沿空留巷措施解析

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1094运输巷工作面

沿空留巷施工安全技术措施

由于我矿煤层瓦斯含量较大，煤层具有突出危险性，造成掘进单进水平低，采面接替紧张。为了缓和这种矛盾，经矿领导研究决定，在1094运输巷采取沿空留巷技术，为保证1094运输巷沿空留巷的成功，特制定1094运输巷沿空留巷安全技术措施。

一、工程概况

矿井采区布置方式为盘区布置方式，走向长壁布置工作面。1094工作面位于一采区下部左翼，工作面可采长度328m，回采标高+1508～+1512m，回采煤层为9#煤层，煤层赋存不稳定，煤层厚度平均1.5m，煤层倾角平均9°。直接顶板岩性主要为砂质泥岩厚度10.5m，深灰色，薄层状、缓波状层理，含少量黄铁矿散晶及团块。1094运输巷支护方式为锚网加锚索支护。

二、留巷巷道支护方案

1、锚网支护段

考虑到沿空留巷的矿压显现特点，结合我矿实际，1094运输巷槽沿空留巷采取顶板补打锚索、巷道砌墙、木垛联合支护。

2、原锚网巷道支护

原巷道锚网加锚索支护采用矿用?18×1800mm锚杆支护间排距800mm×800mm,沿巷道中线打设有锚索，间距3m. 巷道净高×净宽为2000mm×3500mm。巷道为矩形断面。

3、沿空巷道支护

矿井9煤层顶板较完整，留巷时，为了有效控制顶板，对原巷道补打锚索、砌墙、木垛进行加强支护。

在巷道距下帮2.2m处补打锚索，间距3.0米，锚索拉力不小于200KN；在距下帮2.2m处砌宽度1.0m砖墙，另外沿砌墙在采面下端头每隔2米打一处木垛。见锚网支护沿空巷道支护断面图。

三、施工工艺及顺序

沿空巷道施工基本可分为三个步骤，顺序为超前锚索支护、砌墙、打设木垛。

四、锚索施工工艺

1、施工顺序

超前回采工作面30m施工锚索，此工序为沿空巷道支护的第一道工序。

2、支护材料

锚索应用?15.24mm高强度低松弛钢铰线，长6300mm，配合锁头、托盘制作；其中锚索有效长度为6000mm，外露部分300mm；每孔用5根树脂锚固剂固定，锚固力不低于200KN/根；托盘用10mm的钢板压制成300mm×300mm碟形，也可用长500mm的11#工字钢制作。并在中间钻直径为18mm的圆孔。锚固剂型号为MSK2335、MSZ2335，每眼孔眼底装入1根MSK2335，外侧用4根MSZ2335。

3、锚索安装工艺

(1)安装方法

超前回采工作面30m，按设计要求定出锚索眼孔位置，

用MQT—130型气动锚杆钻机、B19中空六方可接式钻杆、

?27mm的双翼钻头湿式钻孔。为保证孔深准确，必须在起始钻杆上用白色或黄色油漆标出终孔位置，眼深6m，并反复用风、水冲孔，将眼内的残渣吹净。

两人配合，将树脂锚固剂送入眼内，快速在上，中速在下，然后用钢铰线缓缓将树脂送入眼底。注意不要用力过猛及不能反复抽拉钢铰线，以防捅破树脂锚固剂影响锚固质量。

锚索下端装上锚索专用搅拌连接器，再将搅拌器尾部六方头插入锚杆钻机上。

一人扶住机头、一人锚杆机，边推进边搅拌，前半程用慢速旋转，后半程用快速搅拌，搅拌时间控制在20—30s，确保搅拌均匀。

停止搅拌后，必须继续保持锚杆钻机的推力约3min，然后收回锚杆机。

30min后先卸下搅拌器，装上钢带、托盘、锚具，并将人工将其托到紧贴顶板的位置。

两人一起将张拉千斤顶套在锚索上，一人用手托住。然后开泵进行张拉，并注意观察压力表的读数（1.6～2.2MPa），达到设计预紧力或千斤顶行程结束时，迅速换向回程。

卸下张拉千斤顶（注意用手接住，避免坠落），完成锚索安装。

当锚索外露过长时，必须用液压剪剪掉，其方法和张拉锚索相同。剪切前，应检查工作地点的瓦斯浓度，只有瓦斯浓度小于0.8%时方可操作。剪切前，应把水管打开，对剪刀口注水，防止火花产生。

