薄煤層野青復(fù)合頂板的支護技術(shù)研究

鹿蘇超LU Su-chao

（河北省邯鄲市孫莊采礦有限公司，邯鄲 056200）

（Sunzhuang Mining Company in Handan of Hebei Province，Handan 056200，China）

0 引言

隨著孫莊煤礦野清煤層灰?guī)r頂板支護年限的增長，深部巷道的地質(zhì)條件也會更加復(fù)雜，野青薄煤層的科學(xué)有效配采就顯得極為重要，在施工過程中如何合理開采薄煤層就成為了目前首要的任務(wù)，也可保證礦井采掘生產(chǎn)量的穩(wěn)定。煤礦生產(chǎn)總量逐年減少，礦井采掘想要持續(xù)下去就要不斷提高采掘技術(shù)以及做好充分的頂板管理工作，由于大部分煤層頂板還是復(fù)合頂板，管理野青灰?guī)r頂板就顯得比較困難。因此，想要做好復(fù)合頂板的支護工作，就要使薄煤層的綜掘單進技術(shù)得到提高，首先要準(zhǔn)備好充足的薄煤層開采前期工作，以達到采掘生產(chǎn)量提高的目的，主采與配采煤層的生產(chǎn)量要始終保持平衡，只有這樣礦井才能得到健康穩(wěn)定的發(fā)展。

1 野青煤層及頂?shù)装鍘r性

由于孫莊煤礦七采區(qū)的四號煤厚度比較不均等，通常煤的厚度在0.3～1.89m 時會有部分煤層被火侵蝕為巖石，配上掘進中的煤層平均厚度約達1.0m，由于四號煤頂板是野青復(fù)合頂板，所以它的頂板通常是野青灰?guī)r居多，野青灰?guī)r呈灰黑色，質(zhì)地堅硬，其中含有較多雜質(zhì)，有部分灰?guī)r還存有缺失，厚度約為0.2～0.45m，其平均厚度約為0.3m，灰?guī)r繼續(xù)往上就可見厚度約達3.0m 的泥巖，呈黑色質(zhì)地柔軟，其中含有較多包裹體，泥巖上部煤線比較不穩(wěn)定，厚度約為0～0.3m，繼續(xù)往上就是一層粉砂巖，厚度比較不均等質(zhì)地相對柔軟。直接底則是灰色的粉砂巖，主要由石英、長石作為組成部分，其中含有包裹體，厚度約為2.6m，老底是厚粉砂巖，厚度約為6.05m。老底與直接底中間還有一小層煤，厚度約為0.3m。

四號煤開拓準(zhǔn)備之前二號煤層已經(jīng)順利開采，其地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，一般是由斷層、褶曲作為主要組成部分。四號煤地質(zhì)情況表明煤頂板當(dāng)中還有部分局部野青灰?guī)r存在缺失，這種缺失很容易造成直接頂變成泥巖，從而加大野青復(fù)合頂板管理與支護的難度，導(dǎo)致出現(xiàn)頂板事故。通過對于條件比較復(fù)雜復(fù)合頂板的研究，分析出如何開發(fā)頂板支護方式、施工組織技術(shù)的有效措施，找到利于頂板條件的最佳支護方案。

2 灰?guī)r復(fù)合頂板的支護方式

通過對頂板灰?guī)r情況的研究，了解到巷道頂板巖層的屬性，只有充分掌握巷道頂板巖性，結(jié)合準(zhǔn)確可靠的資料選擇出最佳的支護方式，才能有效完成野青灰?guī)r頂板的支護工作。探測灰?guī)r頂板可有利于開展復(fù)合頂板的支護，也是保證復(fù)合頂板安全的重要內(nèi)容。在掘進支護的過程中，也要進行支護頂板錨桿以及錨索，前者支護孔深2.4m，后者支護孔深9m，設(shè)計孔深的同時也要繼續(xù)觀察頂板灰?guī)r的情況，將探測到的頂板灰?guī)r情況記載清楚，并且要了解野青灰?guī)r頂板的具體情況。在操作支護方式的過程中，將探測頂板灰?guī)r施工作為主要工作，將施工探測負責(zé)人、日期、位置、各層巖石厚度等信息清楚的記錄下來，定期匯報工作，根據(jù)巷道情況繪制素描圖，完善巷道支護方式、圍巖變形情況，可為后期施工與優(yōu)化支護方式提供參考。

