露頭區(qū)采掘工作技術(shù)分析

周傳福

摘要：露頭區(qū)典型的地質(zhì)采礦條件主要是，頂、底板和煤層都屬軟弱巖性的“三軟”煤層，或?yàn)轱L(fēng)化破碎的節(jié)理化頂板，甚至還受到地質(zhì)斷裂和地下水的作用。因此，搞好巷道掘進(jìn)的關(guān)鍵是，加強(qiáng)頂板管理和支護(hù)工作。

關(guān)鍵詞：掘進(jìn)頂板管理支護(hù)

1掘進(jìn)工作面的頂板管理與支護(hù)

1.1在一般的地質(zhì)條件下，應(yīng)采取的技術(shù)措施是：①堅(jiān)持先探后掘。在露頭區(qū)掘進(jìn)時(shí)，一般應(yīng)進(jìn)行超前探查。其目的一是為了確切掌握基巖面標(biāo)商及煤巖柱高度的變化，以對(duì)設(shè)計(jì)的煤柱尺寸進(jìn)行驗(yàn)證和修正，并采取相應(yīng)的對(duì)策：二是了解有無(wú)地質(zhì)構(gòu)造斷裂和揭露松散層底部含水層的水情，并利用探查孔進(jìn)行預(yù)先疏放。邢臺(tái)煤礦在保留防砂煤柱開采露頭區(qū)煤層時(shí)，采取在掘進(jìn)迎頭向前方打仰上鉆孔，鉆孔進(jìn)入松散層底部礫石層后終孔，收到了較好的效果。②及時(shí)支護(hù)，嚴(yán)禁空幫空頂。掘進(jìn)巷道時(shí)，一般要用板皮作背幫背頂材料。在巷道壓力較大和頂板劇烈破碎地段實(shí)行超前支護(hù)，及時(shí)前移前探梁，并要求空頂距控制在1m以內(nèi)，最大棚距控制在0.4m以內(nèi)，同時(shí)采用鋪?lái)斁W(wǎng)或竹笆、荊笆等代用材料。在過斷層破碎帶時(shí)，則采用密集支護(hù)及密集背頂背幫。③減少放炮震動(dòng)影響，維護(hù)頂板的完整性。在項(xiàng)板巖石風(fēng)化嚴(yán)重及有淋水的情況下，嚴(yán)禁打頂眼放炮，而應(yīng)采用手鎬落煤，或只放震動(dòng)炮。當(dāng)露頭煤柱高度小于12m時(shí)，應(yīng)采用放小炮掘進(jìn)。④確保后路暢通。掘進(jìn)時(shí)，每作業(yè)班應(yīng)設(shè)專人巡視后路，在發(fā)現(xiàn)有連續(xù)2架棚子不合格時(shí)，當(dāng)班應(yīng)進(jìn)行翻修，防止冒頂和堵塞后路。⑤及時(shí)排水。為防止水患，在露頭煤柱高度小于12m的情況下，應(yīng)采用水泵跟頭及時(shí)排除積水。

1.2當(dāng)圍巖十分軟弱和破碎時(shí)，對(duì)露頭區(qū)主要巷道和機(jī)械化工作面巷道應(yīng)采取的掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)原則主要是：①實(shí)行密貼支護(hù)。目的在于使圍巖與支護(hù)共同承載巷道壓力，必要時(shí)采取壁后充填措施o②充分發(fā)揮圍巖的自承能力。掘進(jìn)過程中要最大限度地保護(hù)原巖強(qiáng)度，在施工中嚴(yán)格采取防治水措施。⑨恰當(dāng)?shù)乜刂茋鷰r變形。一方面允許圍巖向巷道空間的收縮變形，以便形成巖石支承圈；另一方面又要控制其產(chǎn)生過大的變形，以避免造成圍巖強(qiáng)度降低。因此，應(yīng)因地制宜地采用錨噴網(wǎng)支護(hù)形式，必要時(shí)采用u型鋼可縮支架，或注漿加固圍巖，或特殊型式支架。④實(shí)行二次支護(hù)。一次支護(hù)是使巷道基本穩(wěn)定，二次支護(hù)是進(jìn)一步提高巷道的安全性。⑤實(shí)行全斷面一次施工。應(yīng)采用光面爆破技術(shù)，以避免出現(xiàn)對(duì)圍巖的反復(fù)擾動(dòng)和巷道周邊出現(xiàn)棱角，而造成周邊的應(yīng)力集中。⑥實(shí)行掘后及時(shí)封閉，為此采用全封閉支護(hù)，及時(shí)控制底鼓。⑦實(shí)行動(dòng)態(tài)施工。施工前進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)試分析，施工中進(jìn)行監(jiān)測(cè)，信息反饋，及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)和指導(dǎo)施工。⑧實(shí)行總體設(shè)計(jì)優(yōu)化。不僅優(yōu)化巷道在空間和時(shí)間上的布置，而且優(yōu)化巷道斷面的形狀和大小。

2回采工作面的頂板管理與支護(hù)

在單體液壓支柱機(jī)械化采煤工作面，露頭煤柱高度大于12m，地質(zhì)條件一般時(shí)：

2.1支護(hù)技術(shù)措施①及時(shí)跟機(jī)掛梁和打靠幫柱，靠幫柱每2m一根，頂板破碎片幫嚴(yán)重時(shí)加密，并及時(shí)護(hù)幫，空頂距大于0.7m時(shí)要掏梁窩掛梁。②頂板背嚴(yán)背實(shí)，每根梁上板皮不得少于2塊，頂板破碎時(shí)采用板皮加荊笆背頂。③控制采高，以減少“兩帶”高度。底板松軟時(shí)，支柱要“穿鞋”。④支柱要迎山有勁。遇有寬柱距和齊頭梁情況，當(dāng)班必須調(diào)整。⑤對(duì)新下井和長(zhǎng)期未使用的支柱，使用前必須反復(fù)升降，支柱頂住頂梁后要持續(xù)升3—5s，確保支護(hù)質(zhì)量。⑥保證泵站壓力及乳化液濃度，以使支柱達(dá)到足夠的初撐力，減少頂板離層o⑦采煤機(jī)司機(jī)與支護(hù)工要密切配合，控制好割煤速度，及時(shí)跟機(jī)掛梁。

