平舒煤礦聯(lián)絡(luò)巷防突支護(hù)技術(shù)及安全措施研究

董 凱， 耿文亮

（山西陽煤集團平舒公司，山西 晉中 045400）

引 言

煤與瓦斯突出礦井在我國普遍存在，也是制約礦井和工人生命財產(chǎn)安全的主要災(zāi)害之一。煤與瓦斯突出具有突發(fā)性，突出一旦發(fā)生往往在短時間內(nèi)涌出大量煤粉和瓦斯氣體，涌入到井下狹小的生產(chǎn)作業(yè)空間，摧毀設(shè)備、掩埋工人或者使工人窒息而死［1－2］。同時，煤與瓦斯突出還具有二次破壞的特點。這是由于，涌出的煤粉和瓦斯都具有爆炸可能，一旦遭遇明火，極易引起煤與瓦斯爆炸，對礦井造成二次破壞。平舒煤礦151＃煤層是礦井主采煤層，經(jīng)鑒定，該煤層具有瓦斯突出危險，給巷道的有效支護(hù)和安全掘進(jìn)帶來了極大的難題。煤與瓦斯突出煤層的安全有效支護(hù)一直是國內(nèi)外研究者關(guān)注的重點［3－4］。目前，研究者針對煤與瓦斯突出礦井巷道支護(hù)和安全掘進(jìn)進(jìn)行了大量的研究，但大多是針對某一具體條件的具體分析，前期研究成果在平舒煤礦151＃煤層的適用性還有待驗證。基于上述問題，以平舒煤礦15108工作面實際地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，研究煤與瓦斯突出工作面聯(lián)絡(luò)巷的有效支護(hù)和安全掘進(jìn)問題，對礦井的正常安全生產(chǎn)意義重大。

1 工程地質(zhì)條件

平舒煤礦15108工作面聯(lián)絡(luò)巷井下標(biāo)高－729.5m～－710.1m，地面 標(biāo) 高 1 211.9m～1 277.6m。煤層厚度4.38m，煤層結(jié)構(gòu)（m）：2.40（0.30）1.68，其中，0.30m 為煤層夾矸。煤層直接頂為K2下灰?guī)r，厚度2.32m，性脆、質(zhì)純。老頂為砂質(zhì)泥巖，厚度9.05m，含砂質(zhì)條帶。煤層直接底為泥巖和砂質(zhì)泥巖，總厚度2.70m，含大量植物根莖化石及黃鐵礦晶體等。煤層絕對瓦斯涌出量為4.8m3／min，煤塵具有爆炸危險。15108聯(lián)絡(luò)巷長度200m，巷道坡度3°，圍巖屬于Ⅱ類巷道，突出危險性高。

2 防突支護(hù)技術(shù)

礦井工作面回采為間隔跳采，15108工作面聯(lián)絡(luò)巷主要用于15106工作面大采高支架及設(shè)備向15110工作面搬遷，加快安裝效率，緩解工作面接續(xù)。巷道斷面設(shè)計凈高不低于3 800mm，凈寬不低于4 300mm。聯(lián)絡(luò)巷采用錨桿（索）聯(lián)合支護(hù)。

頂錨桿：采用HRB335高強度左旋無縱筋螺紋鋼Ф20mm×2 000mm 錨桿，配用150mm×150mm×10mm可調(diào)心拱形高強托盤（拱高36mm）和高強調(diào)心球墊及1010尼龍墊片，中孔Ф24mm，每排5根，間距1 000mm，排距900mm，藥卷為MSK2380的樹脂藥卷。

幫錨桿：采用的錨桿、托盤、調(diào)心球墊、樹脂藥卷等均相同。不同點在于幫錨桿間距800mm，排距900mm，上部錨桿距頂300mm。最上面3根幫錨桿豎向布置Ф12mm×80mm×1 800mm的幫鋼筋托梁。

頂錨索：采用1860型Φ17.8mm×6 200mm的鋼絞線，配用300mm×300mm×12mm可調(diào)心拱形高強托盤（拱高56mm）和高強調(diào)心球墊，中孔Ф20mm。錨索按照1－2－1布置，一排打在3眼位，下一排打在2、4眼位，代替原眼位錨桿。藥卷為MSK23120的樹脂藥卷。

15108工作面聯(lián)絡(luò)巷支護(hù)斷面示意圖如圖1所示。

圖1 15108工作面聯(lián)絡(luò)巷支護(hù)斷面示意圖（mm）

在平舒煤礦15108工作面聯(lián)絡(luò)巷掘進(jìn)過程中，通過采用HRB335高強度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，1860型Φ17.8mm鋼絞線錨索，配合可調(diào)心拱形高強托盤和高強調(diào)心球墊，在提供巷道圍巖足夠支護(hù)強度的同時，確保支護(hù)體具有一定的抗變形和讓壓能力，實現(xiàn)了突出煤層聯(lián)絡(luò)巷的有效支護(hù)。

3 安全防突措施

3.1 區(qū)域防突措施

該掘進(jìn)工作面采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯作為區(qū)域防突措施。本次施工的鉆孔位于15110進(jìn)風(fēng)巷距二水平東膠帶巷605m處。在15108聯(lián)巷道開口布置12個鉆孔，鉆孔按雙排布置，分別在頂板以下1.5m處均勻布置6個鉆孔，間距0.5m；在頂板以下2.5m處均勻布置6個鉆孔，間距0.5m，鉆孔深度26m～101m，兩側(cè)偏向煤幫角度為5°～38°，鉆孔采用“兩堵一注”水泥封孔，封孔長度不得小于9m，鉆孔施工完畢后必須連接抽放管路進(jìn)行抽采。

3.2 局部防突措施

當(dāng)工作面預(yù)測有局部突出危險性時，采取排放鉆孔技術(shù)措施，排放鉆孔由隊組按防突措施要求打鉆，鉆孔使用ZQJC－150型氣動架柱式鉆機施工。15108聯(lián)巷排放鉆孔技術(shù)要求：沿掘進(jìn)方向按雙排三花眼布置22個排放鉆孔，間距0.40m，鉆孔直徑75mm，中間孔深18m，最外側(cè)的2個鉆孔偏向煤幫角度分別為10°、15°，預(yù)留鉆孔超前距離不低于10m，在工作面正前懸掛進(jìn)度控制牌板，每天由瓦檢員和安監(jiān)員監(jiān)督生產(chǎn)隊組推進(jìn)度，嚴(yán)禁超掘。

4 結(jié)語

1）以平舒煤礦15108工作面實際地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，通過采用HRB335高強度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，1860型Φ17.8mm鋼絞線錨索，配合可調(diào)心拱形高強托盤和高強調(diào)心球墊，在提供巷道圍巖足夠支護(hù)強度的同時，確保支護(hù)體具有一定的抗變形能力和讓壓能力，實現(xiàn)了煤與瓦斯煤層聯(lián)絡(luò)巷的有效支護(hù)。

2）在實現(xiàn)煤與瓦斯突出煤層巷道的高強、讓壓支護(hù)的同時，制定了詳細(xì)的區(qū)域防突措施、局部防突措施，對煤與瓦斯突出危險性進(jìn)行實時觀測和及時處理，進(jìn)一步保障了煤與瓦斯突出煤層巷道的安全掘進(jìn)。該技術(shù)也為相似地質(zhì)條件礦井巷道的安全有效支護(hù)提供了借鑒。