塔山煤矿特厚复杂煤层条件下小煤柱开采变化段小断面掘进技术

塔山煤矿特厚复杂煤层条件下小煤柱开采变化段小断面掘进技术

孔祥忠

太原理工大学研究生学院

摘要：为了解决5204-2顺槽煤柱变化段顶板破碎、矿山压力显现严重的问题，特别是上药卷时到该区域时需反复透孔、送药卷，耗时极大，且注粘接材料达不到预期效果的情况下，疑似存在有顶板压力不能及时释放这种情况，以致闷墩声在达到一个释放点时压力过大，存在安全隐患。经过多种方法，多次尝试，5204-2顺槽巷工作面压力显现依旧明显，闷墩声依旧频繁，片帮严重，不仅使得5204-2顺槽巷施工缓慢，影响工期，而且还在前掘过程中存在较大的安全隐患。为此，我们采取了小断面掘进技术，改善支护工艺，工作面压力显现明显减弱，取得了较明显的效果，确保了巷道顺利掘进。

关键词：变化煤柱；矿压显现；顶板破碎；掘进技术；支护工艺

0引言

塔山煤矿二盘区3-5#层5204-2顺槽巷左邻8204采空区，且5024-2巷里程474m-894m（420m）区域为煤柱变化段，煤柱最大为63m，煤柱最小为6m，由于受二盘区复杂地质条件及相邻采空区的影响，巷道压力显现明显，闷墩声较大、较多，两帮片帮严重，在前掘过程中存在较大的安全隐患。

图1

图2

5204-2顺槽巷顶板压力显现明显区域顶板，往上8-10m煤层有破碎区域，打眼及上药卷困难，尤其是上药卷时到该区域时需反复透孔、送药卷，耗时极大，后期在里程664-670m顶板采取超前预注粘接材料施工，顶板施工锚索上药卷相对好转，但由于煤层破碎但不存在离层，注粘接材料达不到预期效果，且由于注粘接材料后顶板局部密实，疑似存在有顶板压力不能及时释放这种情况，以致闷墩声在达到一个释放点时压力过大，存在安全隐患，取消预注粘接材料；后在后巷尝试注水泥浆加固顶板，尝试多次后，顶板往上水泥浆注不进去，后停注。经过多种方法，多次尝试，5204-2顺槽巷工作面压力显现依旧明显，闷墩声依旧频繁，片帮严重，不仅使得5204-2顺槽巷施工缓慢，影响工期，而且还在前掘过程中存在较大的安全隐患。

1工作面掘进及支护工艺改进

针对5204-2顺槽巷压力显现遇到的各种影响问题，经过各种方法、多次尝试，后期提出改变支护工艺，采取小断面掘进的方法，即5204-2顺槽巷设计宽5.5m，先在采煤帮截割3.8m，后扩刷至5.5m。原设计一次截割成巷，顶板来压明显，两帮炸帮严重，截割及打支护时闷墩声较大、较频繁，使得截割时间及支护时间相对延长，支护有效性变差；使用小断面掘进（如图1、2所示）均需2次截割，工序相对较繁琐，但两次截割成巷相对一次截割成巷而言，闷墩声有所减少，每圆班闷墩较大次数为3-8次（原6-10次），来压相对较小，根据现场盯班情况发现，前掘一排所用的截割时间和支护时间较一次性全断面成巷少，支护有效性强。

2改进后矿压显现变化

由于采取小断面掘进方案，右半幅截割成型后，再施工左半幅剩余部分，矿压显现有所延缓，顶板来压时间相较一次截割成巷较长，帮部炸帮现象得以有效控制。

3改进后支护难度变化

现场观察4.3m，6.3m锚索可以一次支护到位；一次性截割成巷时11.3米锚索在8.6-9.1m处存在碎煤区域；容易在破碎区域处掉落破碎矸石堵孔，上药卷困难，根据现场观察，打一根11.3m锚索至少在60分钟左右，小断面截割成巷时由于矿压显现有所延缓，8.6-9.1m处碎煤区域区域有所好转，据现场观察，打一根11.3米锚索在30分钟左右，支护难度和时间有明显改观。

4改进前后支护对比

原支护方案和小断面掘进支护方案对比，以10排支护为例：

原设计：4.3m锚索30根；6.3m锚索45根；11.3m锚索60根；

小断面掘进方案：4.3m锚索30根；6.3m锚索45根；11.3m锚索60根；

根据对比发现，支护量没有因支护方案的变化有所增加。

5结论

采取小断面掘进的方案，矿压显现有所延缓，闷墩声声音、频率有所减少，能有效提高工人工作时的安全系数及工作效率，同时通过小断面掘进能有效控制巷道炸帮现象，确保了巷道成型。

参考文献：

[1]张荣立,何国纬,李铎.采矿工程设计手册[M].煤炭工业出版社，2005

[2]崔云龙.简明建井工程手册[M].煤炭工业出版社，2003

[3]钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[M].中国矿业大学出版社，2001

[4]王显政.煤矿安全新技术[M].煤炭工业出版社，2002