淺談下山掘進工作面頂板淋水治理方法

賈福春+劉瑞鵬

摘??要：隨著煤炭經(jīng)濟的發(fā)展，高產(chǎn)高效是每個煤炭企業(yè)面臨的首要問題，而提高礦井單進能力可以有效降低煤礦成本。在煤礦掘進施工過程中，下山掘進施工是不可避免的一種情況。當(dāng)巷道頂板淋水較大時，會使現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境變得惡劣，為掘進施工帶來諸多困難。所以，在下山施工過程中，處理頂板淋水問題是其面臨的首要難題。山西金暉隆泰煤業(yè)有限公司通過改變掘進工作面臨時支護方式，有效地解決了頂板淋水對掘進施工的影響，為其他煤礦同等條件下支護提供了寶貴的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：煤礦;下山掘進;頂板淋水;臨時支護

中圖分類號：TD822??????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.087

1??概述

由于大多數(shù)煤層具有一定的傾角，所以，在設(shè)計礦井時，巷道要以一定的傾角沿著煤層布置。在施工過程中，可以采用下坡施工法或上坡施工法。如果采用下坡施工法，當(dāng)頂板淋水較大時，就會使現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境變得惡劣，為掘進施工帶來諸多困難。我公司通過改變臨時支護方式，有效地解決了頂板淋水對掘進施工的影響，為工人在掘進工作面施工創(chuàng)造了良好的施工環(huán)境。

改變臨時支護方式的具體做法是：在掘進工作面距迎頭20?m的范圍內(nèi)臨時支護，采用雙排單體配柱冒或雙排單體配鉸接梁的方式，在鉸接梁后進行巷道永久支護。

2??巷道概況

9號煤層位于太原組下部K2石灰?guī)r下，先期開采地段的煤層厚度為1.50～3.15?m，平均厚度為2.58?m，中上部常含有1層0.1～0.3?m厚的含炭質(zhì)泥巖，夾石層位穩(wěn)定，厚度變化不大。9號煤層直接頂為石灰?guī)r，厚度為3.5?m;老頂為砂質(zhì)泥巖，厚度為3.2?m;底板為泥巖，厚度為3.5?m。K2石灰?guī)r含水層為下組9號煤層直接充水含水層。

9102膠帶順槽布置在井田先期開采地段，大巷東翼，煤層向斜軸部位。沿9號煤層頂板下山掘進，采用錨索支護。在錨索施工的過程中，錨索鉆孔內(nèi)的涌水量較大。經(jīng)過觀測，9102膠帶順槽涌水量達到了25?m3/h。

3??臨時支護方案

3.1??煤巷頂板完好且平整時

沿巷道走向，由外向里支設(shè)2排液壓點柱，排距為1.5?m，柱距為1.0?m。點柱上方配1.0?m長鉸接梁，一梁一柱，點柱布置在鉸接梁的中間位置。臨時支護長度為20?m，迎頭控頂距不超過2?m。在臨時支護后方，及時支設(shè)巷道永久支護，頂板永久支護距離臨時支護最多不超過4.0?m（錨索排距為4?m），具體如圖1所示。

3.2??頂板凹凸不平時

沿巷道走向，由外向里支設(shè)2排液壓點柱，排距為1.5?m，柱距為1.0?m。點柱上方配柱帽，柱帽采用規(guī)格為300?mm×300?mm×50?mm的木托盤。臨時支護長度為20?m，迎頭控頂距不超過2?m，支柱端頭用木板接頂，木板厚度不得小于50?mm。在臨時支護后方，及時支設(shè)巷道永久支護，頂板永久支護距離臨時支護最多不超過4.0?m（錨索排距為4?m），具體如圖2所示。

