馮玉強(qiáng)

（平煤股份八礦掘進(jìn)四隊(duì) 河南 平頂山 467012）

近年來，隨著煤炭行業(yè)的縱深發(fā)展，和煤炭企業(yè)集約化、集團(tuán)化道路的深入，煤炭企業(yè)規(guī)模不斷膨化，煤炭產(chǎn)量的加大，必將導(dǎo)致了礦井開采深度的延伸。然而，如何隨著礦井向深部的延伸，逐漸開采周邊遺留煤炭資源，及時(shí)封閉己采采區(qū)、減少通風(fēng)阻力、漏風(fēng)和巷道維修量，減少能源資源流失是我們所面臨的新的問題。

我礦己四采區(qū)上部，靠近己15煤層露頭區(qū)風(fēng)化帶，遺留有約50萬噸的己組煤可采儲(chǔ)量，由于風(fēng)化帶附近煤層的賦存狀況極不穩(wěn)定，煤層頂板巖性多變，近期未有風(fēng)化帶附近施工的先例，因此，對在工作面初始設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，隨著兩巷掘進(jìn)施工揭露情況，及時(shí)優(yōu)化采面兩巷布置，及時(shí)選用合適的支護(hù)形式加強(qiáng)頂板管理，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，進(jìn)行立項(xiàng)研究是非常必要的，既能服務(wù)于當(dāng)前的生產(chǎn)，又對類似地質(zhì)條件下的掘進(jìn)施工具有非常大的指導(dǎo)意義。

該項(xiàng)目研究的目的，一方面是如何根據(jù)揭露情況優(yōu)化風(fēng)化帶附近采面兩巷的布置，另一方面是如何合理選擇支護(hù)形式，既保證頂板安全，減少材料投放，又能減輕工人的體力勞動(dòng)，加快施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

1 研究的內(nèi)容和技術(shù)方案

（1）研究內(nèi)容①支護(hù)形式及參數(shù)的研究和確定；不同地質(zhì)地段巷道頂板位移量與巷道跨度之間的關(guān)系；②內(nèi)化帶附近煤層賦存變化的規(guī)律。

（3）技術(shù)關(guān)鍵：①綜合運(yùn)用錨桿、錨索支護(hù)的腈懸吊理論、組合梁理論、圍巖板動(dòng)圈理論，經(jīng)理論計(jì)算、實(shí)測和工程類比，根據(jù)位移觀測的頂板位移與形變，合理選擇支護(hù)形式，在風(fēng)化帶附近最大限度推廣錨網(wǎng)支護(hù)，又要保證頂板的安全。②根據(jù)風(fēng)化帶附近煤層賦存的規(guī)律，及時(shí)優(yōu)化兩巷布置，以有利于回采和煤質(zhì)管理。

2 實(shí)施方案

（1）運(yùn)用錨網(wǎng)索支護(hù)的懸吊理論、組合梁理論、圍巖松動(dòng)圈理論及頂板巖性，對支護(hù)規(guī)格進(jìn)行驗(yàn)算，初步確定支護(hù)材料規(guī)格。

（2）采用“+”字測點(diǎn)法和雙高頂板離層儀對邦頂位移量進(jìn)行觀測，每日由專人做好記錄，通過邦、頂位移觀測資料的整理和分析，掌握巷道寬度與頂板巖性對頂板位移量度的影響。頂板位移的速度按以下數(shù)值來控制；

a:巷道施工后10內(nèi),頂板下沉小于50mm,下沉速度小于5mm/d；

b:巷道施工后50天內(nèi),頂板下沉量小于150mm,下沉速度小于3mm/d；

超過以上范圍之一，立即改變支護(hù)形式，改架29“U”4194型拱縮棚支護(hù)，棚距 600mm。

根據(jù)風(fēng)巷揭露風(fēng)化帶的情況，及時(shí)對原設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，煤層風(fēng)化嚴(yán)重時(shí)，風(fēng)巷甩刀把避開風(fēng)化帶施工。

