有关掘进工作面过断层方式论文

有关掘进工作面过断层方式的探讨【摘要】掘进工作面在掘进过程中，往往会遇到各种各样的地质构造，比如：断层、陷落柱等等，根据以往的经验，一般在过构造时采取的支护方式为架棚支护，耗时耗力，而且，在等待回采的过程中，一旦顶板来压，对金属梁的破坏也比较大，从而影响后期的回采进度。本文针对上述情况，在过断层的方式方法上采取了一些改进的措施，并在西铭矿的2#煤层进行了相应的应用和实践，在支护方面也做出了一些调整，并提出了防止措施，为解决过断层方式单一，开辟了一条由被动变主动的新途径。

【关键词】2#煤层；地质条件；支护

西铭矿是山西焦煤西山煤电集团公司下的大型电煤及配焦煤基地之一, 生产能力为年产360万吨, 矿井现有4个综采面和4个掘进面。目前,掘进二队所施工的2#煤工作面为综采三队的衔接面，由于在施工期间经常会遇到一些断层等地质构造的影响，而且以往的架棚支护比较被动，费工费力。因而, 为解决在掘进施工过程中过断层方式单一, 我们对2#煤顶板情况进行了分析, 并有针对性

地尝试了一些新的方式方法（如采用拱形巷道代替架棚巷道）,确定了比较合理的巷道支护形式，取得了一定的效果。

１．2#煤基本地质条件

目前西铭矿所采的2#煤层结构简单，煤层厚度为1.62～2.30米，平均1.85米。有一层伪顶为页岩，0～0.3米，破碎易冒落；直接顶为砂质泥岩，平均厚度4.96米；老顶为细粒砂岩，5.70米。工

作面盖山厚度为175～511米，平均盖山厚度为343米。

2.无地质构造时巷道断面的计算方法

根据煤岩层稳定情况，结合相邻采区巷道掘进经验，2#煤巷道均采用矩形断面。

巷道断面参数确定:

2.1 巷道高度的确定

以能通过最大高度的设备移动变压器进行计算。

h＝h移+a+s＝1.7+0.3+0.2=2.2（m）

式中，h、巷道的净高度

h移、移动变压器高度（包括平板车）1.7m

a、轨道、轨枕的高度0.3m

s、安全间隙，取0.2m

考虑到巷道服务年限不同及受到变形影响，巷道高度确定为

2.4m。

2.2 巷道宽度的确定

根据《煤矿安全规程》第22条的规定，巷道内安设输送机时，输送机与巷帮支护的距离不得小于0.5m；输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离应该满足设备检查和维修的需要，并不得小于0.7m，所以，

b＝bz＋bx＋c＝1.8＋1.0＋0.7＝3.5（m）

式中：b、巷道的宽度

bz、运输设备中转载机宽度最大，为1.8m

bx、人行道宽度，取1.0m

c、安全间隙，取0.7m

考虑到巷道服务年限不同及受到变形影响，巷道宽度确定为

3.6m。

3.采用架棚巷道的支护形式及其技术方案

3.1 支护形式

棚梁长为3.4m, 棚腿长为2.6m,棚距为1.0m,顶上设6根构木，间距0.62m; 顶上平铺金属网，攀帮三道，从梁头向下0.2m、0.8m、0.8m各布置一道, 撑木采用长为1m成品撑木。

3.2 支护工艺

采用前探梁做临时支护。具体方法：采用两根5.0m长的11#矿用工字钢梁托棚梁作前探梁进行临时支护，每根前探梁用三个卡梁式悬吊器吊挂（分别挂在工作面第一、二、四架棚子上)，移前探梁由三人协作进行，两人从两头抬起前探梁，另一人松开卡梁器，前探梁前移后，拧紧卡梁器后，首先上棚梁，待棚梁上好后并将顶部构牢接顶后，再进行安设棚腿和攀帮工作。工作面遇顶板不平时，采用锚链、连接环上螺丝固定前探梁，间距2.4m。循环进度1.0m，最大控顶距1.2m，最小控顶距0.2m。

3.3 技术方案

(1)架棚支护中棚腿要有10°的叉角，棚腿必须有100mm的柱窝。柱窝要挖在实底上，棚腿支设要牢靠；当截割超高时，必须使用合适的棚腿。

(2)超挖处，攀帮构顶需要用圆木或破板背严。

(3)炮掘架棚支护时，距工作面10m范围的棚腿之间设卡腿式防倒器，位置在棚梁以下0.6m和1.6m处，每帮两道。

(4)巷道上下山掘进时，支设的棚子要有一定的迎山角，迎山角为巷道坡度的1/6-1/8。

(5)同一根构木上的紧固木楔必须朝同一方向，不得上双楔，相邻构木上的木楔必须朝向相反的方向。

(6)移前探梁过程中，无关人员严禁站在前探梁下，防止前探梁掉下伤人。

4.采用拱形巷道的支护形式及其技术方案

4.1 支护形式

顶板采用螺纹钢锚杆、锚索、编织钢筋网联合支护。顶锚杆戴金属帮锚片和顶锚片，按间距1.0m、排距0.8m布置，帮锚杆采用螺纹钢锚杆戴金属帮锚片按两排矩形以间距1.2m、排距0.8m布置，锚索按两排三花型布置，间距1.6m，排距2.6m。其中，拱形巷道，墙高1.2m，拱高1.8m，巷道下宽3.2m。

4.2 支护工艺

临时支护采用zlj-3.5掘进机机载临时支护，掘进机截割完一个循环后，将临时支护升起接顶，进行锚杆锚索永久支护，支护结束后，将前探梁收回，进行下次循环。循环进度0.8m，最大控顶距1.2m，最小控顶距0.4m。

4.3 技术方案

(1)顶、帮锚杆锚固力, 每隔50m检查一组；做拉拔检查时，两人配合，一人固定拉拔器，一人打压观察压力表读数，并做记录；拉拔时，两人应离开拉拔器至少2m，以防锚杆崩断伤人；完成后把拉拔器放到固定地方保护好。

(2)顶锚杆的锚固力不小于90kn,紧固力不小于190n·m；帮锚杆的锚固力不小于50kn，紧固力不小于150n·m。锚索锚固力不低于200kn，张拉预紧力控制在100kn。

(3)锚杆外露长度不大于50mm，锚索外露长度≮100mm，≯300mm。

(4)顶、帮锚杆必须紧跟工作面及时支护。

(5)顶锚杆在安装后发现锚杆失效、锚固力不够时，必须在距失效锚杆0.2m处重新补打。

(6)因超挖或片帮原因造成巷道超宽0.4m以上时，超宽处每排增打一根顶锚杆。

(7)树脂锚杆的安装严格执行《煤矿安全规程》第44条规定和《煤矿工人安全技术操作规程规程(掘进)》第24条规定。

(8)施工中，应经常进行锚杆锚固力及紧固力拉拔试验，并根据测试结果调整支护方案。

5.两种支护形式及其技术方案的比较

在过断层破碎带时，采用传统的梯形金属棚支护，不仅工艺比较复杂，工时较长，劳动强度大，而且危险系数大，顶板不易控制，对围岩及两帮无法完全封闭，容易造成围岩风化、冒顶及垮塌，从而造成通风阻力增大，不仅前期经济上的投入成本较高，而且后期