2.2放頂技術(shù)措施①嚴(yán)格執(zhí)行由里而外，自下而上，先柱后梁，一人“觀山”，一人放頂?shù)脑瓌t。②放頂前打好支撐柱和收尾柱，掛擋矸簾，必要時(shí)架抬棚。③堅(jiān)持分排放頂，不允許同時(shí)放兩排，也不允許倒放。④采用分段放頂同時(shí)作業(yè)時(shí)，分段距離不得小于20m。⑤回出的支柱必須打在緊靠放頂線一排支柱的外側(cè)，以提高支柱對(duì)頂板的支撐力和切頂能力。

2.3初采、初放技術(shù)措施①采用三、五排支護(hù)控頂方式。②機(jī)頭、機(jī)尾處各架設(shè)一個(gè)木垛，工作面內(nèi)每隔10m設(shè)木垛，相鄰木垛之間打抬棚一架。③采用人工放頂，無(wú)密集切頂。④回風(fēng)巷內(nèi)備草袋，在萬(wàn)一發(fā)生涌水、涌砂時(shí)使用。⑤安排專人觀察頂板和涌水情況。

2.4防止冒頂技術(shù)措施①加強(qiáng)支護(hù)質(zhì)量。②控制好割煤速度，及時(shí)跟機(jī)掛梁。在頂板特別破碎和過斷層帶時(shí)，割一道梁師。掛一道梁。⑨頂板破碎和風(fēng)化嚴(yán)重處，必須用板皮加荊笆背頂，以防漏矸造成空頂，甚至引起局部頂板抽冒。④煤壁片幫后，必須及時(shí)將頂梁掛到煤幫，并打好靠幫柱。⑤加強(qiáng)工作面上、下端頭處的頂板管理，正確使用四對(duì)八根n型鋼長(zhǎng)梁：移機(jī)頭、機(jī)尾時(shí)，必須及時(shí)打上回下的支柱。⑥發(fā)現(xiàn)工作面局部冒頂，必須及時(shí)處理。

2.5過斷層技術(shù)措施①斷層與工作面夾角較小時(shí)，要及時(shí)調(diào)面，以減少斷層的影響范圍。②適當(dāng)?shù)夭陕鋽鄬由媳P的巖石，但采落厚度不得超過0.5m，斷層下盤留頂煤，厚度不得超過0.3m，長(zhǎng)度不得超過5m。③用板皮、大板或半圓木背頂，并加密靠幫點(diǎn)柱。④控制采高，一般為1.7～1.9m。⑤架設(shè)木垛。⑥嚴(yán)格控制割煤速度，割一道梁距，掛一道梁。

露頭煤柱高度小于12m，地質(zhì)條件更加復(fù)雜(例如，有周期來(lái)壓并伴有淋水，頂、底板破碎松軟，受斷層影響)時(shí)：①周期來(lái)壓時(shí)，改三、五排支柱控頂為三、四排支柱控頂。②增大工作面支護(hù)密度?；叵碌闹е蛟诳仨攨^(qū)內(nèi)，起切頂和補(bǔ)強(qiáng)作用，并加密板皮，掛頂網(wǎng)或荊笆背頂，不得出現(xiàn)空頂現(xiàn)象。③跟機(jī)掛梁和打靠幫柱，必要時(shí)刨窩掛超前梁，加密靠幫點(diǎn)柱。④嚴(yán)禁出現(xiàn)寬柱距和齊頭梁現(xiàn)象，頂梁要垂直煤壁。⑤縮短空頂時(shí)間，割一道梁距，掛一道梁。⑥保證支柱足夠的初撐力。⑦機(jī)頭和機(jī)尾處使用好四對(duì)八根n型鋼長(zhǎng)梁，一梁三柱。⑧放頂時(shí)先放斷層、壓力大、支柱鉆底嚴(yán)重和采高小處。⑨在壓力最大地段，放頂前打好n型鋼抬棚。

3再生頂板條件下采掘工作面的頂板管理與支護(hù)

3.1掘進(jìn)中、底分層工作面由于露頭區(qū)巖性軟弱，巖石濕度大，一般再生頂板較好，而且無(wú)涌水、淋水及滴水，因此，支架及其棚距與頂分層相同。在局部有淋水、滴水的地段，為了防止局部冒頂，可采取密集背板及隨時(shí)補(bǔ)網(wǎng)的措施。一般露頭區(qū)中、底分層工作面“兩巷”超前壓力范圍及其峰值均小于頂分層，因此，掘進(jìn)工作普遍較頂分層順利。

3.2回采中、底分層工作面回采中、底分層工作面的技術(shù)措施基本上與頂分層相同。即使在斷層密集地段也比頂分層順利。主要技術(shù)措施有：①當(dāng)煤底軟弱時(shí)，采取“網(wǎng)上穿鞋”措施。②當(dāng)煤壁片幫時(shí)，除加密靠幫柱外，增加單體支柱和超前懸臂梁。③在片幫嚴(yán)重及頂板壓力大的地段，使用小徑木背頂，以防冒頂。④工作面端頭支護(hù)上采用雙楔頂梁。⑤移輸送機(jī)后，先清除浮煤，使支柱支在實(shí)煤(底)上。⑥加強(qiáng)對(duì)頂板的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。