張浩乙++周鴿

摘 要：李子埡南二井屬煤與瓦斯突出礦井，開采煤層傾角達49°，為急傾斜煤層，巖巷與煤巷交岔口的較多且跨度較大，長期以來給礦安全管理工作帶來了巨大的壓力，通過對巷道掘進岔口支護工藝及支護方式等開展技術(shù)攻關(guān)，確保了岔口頂板得到有效控制，同時減少了施工環(huán)節(jié)，降低了職工勞動強度，保障了職工作業(yè)安全，同時也為礦井的安全發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)，積累了經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：急傾斜 三軟 突出 岔口 頂板 支護。

中圖分類號：TD353 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（a）-0032-02

李子埡南二井核定生產(chǎn)能力30萬噸/年，絕對瓦斯涌出量25.21m3/min、相對瓦斯涌出量36.52m3/t，屬煤與瓦斯突出礦井。礦井位于龍王洞背斜東翼，屬于單斜構(gòu)造、單一煤層，煤層厚度1.47m～3.60m，平均厚度2.38m，煤層傾角為43°～83°，平均49°。受煤層傾角、厚度、支護工藝、煤層松軟、岔口跨度大等綜合因素影響，礦井巖巷與煤巷交岔口頂板支護困難，同時，類似條件下無可借鑒的經(jīng)驗，岔口頂板支護效果差，對礦井的安全生產(chǎn)影響較大。為此，急傾斜煤層煤巖巷交岔口頂板的控制為迫在眉睫的一大研究課題。

1 基本概況

1.1 巷道位置關(guān)系及用途

3103回風(fēng)巷中部運輸石門西與+405m南底板抽采巷相連，東與3103回風(fēng)巷相連，主要用于3103回風(fēng)巷掘進期間材料運輸；3103回風(fēng)巷中部回風(fēng)石門北與31采區(qū)專用回風(fēng)二段相連，南與3103回風(fēng)巷相連，主要用于3103回風(fēng)巷掘進期間回風(fēng)，3103回風(fēng)巷為3103工作面回風(fēng)巷，主要用于3103工作面材料運輸和回風(fēng)。

1.2 巷道斷面及支護方式

3103回風(fēng)巷設(shè)計斷面形狀為異形，巷道下端寬度為4200mm，巷道高度為3900mm，高幫及煤層采取金屬架料支護，頂板及矮幫采取錨網(wǎng)+錨桿+錨索支護；3103回風(fēng)巷中部運輸石門設(shè)計斷面形狀為三心拱形，巷道寬度為3600mm，巷道高度為3100mm，灰?guī)r段采取噴射混凝土支護，軟巖段采取錨網(wǎng)+錨桿噴射混凝土支護；3103回風(fēng)巷中部運輸石門設(shè)計斷面形狀為三心拱形，巷道寬度為3200mm，巷道高度為3000mm，灰?guī)r段采取噴射混凝土支護，軟巖段采取錨網(wǎng)+錨桿噴射混凝土支護。

1.3 施工工藝

3103回風(fēng)巷為沿空巷道，采用綜掘機掘進，膠帶輸送機連續(xù)運輸出矸，3103回風(fēng)巷中部運輸石門和3103回風(fēng)中部回風(fēng)石門采取爆破掘進，耙斗裝巖機配合礦車及膠帶輸送機出矸。

2 研究思路

一是調(diào)整巷道施工順序，降低煤巖巷岔口處瓦斯動力對巷道圍巖的影響；二是根據(jù)交岔口巖石變化情況合理調(diào)整爆破施工的裝藥量及施工工藝，降低爆破對交岔口巷道圍巖的震動影響；三是對交岔口頂板進行超前支護，防止交岔口頂板出現(xiàn)空頂和垮冒；四是優(yōu)化交岔口支護方式，縮短支護施工時間。通過以上幾種措施，確保急傾斜三軟煤層交岔口頂板得到快速有效控制。

