总第１５１期 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２７９８．２０１２．０３．０１４ 综掘过走向断层综合控制技术 张洪新 （淮北矿业集团公司祁南煤矿，安徽宿州２３４１１５） 摘要：介绍了祁南煤矿７１２４工作面机巷过走向断层期间的综合顶板控制技术，总结了特殊条件下的综掘 施工的顶板控制要点，为相同条件下的巷道顶板控制提供参考。 关键词：综掘；走向断层；顶板控制 中图分类号：ＴＤ２６３．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５—２７９８（２０１２）０３．００３２—０１ 祁南煤矿隶属淮北矿业集团公司，位于安徽省 宿州市南部，井田走向长ｌ０．５ ｋｍ，倾斜宽３～ ８．５ ｋｍ，井田面积６２．５ ｋｍ ，是一座年产３００万ｔ的 现代化新型矿井，主采煤层３ 、７：、１０煤。祁南煤矿 地处宿南向斜轴部，井田范围内构造极为发育，软岩 ２治理方案及施工工艺 ２．１优化施工方案 ２．１．１ 更改施工工艺 分布范围广、软岩特征显著。在掘进工程中，经常揭 露各种地质构造，巷道周边地压大、围岩破碎，施工 中顶板管理较为困难。下以８２采区７ ２４机巷为 例，介绍该矿特殊条件下的顶板控制技术。 为降低大断面综掘施工所引起的大范围围岩扰 动，将一次性全断面综掘截割施工更改为台阶法分 次施工。迎头一次施工高度降至２ １ＴＩ，采用人工挖 掘、人工攉货，待上部护顶支护完好之后，方可开始 进行下部二次施工；二次施工采用综掘机进行卧底、 １巷道基本情况 ７ ２４工作面为矿井西翼８２采区７煤组右翼第 二区段，煤层均厚１．５ ｍ，根据三维勘探资料和７ ２２ 机巷揭露的地质情况分析，工作面内仅存在零星小 出货，若下部岩石较硬，则采用放小炮施工，并且下 部台阶滞后迎头不得小于２棚。 构造，但工作面下方有一落差０—１０ ｍ走向断层 ＢＦ１７。为减少施工过程中的顶板管理难度，以及最 大限度回收煤炭资源，７ ２４机巷设计沿断层走向保 持最小间隔３０ ｍ施工，设计长度１ ０２０ １ＴＩ，采用Ｕ２９ 图１ ７１２４机巷与断层位置关系不意 ２．１．２综合超前护顸措施 型棚支护，棚距６５０ ｍｌＴｌ，断面为净宽×净高＝ ４．８ ｍ×３．２ ＩＴＩ，采用ＥＢＺ～２２０型综掘机施工。 由于煤岩体极为破碎、可胶结性差，传统的撞楔 及高分子材料无法对顶板进行有效防护，为此，根据 当施工至６００ ｍ时，巷道揭露ＢＦ１７断层（走向 正断层，落差５ ＩＩ１，断层情况见图１），受断层影响，煤 层坡度突然变大（达到２０。），断面内煤层反倾、煤岩 现场具体情况，采用了超前护顶锚杆及金属骨架进 行护顶，金属骨架采用３．３ ｃｍ钢管加工，长度３ １ＴＩ。 具体措施如下：每循环（２棚）施工之前，在顶梁棚档 处每间隔２００ ｍｍ打设一金属骨架，骨架与巷道倾 角呈１０～２Ｏ。，超前稳固该循环顶板围岩及预控下 循环端头围岩。当掘出该循环顶板后，视现场顶板 情况，在迎头端面顶部间距５００～１ ０００ ｍｍ打设超 前护顶锚杆，锚杆长度不小于２．４ ｍ，施工角度与巷 道倾角呈４０～５０。，超前加固下一循环顶板围岩，并 预防迎头端面片帮冒落。 （下转第４５页） 体极为破碎、可胶结性差，巷道顶板管理极为困难， 片帮掉顶严重。