我國航空材料標(biāo)準(zhǔn)化歷經(jīng)50多年的發(fā)展，特別是通過“十五”和“十一五”的努力，始終堅(jiān)持積極采用、理性參考國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，充分結(jié)合我國國內(nèi)生產(chǎn)實(shí)際，以及科研、生產(chǎn)、使用相結(jié)合的原則，使標(biāo)準(zhǔn)在保持一定先進(jìn)性的同時(shí)，具有較強(qiáng)的可操作性和實(shí)用價(jià)值，目前我國已經(jīng)建立了基本完整的航空材料標(biāo)準(zhǔn)體系。[11]這些構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)體系的數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)、材料等在我國軍用航空材料的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、生產(chǎn)及采購方面發(fā)揮了極其重要的作用。

3 支護(hù)參數(shù)的選定

根據(jù)以上確定的支護(hù)參數(shù),選定己15-14000機(jī)、風(fēng)巷錨網(wǎng)索支護(hù)規(guī)格為：

（1）頂錨桿使用Φ20mm,L=2000mm的高強(qiáng)全螺紋樹脂錨桿；

（2）幫錨桿使用Φ20mm,L=2000mm的強(qiáng)錨桿；

（3）錨索使用Φ15.24mm,L=6000mm高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線；

（4）頂網(wǎng)使用4.6m×0.9m規(guī)格的4#冷拔絲編織經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)格40×40mm；頂網(wǎng)兩頭各下垂300mm,以便幫頂網(wǎng)搭接；

（5）上下幫網(wǎng)分別使用 3.0m×0.9m和2.4m×0.9m規(guī)格的4#冷拔絲編織經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)格40×40mm；

（6）頂板每排布置一根鋼筋梯梁，鋼筋直徑16mm，梁長4.0mm；

（7）頂板每排布置7根高強(qiáng)錨桿，上、下幫分別布置5根和4根等強(qiáng)錨桿；

（8）頂、幫錨桿、排距均為 750±50mm；

（9）錨索按“三花眼”方式布置，錨索間×排距為2000×2250mm，誤差±100mm。

4 施工設(shè)置

頂板錨桿孔和錨索孔采用QBT系歹風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)配S19中空六方接長式鉆桿、Φ27mm雙翼合金鉆頭打眼和安裝，兩邦錨桿孔采用MDZ-1。20煤電鉆配Φ32mm小孔徑麻花鉆桿打眼，用壓風(fēng)吹清眼內(nèi)浮煤屑。頂錨桿用風(fēng)動(dòng)錨桿機(jī)攪拌、緊固錨桿螺帽，邦錨桿用煤電鉆攪拌藥卷，用加力桿人工緊固錨桿螺帽。錨索頂應(yīng)力張位使用手動(dòng)油泵及千斤頂。

5 施工工藝及特點(diǎn)

（1）掘進(jìn)機(jī)割煤時(shí)，必須自上向下、均勻緩慢割煤，先割上部再割下部，防止上部煤體懸空，帶動(dòng)兩邦煤體跨落，引起片幫。

（2）錨索布置為三花眼方式，利用錨索將錨桿固范圍內(nèi)的偽頂和直接頂板巖層懸吊于完整堅(jiān)固的復(fù)合頂巖體上，錨索及時(shí)預(yù)緊后，阻止頂板巖層的離層。

（3）頂、幫網(wǎng)使用強(qiáng)度較大的4#冷拔絲紡織經(jīng)緯網(wǎng)，增強(qiáng)護(hù)幫能力，避免邦網(wǎng)強(qiáng)度低造成邦網(wǎng)成兜狀。

（4）嚴(yán)格按錨桿、錨索施工工藝要求作業(yè)，尤其是在樹脂藥卷數(shù)量上不能弄虛作假，必須安排驗(yàn)收員現(xiàn)場監(jiān)督每根錨桿裝樹脂藥卷數(shù)量不低于2卷，錨索不低于5卷，使錨桿、錨索具體有足夠的錨固力。