3 實施方案

3.1 合理調(diào)整巷道施工順序

先掘進3103回風(fēng)巷，使3103回風(fēng)巷掘進磧頭超前3103回風(fēng)巷與3103回風(fēng)巷中部回風(fēng)石門和3103回風(fēng)巷中部運輸石門交岔口，以此方式來釋放交岔口處煤層瓦斯含量，卸載瓦斯壓力。

3.2 調(diào)整施工工藝及裝藥量

3103回風(fēng)巷掘進至3103回風(fēng)巷中部回風(fēng)石門與3103回風(fēng)巷岔口時，使用綜掘機掘進代替爆破掘進將3103回風(fēng)巷中部回風(fēng)石門開口段掘進掘進一定距離（具體可根據(jù)巷道與巷道的夾角大小及掘進機可掘進的范圍而定），以此方式避免爆破開口掘進產(chǎn)生的強大震動給頂板及圍巖造成破壞；另外在兩個石門掘進掘進只靠近煤層底板時，根據(jù)現(xiàn)場巖層硬度系數(shù)及巷道頂板距離煤層法線的距離逐漸減少爆破裝藥量，以此降低爆破震動強度，減少圍巖印象范圍。

3.3 施工超前管棚支護頂板

3103回風(fēng)巷中部回風(fēng)石門開口前及3103回風(fēng)巷中部運輸石門掘進至距貫穿3103回風(fēng)巷5m前，在3103回風(fēng)巷施工超前管棚對貫穿巷道交岔口貫穿點頂板進行超前支護，超前管棚按5°仰角施工在兩個石門之上，垂直3103回風(fēng)巷走向方向，管棚使用40mm鋼管施工，鋼管間距200mm，長度6000mm，使管棚外端搭接在3103回風(fēng)巷架料加固錨梁上，里端進入石門頂板巖層中。

3.4 優(yōu)化交岔口支護方式

一是提前在3103回風(fēng)巷與3103回風(fēng)巷中部回風(fēng)石門及3103回風(fēng)巷中部運輸石門岔口處的高幫和頂板施工錨梁進行加固，高幫錨梁采用11號礦用工字鋼加工，錨梁上以1500mm間距施工φ12.54×7300mm錨索，對高幫架料進行加固；同時使用W型鋼帶配合φ12.54×7300mm錨索對頂板進行加固；二是掘進岔口期間頂板臨時支護直接使用單體液壓支柱配合W型鋼帶、錨網(wǎng)進行，錨網(wǎng)和鋼帶固定后直接施工錨桿、錨索形成錨網(wǎng)+錨桿+W型鋼帶+錨索聯(lián)合正式支護，確保支護緊貼巷道，錨桿、錨索均交錯布置在W型鋼帶上，錨桿采用φ20×2000mm全螺紋樹脂錨桿，錨索采用φ12.54×7300mm錨索，錨桿、錨索間距800mm，W型鋼帶間距800mm。三是掘進岔口期間及時對岔口段進行噴射混凝土，確保錨網(wǎng)全部封閉嚴(yán)實，達到封閉支護效果。

4 實施效果

通過合理調(diào)整施工順序及施工工藝，有效的降低了巷道圍巖的影響程度，利用超前管棚及優(yōu)化支護方式，有效地縮短了支護時間和支撐力對頂板的反復(fù)作用的影響，保證了巷道交岔口頂板得到有效控制。

5 結(jié)語

目前國內(nèi)開采的大部分煤層均為近水平和傾斜煤層，在煤巖巷交岔口處齊頂板多為完整巖層，支護難度相對較小，但由于南二井特殊的“三軟”（頂板軟、煤層軟、底板軟）煤層賦存情況及瓦斯災(zāi)害情況，煤巷與巖巷巷道交岔口掘進期間極易發(fā)生大型冒頂事故，為此研究急傾斜“三軟”突出煤層煤巖巷道交岔口支護技術(shù)，對于南二井安全發(fā)展、采掘接替及后期可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，通過以上的技術(shù)研究應(yīng)用，目前煤巖巷交岔口頂板得到了有效的控制，相信隨著后期技術(shù)攻關(guān)的不斷深入，煤巖巷交岔口的施工進度及效果會更進一步提高。

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