針對不同灰?guī)r頂板選擇支護方式，四號煤層頂板是野青灰?guī)r，厚度約達0.2～0.5m，其平均厚度是0.35m。巷道頂板情況比較穩(wěn)定，通過使用錨網(wǎng)索支護，直接灰?guī)r頂板能夠承載上覆泥巖、巖層的壓力。如果遇到巷道超挖或錨桿錨索失效的情況，就要立即補上打點錨桿進行有效支護，從而可以保證圍巖的支護效果。當(dāng)頂板灰?guī)r厚度超過0.3m，根據(jù)施工經(jīng)驗觀測頂板情況看灰?guī)r是否穩(wěn)定，錨網(wǎng)支護正常是為了減少支護材料單耗以及人工勞力，可優(yōu)化頂錨索的支護，有利于提高掘進效率。當(dāng)頂板灰?guī)r厚度小于0.3m，在錨網(wǎng)支護正常的情況下，可加大對頂板的控制，在施工過程中，通過前探梁、打設(shè)點錨建立暫時的支護點，同時對薄層灰?guī)r開展錨網(wǎng)支護，為預(yù)防灰?guī)r層掉落引起上層泥巖往下沉，有效控制灰?guī)r頂板。在掘進的過程中還會看到因為頂板灰?guī)r的缺失而造成圍巖不清，頂板出現(xiàn)小斷層或灰?guī)r缺失，巷道直接頂板結(jié)構(gòu)性比較差，上層是超過3m 的泥巖，十分容易塌落而出現(xiàn)頂板事故，這就要在進行掘進工作前，做好充分的支護準(zhǔn)備工作，通過錨桿、前探梁搭建形成臨時支護假頂，用于防止上層泥層的塌落。本文根據(jù)四號煤復(fù)合頂板的特點，在掘進施工過程中首先探測其頂板巖性，及時通過有效的方式進行支護。四號煤層平均厚度大約1.0m，不可采用打眼、爆破等方式選擇掘進，要不然容易引起灰?guī)r頂板的脫落等，頂板灰?guī)r厚度沒有達到0.3m 時會對管理頂板造成不利影響。U 型鋼與錨網(wǎng)索共同組成頂板支護方式，可以增加頂板的支護強度，通過這種支護方式，在一定程度上保證了支護效果。在掘進施工的過程中可采用先進干擾小的綜掘機，可有利于控制頂板，從而有效防止破壞頂板灰?guī)r以及薄層灰?guī)r的塌落。

3 灰?guī)r復(fù)合頂板的支護方式策略

復(fù)合頂板巷道錨網(wǎng)支護技術(shù)一定要按照高強度錨桿支護錨固平衡拱、懸吊等基本理論，支護參數(shù)要符合科學(xué)可行的要求，能夠防止巷道圍巖變形，頂板支護效果才會好。如果有效的復(fù)合頂板巷道錨網(wǎng)支護技術(shù)，可以減少圍巖變形、兩幫移近量，頂板下沉量在控制范圍之內(nèi)，可保證巷道使用斷面不受到破壞。錨網(wǎng)支護技術(shù)可防止巷道變形，灰?guī)r復(fù)合頂板有效的支護方式可增大圍巖支護阻力，圍巖變形支護阻力就會隨著圍巖不斷膨脹而增大，可增加圍巖抗壓能力與自承力，從而達到防止巷道變形的目的。

控制巷道變形可幫助減少人工勞力與材料資源的損耗，巷道圍巖抗壓能力增強支護層抗壓強度也隨之增強，從而有效避免巷道破壞，還可保障施工人員的生命安全不受到威脅。只有不斷提高掘進單進技術(shù)與礦井支護能力，就可減輕今后巷道支護工作所負擔(dān)的壓力，有利于礦井生產(chǎn)量的穩(wěn)定發(fā)展，可有效緩解供需壓力。薄煤層野青復(fù)合頂板的支護方式也在實踐中不斷得到創(chuàng)新，技術(shù)經(jīng)驗也逐漸積累，可為掘進相同條件下的復(fù)合頂板巷道打下基礎(chǔ)。首先通過先進的觀測方式，保證獲得準(zhǔn)確科學(xué)的觀測資料，便于開展巷道掘進工作，同時隨時觀測灰?guī)r頂板的基本情況，也為后期對巷道進行支護補強提供了依據(jù)，在掘進施工的過程當(dāng)中通過采用干擾小的綜掘機，可以有效防止破壞頂板灰?guī)r與薄層灰?guī)r的塌落，達到控制灰?guī)r頂板的目的。

4 結(jié)束語

綜上所述，孫莊煤礦四號煤巷道掘進過程中應(yīng)用復(fù)合頂板支護技術(shù)，經(jīng)過后期觀測巷道頂?shù)装?、兩幫位移量，支護效果良好，可有效處理野青復(fù)合頂板的支護困難問題，可完成薄煤層綜掘的快速施工。通過對于復(fù)雜巷道的復(fù)合頂板支護技術(shù)的研究，為今后相同環(huán)境下復(fù)合頂板的巷道支護提供了寶貴經(jīng)驗。

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