3.3??頂板有裂隙時

沿巷道走向，由外向里支設(shè)2排液壓點柱，排距為1.5?m，柱距為1.0?m。點柱上方配1.0?m長鉸接梁，一梁一柱，點柱布置在鉸接梁的中間位置。在鉸接梁上橫向鋪設(shè)規(guī)格為3?800?mm×200?mm×50?mm（長×寬×厚）的木板，巷道寬度為4.0?m，木板間距為300?mm。同時，在木板上鋪設(shè)金屬網(wǎng)片，網(wǎng)片采用直徑為4?mm鋼筋焊制的金屬網(wǎng)，網(wǎng)規(guī)格為2?000?mm×1?000?mm，網(wǎng)格規(guī)格為100?mm×100?mm（長×寬），網(wǎng)片壓茬連接，搭接長度不小于100?mm，并用雙股12#鐵絲每隔2孔綁扎牢固，擰繞不少于3圈。臨時支護長度為20?m，迎頭控頂距不超過2?m。在臨時支護后方，及時支設(shè)巷道永久支護，永久支護錨網(wǎng)距離臨時支護最多不超過0.8?m，錨索距離臨時支護最多不超過2.0?m（錨索排距為2?m），具體如圖3所示。

圖1??頂板完好且平整時臨時支護方式

圖2??頂板凹凸不平時臨時支護方式

圖3??頂板有裂隙時臨時支護方式

4??施工工藝

支護方案的施工工藝是：①放炮后，及時使用臨時支護控制頂板，在臨時支護的掩護下進行其他作業(yè)。②由外向里逐步清碴，在進行臨時支護時，要使點柱打設(shè)順直，形成一條直線。③支柱的初撐力不小于90?kN（約12?MPa），堅持二次注液制度。④在點柱打設(shè)前，要挖出柱窩，柱腿要支在實底上。當(dāng)?shù)装逅绍洉r，要穿鐵鞋或木鞋，以此加強初撐力，防止點柱鉆底。其柱窩深度煤底不低于100?mm、巖底不低于50?mm。⑤在傾斜巷道支設(shè)臨時支護時，要隨山勢有一定的迎山角支設(shè)，支設(shè)要迎山有力。⑥臨時支護打設(shè)好后，要根據(jù)要求及時進行永久支護。

⑦當(dāng)控頂距離超過了規(guī)定距離時，在永久支護打設(shè)完后，要從最后一排開始逐步前移臨時支護。

5??實施效果

改變了臨時支護方式后，不僅不會破壞掘進工作面臨時支護上方頂板的整體性和頂板表面的完整性，還在很大程度上降低了掘進工作面頂板的淋水量——由原來的25?m3/h降到了5?m3/h。同時，工人在對炮眼和兩幫進行永久支護時，能有效避免頂板淋水對施工的影響。實踐證明，此臨時支護方案非常合理。

6??經(jīng)濟效益和社會效益

6.1??經(jīng)濟效益

受頂板淋水量的影響，單進能力較低，煤巷炮掘每月月進不到90?m。改變了巷道臨時支護方式后，月進達到了130?m，提高進尺40?m。

6.2??社會效益

在下山掘進施工過程中，頂板淋水情況是很多礦井都面臨的問題。隆泰礦的示范為其他礦井在同等條件下支護提供了寶貴的經(jīng)驗。

〔編輯：白潔〕

Discussion?on?the?Dip?Driving?Working?Face?Roof?Water?Spraying?Control?Method

Jia?Fuchun，?Liu?Ruipeng

Abstract：?With?the?development?of?coal?economy，?high?yield?and?high?efficiency?is?the?primary?problem?facing?each?of?coal?enterprises，?and?improve?the?mine?single?ability?can?effectively?reduce?the?cost?of?coal?mines.?In?the?process?of?coal?roadway?construction，?down?the?tunneling?construction?is?an?inevitable.?When?the?tunnel?roof?water?spraying?is?large，?will?make?the?field?operation?environment?became?bad，?it?brings?many?difficulties?for?the?tunneling?construction.?So，?on?the?way?down?in?the?process?of?construction，?processing?of?roof?water?drenching?the?problem?is?the?most?difficult?problem?which?it?faces.?Shanxi?Jinhui?Longtai?coal?limited?company?by?changing?the?tunnelling?face?supporting?way，?and?effectively?solve?the?impact?of?water?drenching?roof?of?roadway?construction，?for?other?coal?mine?under?the?same?conditions?support?provides?valuable?experience.

Key?words：?coal?mine;?dip?driving;?roof?water?spray;?temporary?support