为控制顶板冒落，施工期间，大幅度 法，采取了缩小循环进度、撞楔超前护顶、注马丽散 进行固化等护顶措施，但仍然无法控制顶板掉落，局 部掉顶超过５ ｍ，后路多处棚梁挤尖、两帮收缩量达 到１．５ ｍ，已严重影响安全生产及巷道的正常使 用 收稿日期：２０１ｌ一１１－０９ 作者简介：张洪新（１９７５一），男，安徽阜阳人，工程师，从事矿井安全生产技术管理工作。 ３２ 韩跃军：浅谈煤矿绿色开采技术 第２１卷第３期 和谐矿区建设的重要指导思想，有着以关键层理论 展望［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２００９（３）：１—１３． 为基础的实施依据，框架体系内主要技术的发展将 ［２］黄庆享．煤炭资源绿色开采［Ｊ］．陕西煤炭，２００８（３）： 为我国煤炭开采中，实现安全高效、经济环保提供重 ｌ８—２１． 要保障，达到煤炭行业“低开采、高利用、低排放”的 ［３］徐睿，谢亚涛，周坤鹏。煤炭绿色保水开采【Ｊ］．矿业 可持续发展目标。 快报，２００８（６）：２０—２２． 参考文献： ［责任编辑：路方］ ［１］缪协兴，钱鸣高．中国煤炭资源绿色开采研究现状与 （上接第３２页） ２．１．３提高支护强度 ３支护效果 为减少巷道变形，保证后期使用，采用了以下提 通过对原支护和优化支护方案后的巷道支护情 高支护强度措施：将原Ｕ２９型钢支护更改为Ｕ３６型 况分析得知，前者出现大范围巷道片帮掉顶，支护较 钢支护；将棚距由６５０ ｍｍ调整为５５０ ｍｍ，增加受力 为困难，且支护后短时间内便出现支架变形，顶板下 支撑面；考虑巷帮压力较大，在巷帮采用锁腿锚杆进 沉，两帮最大收缩量达１．５ ｍ，导致前掘后修；后者 行加固，锁腿锚杆滞后迎头不大于３０ １１＂１。 巷道开挖时，巷道片帮掉顶现象显著减少，且经观测 ２．２安全管理及监督 数据记录分析，至工作面开始回采的５个月内，顶板 ２．２．１强化现场安全管理 无明显下沉，巷道两帮最大收缩量仅为５００ ｍｍ。 过断层期间，区队每班安排经验丰富的班队长 现场指挥，矿抽调精干人员现场指导、跟班，严格落 ４结语 实现场安全管理责任制，做到监督在现场、管理在现 １） 采用综炮联合台阶法分次施工工艺，可有 场、执行在现场，在第一时间内发现安全隐患并及时 效减少围岩扰动。配合超前护顶锚杆及金属骨架等 排除，确保安全生产。 综合超前护顶措施，能够有效地加固顶板围岩，减少 ２．２．２严格现场措施落实 顶板冒落，杜绝了顶板事故的发生。 过断层期间，由矿技术人员现场监督区队顶板 ２）通过提高支护强度，有效地加强了支护效 综合管理措施落实情况，实时掌控超前护顶效果，并 果，极大地减少了断面收缩量，保证了巷道的安全顺 根据现场情况，适当调整、完善超前顶板措施，确保 利掘进以及后期的正常使用。 顶板安全无冒落。 ２．２．３细化放炮管理 参考文献： 迎头放炮采用浅眼小炮施工，炮眼深度不得超 ［１］ 马念杰．煤矿支护技术与机械化掘进［Ｍ］．北京：煤炭 过１ ｍ，炮眼装药量不得超过０．２ ｋｇ，炮眼布置方式 工业出版社，２００９． 由现场跟班干部及班队长确定；放炮前，综掘机退后 ［２］王显政．煤矿安全新技术［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社， 并进行妥善保护；对迎头向后１０ １＇／１范围内的支护采 ２００２． 用２２ ｋ ｍ轨道进行连锁加固（两帮各两道、中顶一 道），迎头端面采用单体或锚杆配合金属网加固。 ［责任编辑：路方］ ４５