(2)技术要求

锚索应在回采工作面前方30m前施工。

锚索孔深误差控制在0～30mm。

锚索外露长度控制在小于或等于350mm。

锚索搅拌树脂锚固剂过程中不能停顿，要一气呵成，绝

对不能反复搅拌，否则锚固剂已凝固，导致锚固失败。

搅拌树脂药卷30min后，张拉锚索，张拉预紧力控制在60～80KN。锚索安装48h后，如发现预紧力下降，必须及时补拉。锚索锚固力不低于150KN。

张拉时发现不合格的锚索，必须立即在其附近补打合格的锚索

4、砌墙

砌墙是沿空留巷的第二道工序，在1094运输巷沿距下帮2.2m的线砌一道宽1.0m、高与巷道高度一样的砖墙，墙挖基础100mm,顶部与巷顶接实；墙砌好后抹灰找平。

施工方法：提前将各种材料准备到位，并分类码放整齐；安全检查——挂线——砌墙——搞好现场文明施工。

施工措施：

（1）、瓦检员必须每班检查瓦斯，只有在瓦斯浓度不超过0.8%、二氧化碳浓度不超过1.5%时才能作业。

（2）、施工前，严格执行“敲帮问顶”制度，必须利用长柄工具将顶上的悬岩活矸找净,只有确保没有安全隐患后才能作业。

（3）、砌墙时，将干砖预先浸湿，挂线施工，墙要砌直，不出现鼓肚现象，砖要长短交错，接茬严密，灰缝均匀，沙浆饱满，竖缝砸实，横缝水平，不出现重缝、瞎缝、空缝。

（4）、搬运砖时要轻拿轻放，以防挤手砸脚。

（5）、脚手架要搭接牢固，必须保证平稳，脚手架下方

严禁有人施工或站立。

（6）、上架物料要堆放平稳整齐，不准超过脚手架的载荷，重心应落在同一水平上，防止架倒伤人。

（7）、砖墙顶应与巷道顶板接严接实。

（8）、抹灰找平，覆盖均匀平整。墙体顶部空隙使用背板、半圆木等材料打紧背实。

5、打设木垛

打木垛是沿空留巷的第三道工序，沿墙体边沿用木料架设木垛，规格：1.2m×0.2m×0.2m型方木。

架设要求:

（1）架设木垛用两面平。

（2）刷头要齐整，搭接外露长度不小于100mm。若木料长短不一时，靠煤壁一侧的刷头必须整齐。

（3）架设木垛架设地点底板要整齐，最低一层木料要铺在硬底上，且垂直煤壁，垛体迎山有劲，压茬上下对正，四拐成直角，四拐打抱柱。

（4）木垛用木楔打紧，木垛顶底板要与梁子接平，接紧，不准重楔或将木楔打在木垛最上部。

6、巷道锚杆、锚索支护设计计算:

（1）采用计算法校核支护参数

（ 1）、达到支护效果的条件，应满足：

L ≥ L1 + L2 + L3 式中 L ——锚杆总长

度，m；

L1 ——锚杆外露长度（顶锚杆取50mm，帮锚杆取50mm）； L2 ——有效长度（顶锚杆取免压拱高b），m；

L3 ——锚入岩层内深度（顶锚杆取0.7m，），m。

普氏免压拱高：

b = [B/2 + H.tan(45°-ω帮/2)]/f顶

式中 B、H ——巷道掘进跨度和高度，B=2.2m，H=2.0 m； f顶——顶板岩石普氏系数，f顶取3.0；

ω帮——两帮围岩的内摩擦角，ω帮取68.19°

b = [ 2200/2 + 2000×tan(45°-68.19°/2)]/3.0 = 1236mm

C = 2400× tan(45°-68.19°/2) = 492 mm

L3=da t/4t c =20×350/4×3.0=583mm

L3——锚入岩（煤）层内深度，m。

d——锚杆直径，cm

a t——杆体材料的设计抗拉强度.MPa

t c——锚杆与砂浆的粘结强度：园钢t c≈2.5MPa,螺纹钢t c≈5.0MPa。

依据上述公式计算得出：顶锚杆长度1869 mm；帮锚杆长度583mm，实际顶锚杆长度2000 mm；帮锚杆长度1800mm 所选锚杆长度均大于计算长度，因此，实际所选锚杆长度符合要求。

