． 1 S e r i e s N o ． 5 8 Ma r c h 2 oo 4 a j巷 道 顶邵 ； b 工 作 面 侧 帮 图 1 断层处锚 杆支护 2 4 巷道顶帮喷射混凝土 ，避免岩层风化 喷浆工艺能够及时封闭围岩 ，隔绝空气对围岩 的风化作用 ，防止围岩强度急剧下降。经过喷浆处 理 的断 层 附近岩 体 ，混凝 土层 与锚杆 、网片 可以形 成一个强度足够的支护整体 ，从而达到很好的支护 效 果 。 在 施工 现 场 ，断 层 后 方 2 0 m 及 过 断层 期 问 的 巷道顶帮围岩上喷射混凝土，以加固围岩 ，提高安 全程度。喷射混凝土 一般 在掘巷后较短 时间 内进 行 ， 上部巷道掘出并打 注顶 帮锚杆后 ， 及时进行喷 浆 ，然后 掘下部 ，在 巷道 锚杆 全部 注好后 ，对 全断 面进行 喷浆 。 2 ． 5加强矿压监测力度 矿压监测工作是锚杆支护的基础性工作 ，是锚 杆支护工作的强有力的保 障。9 2 3 0 4进风巷断层 区 域进行矿压观测的主要方法分为 1 施工单位 日常监测 由施工单位每班对 所 打锚 杆 进 行 检 查 ，主 要 检 查 锚 杆 可 锚性 、间 排 距 、锚杆外露 、托板安装 、预紧力 、联网质量等常 规项 目，检查率要求达到 1 0 0 ％，并做好记录。另 外 ，工作面安装 l 套顶板离层指示仪 ，当班必须派 专 人观 测顶板 离层 指示 仪 的变化 情况 。 2 矿压部 门监测 矿压 部门监测包 括综合 监 测和 E t 常监 测 。 综合监测 在巷道内安设综合测站 ，进行矿压 综合监测 。 E t 常监测 对巷内锚杆每排抽检 1根锚固力 ， 每天按不小于 3 0 ％的 比例进行预 紧力检测 ，并负 责观 测 顶板离 层指示 仪 ，检 测频 率为 每天 1次 。 以上措施的采取 ，使 9 2 3 0 4进风巷断层 区域取 得 了 良好 的支 护效 果 ，顺 利地 通过 了断层 。 3 结 束语 随着采煤工作面产量的逐年增加，要求的巷道 断面越来越大 ，支护难度也随之增加，传统的棚式 支护已不能适应现代综 采工作 面高产高效的需要 ， 而锚杆支护因其具有及时承载 、预紧力大、支护效 果好 、劳动强度低 、巷道维护简单 、适应性强 ，特 别适合大断面巷道 的特点 ，受到越来越多的关注。 9 2 3 04 进 风 巷特殊 条件 下 的锚 杆 支 护施 工 工 艺 的尝 试 ，为我矿 锚杆 支护技 术 打下 了坚 实的基 础 ，同时 也为巷道维修 、处理 冒顶等工作提供 了更多的思路 和很多可借鉴的经验。 [ 责任编辑 邹正立】 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣． _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 - 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 一 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 _ 圣 上接 6 l页 提高了煤炭质量 ；采出率提高 5 ％ ～1 0 ％ ，煤炭资 源得到了有效利用 ，提高了经济效益。根据煤层不 同的倾斜角度和煤层层问距 ，需要对以下几个方面 的问题提 出讨 论 1 在调整钻孔行距时 ，其 调整数值 不宜过 大 ，否则 ， 会出现大块或拉底 ，在多少范围内取 值 ，有待于进一步探索； 2 将采掘线位置 由煤层顶板 处超前 ，主要 是为了保证垂直钻孔能满足分段装药的技术要求 ， 由此也加大了顶板 的三角岩量，对爆破质量提出了 6 6 更高的要求。采掘线位置超前多少 ，还应根据煤层 厚度 、煤层层间距 、煤层倾角 、炸药单耗 、岩石性 质 和 台阶高 度做适 当调 整 。 [ 参考文献 ] [ 1 ]新疆 急倾 斜煤层 露天 考察 团 ．加拿 大 、美 国考察 报告 [ R] ．1 9 8 7 [ 2] 中国钟汉年 ． 加 拿大 G，K乔森 ．计算机 在急倾斜煤 层爆破 中的应用 [ J ]．世界煤炭技术 ，1 9 8 6 1 0． [ 3 ]王文龙 ．钻眼爆 破 [ M]．北京 煤炭工业出版社，1 9 8 3 ． [ 责任编辑邹正立】 维普资讯