摘要：科技在不断发展，社会在不断进步，我国综合国力在不断加强，巷道在掘进过程中遇断层破碎带时若不采取合理有效的施工工艺、支护工艺及安全技术措施，不仅降低巷道掘进效率，而且很容易发生重大煤矿安全事故。对此某建设工程有限公司塔山矿建项目部在施工2105巷时，通过技术研究决定采用炮掘过断层构造区，制定相应的安全技术措施，保证掘进巷道安全顺利过断层破碎带。
关键词：掘进；爆破；断层；工艺
引言
为了保证掘进巷道安全快速过断层破碎带，提高破碎顶板稳定性，某煤矿集团煤矿机掘一队通过技术研究，决定对2105巷过F3断层期间采取下山掘进施工工艺，并对断层破碎顶板采取“注浆+施工交错密集JW型钢带+架棚”等联合支护措施。实际应用效果表明，取得了显著成效。
1工程概述
某矿井设计生产能力为10Mt/a，井田面积198.35km2，2105巷位于井田北一盘区，巷道北部为实煤区，东部布置三条盘区大巷，南部为8104采空区，西部为实煤区。2105巷为3#~5#合并煤层，总厚度为17m，煤层内含多层矸石，厚度在0.4~2.2m之间。2105巷设计长度为4200m，巷道断面规格为宽×高=5.2×3.6m。巷道沿3#~5#煤层底板平行掘进，巷道顶板预留厚度为1.9m炭质泥岩，泥岩往上为煤层，设计顶板采用锚杆、锚索、钢带联合支护，护帮采用单锚杆支护。2105巷由塔山矿建项目部采用型号为EBZ200综掘机进行掘进。截至目前巷道已掘进1700m。
2下山掘进施工工艺
2.1支护设计优化
（1）原巷道顶板支护形式。顶板“W”型钢带规格4800×250×4mm（5眼），钢带上铺设顶菱形金属网长×宽=6700×1200mm（网孔50×50mm）；钢带排距为1000mm；顶锚杆规格Φ22×2500mm。护帮锚杆两帮各打三排，间排距1000×1000mm；最上排（第一排）锚杆距顶板距离为300mm；顶打锚索支护三排，间距×排距=1600×3000mm。（2）优化后支护形式。顶板锚杆更改为锚索，尽量缩小掘进距离，达到支护距离后及时支护控制管理顶板。根据顶煤层厚度增加情况，顶煤层厚度从0增加至2.0m时，更改顶板锚杆Φ22×2500mm为顶锚索Φ17.8×5300mm。
2.2反掘法施工工艺
（1）由于2101巷已掘进到位，从2101巷2105m处向2105巷施工一条运煤横贯，横贯长度为180m，巷道断面规格为宽×高=3.0×2.5m，采用综合机械化掘进施工工艺，巷道施工到位后按设计拐弯进行5201巷反掘施工。（2）2201巷反掘施工9.0m后，施工巷道底板以9°俯角边坡施工，顶板保持不变，顶板继续沿2#煤层顶板掘进，当巷道掘进11m后施工巷道反掘揭露F1断层。（3）5201巷反掘到位后，施工巷道高度为5.1m，揭露断层面处煤岩厚度为3.6m，岩体厚度为1.5m；然后施工巷道沿断层下盘2#煤层顶板继续掘进过断层带。
2.3安全技术措施
（1）2105巷掘进至F4断层破碎带时必须减小茬进度，掘进一个循环后必须及时对顶板进行支护。（2）当施工巷道掘进至断层破碎带时，每班开工前必须对工作面施工探放钻孔，掌握掘进面距断层带距离，并做好断层突水、瓦斯涌出等灾害预防。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）采用松动爆破上山掘进时在断层上盘需留顶煤，而2105工作面煤层发育不稳定，在留顶煤前必须采取相应支护措施如超前支护、注浆等，确保巷道安全顺利过断层带。（4）由于断层带附近煤岩体胶结不稳定且顶板压力大，巷道在过断层期间必须采取有效的支护措施，如架设钢棚、施工组合锚索等，防止断层带处顶板出现破碎、冒顶现象。（5）在进行光面爆破时必须控制好装药量及炮眼深度，防止装药量大，爆破震动对断层处岩石层稳定性产生影响；松动爆破时必须分次爆破，严禁一次性爆破所有松动炮眼。（6）掘进巷道过F4断层后，在断层上下盘各安装一个顶板离层仪，并安排专人定期对顶板下沉、离层情况进行观测、记录，若顶板下沉量加大时，必须及时采取有效顶板控制措施。（7）掘进巷道爆破施工时必须严格执行“一炮三检、三人联锁”放炮制度，爆破前必须在所有可能进入放炮地点拦人设警戒。
