近采空区预留小煤柱巷道掘进支护的实践

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近采空区预留小煤柱巷道掘进支护的实践
作者:李徐安
来源:《中国化工贸易·上旬刊》2018年第11期
摘要:邻近采空区预留小煤柱巷道掘进过程中,受采空区压力及采动压力的影响,巷道局部地段顶板发生破碎,煤壁严重片帮现象,这种现象的出现不仅会降低巷道掘进的效率,同时,还很容易发生重大煤矿安全事故。

该技术问题受到了煤矿企业的普遍关注,本文,则尝试结合自身的工作经验,对该问题进行详细的分析。

关键词:近采空区;掘进巷道;小煤柱;支护措施
煤炭开采一直都是煤矿企业发展的重点内容。

但是,在具体的开采过程中,由于地下环境比较复杂,在进行煤炭开采时,经常会遇到各式各样的问题,对开采进度和质量造成影响,其中近采空区预留小煤柱巷道掘进支护就是常用方式之一。

下面,笔者将对其进行详细的论述和分析。

1 工程概述
本次研究所选取的工程为某某煤矿101顺槽,其顶板往上1.5m范围内为炭质泥岩,1.5-15m范围内为煤层,在巷道掘进过程中,地下环境比较复杂,而且当101顺槽施工至500m及1100m处时保护煤柱的宽度仅为15m,当巷道掘进道500-1100m处的时候,由于受到邻近采空区压力及动应力的影响,出现了顶板破碎、巷帮片帮等压力,为了更好的保证采矿工作的开展,确保施工安全,发挥巷道支护效果,文章对该巷道掘进的难度进行了详细的分析,同时,探讨了解决措施。

2 巷道掘进支护过程中存在的问题
2.1 受采空区压力及采动压力的影响
101顺槽在掘进过程中顶板压力相对来说是比较大的,一般在巷道开挖完成之后,巷道两帮煤柱将会形成一股支撑压力,当巷道掘进至增压区的时候,靠近采空区侧煤柱宽度变小而且顶板的压力不断增大,巷道两帮煤柱所形成的支撑压力也将会减弱,随着时间的推移,煤柱可能会出现破碎和垮落的现象,针对这种情况,在进行支护时,如果只是简单的采用锚杆支护实际上是很难有效满足支护要求的。

2.2 煤层发育不稳定
本工程的施工巷道顶板岩石层厚度约为2米左右,巷道掘进煤层主要为石炭系煤层,煤层的发育并不是十分的稳定,在外力作用的影响之下,巷道顶板岩石层与上覆煤层之间,由于煤层发育不稳定因素的影响,很容易出现离层现象,其中最大离层量高达120㎜,而在进行巷道
掘进时,其初步支护设计中顶板锚杆采用的长度通常为2m左右,锚杆锚固端位于离层区域,顶板锚杆在增压区内一旦由于离层因素的影响,出现锚固失效的现象,其支护效果必然也会有所减弱。

2.3 受采空区压力影响
在巷道掘进过程中,当前掘进到增压区时,由于所承受的压力过大,顶板可能会出现大面积的破碎现象,尤其是在采空侧煤柱与顶板之间的三角煤柱,由于位置比较特殊,所需要承受的压力相对比较大,因此破碎现象相对比较严重,而且在巷道的局部地段也出现了冒落现象。

在初步支护设计工作中,三角煤柱由于位置较为特殊,支护措施开展难度比较大,因此并没有采取行之有效的支护措施,在这种情况下就难以确保巷道支护效果,而且其可能还会严重威胁巷道施工的安全。

3 近采空区预留小煤柱巷道掘进支护措施分析
3.1 顶板支护措施
顶板是巷道中最容易破碎的现象,为了更好的解决相关问题,保证巷道在掘进过程中的施工安全,提高巷道顶板及巷帮的稳定性,必须要采取行之有效的顶板支护措施。

如本次工程研究中采用的就是施工密集锚索+注浆+架设工字钢等联合支护技术对巷道进行有效的保护。

在具体的施工过程中,需要注意合理选材,选择与巷道施工相一致的材料,进而最大限度的发挥顶板支护的积极作用,保证施工安全,提高施工质量,促进相关工作的良性开展。

3.2 三角煤柱支护措施
三角煤柱由于所在位置比较特殊,因此,在巷道掘进支护过程中,其也属于故障高发区,针对这方面的问题,笔者认为可以尝试从以下几个方面采取有效措施。

首先要做好注浆工作,借助注浆提高三角煤柱岩体胶结稳定性,在施工巷道掘进到增压区域之后,按照施工要求对三角煤柱注射粘接材料,提高三角煤柱的稳定性,保证施工安全。

其次,则是施工角锚杆的使用,在巷帮与顶板的夹角部位,施工一根角锚杆,借助角锚杆提高三角煤柱支护的稳定性,保证相关工作的良性开展。

3.3 采空区侧巷帮支护措施
针对该领域的巷道掘进支护措施,可以从以下几个方面落实。

首先是施工帮锚索,其主要目的就是为了提高采空区侧巷帮支护的效果,保证支护质量,而在具体的支护工作开展过程中,需要注意监督好施工的质量,以保证各项工作的有序进行。

其次,则可以通过施工工字钢钢棚对采空区侧巷帮进行支护,而在钢棚安装完毕之后,则需要确保棚腿垂直巷道底板,防治棚腿倾倒,可以尝试在棚腿上分别施工两根固定锚杆将其与巷帮固定。

而在巷道掘进支护工作开展过程中,棚腿安装结束之后,就可以开始安装顶,注意顶梁和棚腿之间存在有一定的距离,在具体的施工中必须要合理的处理。

一般来说,在所有钢棚架设工作结束之后,结合实际
情况,还需要在钢棚腿和巷帮的间隙处填塞数你倍棒,进而保证巷道的严实,更好的发挥支护的作用,满足支护要求,保证施工安全,提高采煤质量,促进相关产业发展。

总之,实践证明施工巷道采取联合支护措施之后,并结合巷道掘进实际情况,对症下药,采取有效的措施,能够真正的提高巷道在增压区内掘进的速度和效率,其对于巷道支护质量的提升也有着较为积极的作用,保障了巷道施工的安全,这样对于我国煤炭工作的开展也有一定的促进作用。

参考文献:
[1]邵嗣华,苏学友,张应芳,李国胜.大水头煤矿1180主煤仓快速修复技术[J].煤炭科技,2017(04).。

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