（5）錨桿的施工質(zhì)量要做為現(xiàn)場管理上的重點(diǎn)認(rèn)真檢查驗(yàn)收，所有錨桿托盤必須全部緊貼巖面，螺帽擰緊，否則，如果存在個(gè)別錨桿固力小，頂板會(huì)首先從錨板固力大的錨板處產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，破壞單根錨桿，而后應(yīng)力會(huì)向周圍傳遞，直至整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)破壞。

（6）改進(jìn)臨時(shí)支護(hù)手段，引進(jìn)新型的水壓單體支柱，這種單體支柱具有輕便、易搬運(yùn)、使用方便靈活的特點(diǎn)，初撐力較高，掘進(jìn)機(jī)割出空窯后，及時(shí)將單體支柱配合大板對頂板進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，防止頂板離層，不僅有利于工作面安全生產(chǎn)，而且最大程度地保持頂板的完整性，為頂板安全打下了基礎(chǔ)。

6 安全技術(shù)措施

（1）全員貫徹學(xué)習(xí)《作業(yè)規(guī)程》和《操作規(guī)程》，并執(zhí)行簽字和考試。

（2）開工前首先檢查工作地點(diǎn)10m范圍內(nèi)的支護(hù)，發(fā)現(xiàn)錨桿螺絲松動(dòng)、錨盤不貼巖面、錨索沒有張緊，必須先處理后開工，確保開工安全。

（3）必須堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，割煤前，先將中心延至工作面，畫出切割輪廓線再切割，防止割偏，嚴(yán)格按綜掘施工工藝、切割示意圖作業(yè)，綜掘循環(huán)進(jìn)尺1.4米，如遇斷層、地質(zhì)構(gòu)造帶等需要爆破施工時(shí)，嚴(yán)格按爆破圖表標(biāo)定炮眼位置，掌握好炮眼深度、角度及裝藥量，炮掘循環(huán)進(jìn)尺0.6m。

（4）嚴(yán)禁空頂作業(yè)，最大空頂距1.6m，使用好臨時(shí)支護(hù)，及時(shí)使用前探支護(hù)，配合大板接實(shí)頂板。

（5）原則上留偽頂施工，但臨近風(fēng)化帶時(shí)，必須根據(jù)頂板巖性，決定是否破、留偽頂施工。嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度，每次施工前用長釬子找掉活矸危巖，問頂人員要站在支護(hù)良好的安全地點(diǎn)。

（6）工作面的各項(xiàng)工作都必須設(shè)有經(jīng)驗(yàn)的工人觀山，發(fā)現(xiàn)頂板異常，立即喊叫撤人。

（7）工作面遇到構(gòu)造或頂板破碎，壓力大時(shí)，要及時(shí)縮小排距、加密錨索，必要時(shí)套架或改架4194型拱縮棚子。

（8）加強(qiáng)頂板離層監(jiān)測，安設(shè)頂板離層儀并采用十字交叉法觀察頂板下沉量、下沉速度、底鼓量及兩邦位移量，發(fā)現(xiàn)頂板有離層傾向或巷道頂板下沉量、下沉速度存在問題時(shí)，立即采用補(bǔ)板錨索或套4194拱縮棚，加強(qiáng)支護(hù)。

7 結(jié)論

通過對該項(xiàng)目的研究應(yīng)用，多次根據(jù)地質(zhì)條件，對該備采工作面風(fēng)巷和切眼的布置進(jìn)行了優(yōu)化，盡最大可能甩掉風(fēng)化帶地段，成功完成了該工作面的掘進(jìn)施工，完成了擴(kuò)切眼工程，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，并為將來回采時(shí)的頂板管理打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，掌握了淺埋淡深、風(fēng)化帶附近掘進(jìn)施工頂板位移量與頂板巖性和巷道跨度之間的關(guān)系，為特殊地質(zhì)條件下的風(fēng)化帶附近掘進(jìn)施工管理總結(jié)出了有益的經(jīng)驗(yàn)。