（2）、按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的排距：

每根锚杆悬吊岩体重量 G = rL2a2，锚杆锚固力Q应能承担G 的重量。为安全起见，再考虑安全系数K，取K = 2。

实际Q（80 KN）＞ 2 G（32.95 KN）

反算锚杆间、排距 a = （Q / KrL2）0.5 = 1.214m

实际所选锚杆间排距为800*800mm均小于计算长度，因此，实际所选锚杆间排距符合要求。

（2）、悬吊理论校核锚索间距：

为防止巷道顶板发生大面积整体跨落，用锚索将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于煤层顶板稳定岩层中，校核锚索间距，冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑。此时，靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用，在忽略岩体粘结力和内摩察力的条件下，取垂直方向力的平衡，可用下式计算锚索间距。

L = n F2/[BHγ- （2 F1sinθ）/ L1]

式中 L ——锚索间距或排距，m；

B ——巷道最大冒落宽度，取4.2m；

H ——巷道冒落高度，按最严重冒落高度取2.0 m；

γ——岩石容重，26.7KN/m3； L1 ——锚杆排距0.8m

F1 ——锚索锚固力，80KN； n ——锚索排数，取1。

F2 ——锚索极限承载力，取1860KN；

θ——锚杆与巷道顶板的夹角，75°；

L = 1×1860/[4.2 ×2.6×26.7- （2×80×sin75°）/ 0.8]=8.696m

通过公式计算，锚索排距为9.689米，实际间距为1.5米小于计算长度。因此，实际所选锚杆间排距符合要求。

五、安全技术措施：

1、瓦斯、煤尘管理

（1）、加强对瓦斯浓度的监测，当瓦斯浓度超过0.8%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须立即停止工作，撤出人员，采取措施后方可进行工作。

（2）、跟班领导、班组长及放炮员、电钳工必须携带便携式甲烷检测报警仪。

（3）、安装通风安全监控系统，在留巷起点位置安装瓦斯传感器（或便携式报警仪）。

（4）、当隅角瓦斯积聚浓度超过0.8%时，应采用挂风障、设导向风板等方式吹散隅角瓦斯，使瓦斯浓度小于0.8%。

（5）、每班有专职瓦斯检查员进行检测。

（6）、沿空留巷巷道中要定期洒水除尘。

（7）、在进行运输巷采空区侧沿空留巷施工时，首先注意老空区顶板垮落情况并随时观察顶板变化。顶板垮落不好时，必须加强老空区施工地点的顶板支护，在能确保顶板支护安全之后，才能进入施工；在顶板垮落较好时，必须在施工前做好老空区施工地点的档矸工作，确保矸石不会从老空区侧滑下伤人，施工过程中至少有1人监护现场安全。施工为3m一个循环，施工第二循环要提前缩运输巷机尾。

（8）、1094工作面运输顺槽沿空留巷施工过地质特殊地段（地质构造带、顶板破碎带等）时，必须使用圆木和液压支柱加强支护，施工完后点柱保留，不回撤。

（9）、沿空留巷施工前，运输巷超前支护20m双排必须支护到位，瓦检员必须对施工地点进行瓦斯及有害气体进行检查，在每班沿空留巷施工完成后，必须设置栅栏，并挂牌管理，防止人员误入。工作面下端口刮板机压柱必须牢固可靠。设置专职安全员负责支护和顶板管理及压柱检查。

（10）、沿空留巷施工地点必须设固定瓦斯检测点，每班至少检测瓦斯三次，该地点不允许放置除沿空留巷施工外的任何物料，每班在施工完成之后必须将物料归类码放整齐，必须清理好现场卫生。

（11）、施工材料码放在施工地点10m外的巷道下帮，确保退路畅通。沿空留巷物料搬运从临时存放地点人工搬运至施工地点时，必须注意安全，施工、运料不得损坏巷内电缆及其他机电设备，严禁使用皮带、刮板机托运物料。

2、避灾路线

（1）、避水原则：

当工作面或其他地点，发现有突水预兆时，必须发出警报，撤出受水威胁地点的人员，并及时向矿调度室汇报；最先发现透水的现场工作人员应迅速组织抢救，堵住出水点，防止事故继续扩大；如无法抢救，则应迅速观察突水点情况，根据避水路线迅速撤退到透水地点以上的水平，而不能进入透水点附近及下方的狭窄巷道，如遇出口被水封堵无法撤退，应在高处等待救援。