2.4人工假顶施工工艺
（1）人工假顶锚索吊棚的施工工艺。人工假顶由锚索吊棚及4.5m长三眼11#工字钢梁构成，工字钢梁每隔1.5m施工一架，锚索钢绞线规格为Φ17.8×5300mm，预紧力10t以上，锚固力17MPa以上；锚索采用一支MSCK2335超快速树脂及两支MSK2360快速树脂锚固。（2）铺设4.5m长11#工字钢梁施工8根。人工抬运工字钢梁到人工假顶区域底下，同时超高部位搭建工作平台；在施工现场利用掘进机为工作平台，施工人员站立在掘进机上；人工抬工字钢梁至锚索吊棚下方，上好工字钢梁；然后利用锚具锚固，保证人工假顶底平面在一水平面上，与巷道顶板保持在同一个水平面范围内。（3）巷道顶板预注浆工程。人工假顶施工完后，对假顶孔隙处采用高压注浆泵向其填充罗克修膨胀剂，通过施工膨胀剂后提高假顶与顶煤粘合能力及性能。注浆施工工艺：①向假顶空间内部埋设注浆管→安装封口器→用高压胶管连接注射枪和注浆泵→将吸管插入装有罗克修膨胀剂桶内→开泵注浆→冲洗机具→停泵→拆卸注射枪。②严格控制注浆压力，当压力达到5～8MPa或出现大面积漏浆时（漏浆量等于泵的注入量），可更换另外一个地点注浆或者停止注浆；注浆顺序：按照由内而外的顺序进行。每个假顶注浆充填完毕后，利用机油对所有的管路进行清洗一遍，确保管路无浆液残留造成管路堵塞。
2.5施工交错密集“JW”型钢带
（1）21505巷顶板施工的“JW”型钢带纵横交错布置，横向钢带（垂直巷道）长度为3.8m，宽度0.28m，每根钢带焊制5个直径为30mm圆孔。每根钢带配套5根长度为3.0m、直径为22mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间距为0.9m，钢带排距为1.0m。（2）横向钢带施工完后，在顶板施工交错式纵向钢带，纵向钢带长度为2.5m，宽度为0.28m，每根钢带焊制3个直径为30mm圆孔。第一组纵向钢带施工在第一排、第二排、第三排横向钢带的第一个、第三根、第五根锚杆上，共计三根，且与横向钢带垂直布置，如图2所示。（3）第二组钢带施工在第二排、第三排、第四排钢带的第二根、第四根锚杆上，共计两根，与第一组纵向钢带交错式布置，依次类推直至工作面完全过断层破碎带。
结语
在对5201巷过F1断层传统施工方法存在的问题进行分析后，提出了反掘法过断层施工工艺。实际应用发现，反掘法过断层虽然增加了巷道掘进量，但无需破顶岩及预留底煤，解决了传统破顶岩时顶板维护难度大、效果差等技术难题，增加了掘进巷道煤柱回采量，提高了施工巷道过断层效率。同时，反掘施工揭露断层后，采用注浆及人工假顶等方法进行断层处顶板维护，提高了断层带附近顶板稳定性，保证施工安全，取得了显著成效。
参考文献：
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［2］王艳伟.12505轨道顺槽过断层施工方案分析[J].江西煤炭科技，2017（02）：146-148.
［3］王延国.掘进巷道过断层施工实践[J].山东煤炭科技，2003（06）：17-18.
论文作者:白云
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/2/25
标签：顶板论文; 断层论文; 巷道论文; 钢带论文; 煤层论文; 注浆论文; 钢梁论文; 《基层建设》2019年第29期论文;