1094工作面运输巷→1094采面切眼→1094回风巷→皮带下山→副斜井→地面。

（2）、避火原则：

当工作面发生火灾时，及时向矿调度室汇报，撤出所有

受火威胁地点的人员，火灾现场人员应及时组织灭火工作，阻止火势继续蔓延；如无法抢救，则应根据现场情况，按照避灾路线确定撤退路线和避灾自救的方法，撤退时，位于火源进风侧的人员，应迎着新鲜风流撤退；位于火源回风侧的人员或是在撤退途中有烟气中毒危险时，应迅速戴好自救器，尽快撤至新鲜风流中或从回风出口撤到安全地点；如穿越火源没有危险，也可迅速穿过火区撤到火源的进风侧。

火灾进风侧人员和回风侧能跨越火区进入进风侧人员由火灾地点→1094运输巷→皮带下山→副斜井（主运输大巷）→地面。

六、砌墙的措施

1、1094运输巷留巷前，应先支设正规支护，排距0.7m.支护长度为20m。工作面留巷施工前首先对运输巷的支护质量进行检查，整改变形失效和不合格支柱，顶板破碎或不平时，必须用木料穿实顶板，支柱穿铁鞋，拴牢防倒绳，初撑力不低于90KN。

2、工作面运输巷留巷时，下帮单体支柱（关门柱）以里采用编织袋装满碎矸石垒砌成墙（砖混砌墙）的方法支护顶板，墙宽度为1.5m（1.0m）。

3、垒砌编织袋墙时，采用菱形网将编织袋墙包严，菱形网搭接严密，保证编织袋墙的整体性。

4、施工人员装碎袋子时，二人一组，一人扶编织袋一人使用铁锨装碎矸，装袋过程中，必须在有效的支护下进行，严禁空顶作业，装好后的及时进行垒垛。

5、垒砌墙体时，施工人员必须先对周围5m范围内的支架、单体支柱进行二次注液，确保初撑力符合规定要求。

6、垒砌时，先敲帮问顶，及时摘除危岩悬矸，处理好各种不安全隐患，若顶板破碎时，必须先支设好临时护身支柱，维护好顶板后，方可施工。

7、垒砌时，按自下而上、由里向外的顺序进行，随垒砌，编织袋前方必须有正规支护，垒砌时，严禁空顶作业。

8、垒砌时，人员必须在完好支护的保护下方施工，所垒上、下部墙体必须砌到硬底，压茬压缝，上方用碎矸接实顶板，严禁垒砌在浮煤浮矸上。

9、垒砌墙体前，提前用编织袋装碎矸扎好口，以便提高垒砌速度，所砌墙体编织袋要求严密、结实、封顶，四周齐整。

10、随时观察工作面动态，发现异常现象（如：巨大的震顶声、大量支柱卸荷或钻底严重、顶板来压显现强烈或出现台阶下沉现象等），必须立即发出警报，撤离所有人员，待顶板稳定后，由工区现场管理人员组织员工进行加固处理。

11、保证上端头单体支护段菱形网的联网质量，菱形网必须与顶板金属网联接牢固，不得出现漏联现象。

12、垒砌时，一次垒砌墙体的走向长度为1.2m，倾向长度为1.5m。沿空留巷必须跟上循环进度，工作面移完第一茬溜头支设完临时支柱后，及时垒砌编织袋墙。编织袋墙不得滞后工作面切顶排，垒砌编织袋墙时，施工地点以上1-3#端头支架（溜尾端头）严禁从事移架、调架工作。

13、墙体垒砌完毕后，必须将下巷的浮煤、浮矸清理干净，两帮出根开齐刨平，确保留巷宽度不小于3.0m。

六、防止漏风措施

1、留巷期间，垒砌地点上方挂设一台便携式瓦斯报警仪，综合工区每班必须安专人对工作面瓦斯、温度、通风情况进行检查，发现问题及时组织处理。

2、留巷处切顶排垒砌矸石袋具体距离根据瓦斯情况由安全员负责。

3、巷道下帮必须按规定打好关门点柱，并在切顶排悬挂“禁止入内”警示牌，施工人员严禁进入采空区。

其它严格执行《1094工作面作业规程》、《煤矿安全规程》和《煤矿安全技术操作规程》中的有关规定。