巷道回风巷通过陷落柱的安全技术措施_王杰.pdf

2020年第11期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-08-12修回日期 2020-09-03 作者简介 王杰 （1986-） ， 男 （汉族） ， 山西襄垣人， 助理工程师， 现从事煤岩巷掘进工作。 巷道回风巷通过陷落柱的安全技术措施 王杰* 潞安环能股份有限公司， 山西 长治 046000 摘要 介绍了五阳煤矿在7521回风巷掘进过程中遇到陷落柱， 通过采用 “注浆加固、 锚网工钢棚” 联合支护方式， 安全通过陷落柱的技术措施， 为同类型巷道提供了一定的经验。 关键词 陷落柱； 注浆加固； 联合支护 中图分类号 TD82 文献标识码 B 文章编号 1004-5716202011-0134-02 在开拓主要运输巷道时， 如集中运输大巷、 总回风 巷、上山巷道、 下山巷道时遇到陷落柱， 为避免巷道拐 弯， 便于运输和通风， 一般情况下按照原设计施工， 直 接穿过陷落柱， 给巷道的维护和顶板的管理造成很大 困难， 同时也增加了巷道的维护费用[1]。此外， 在回采 过程中遇到陷落柱时， 一般先采用巷道摸清陷落范围， 然后采取措施进行回采。这样不仅影响采煤工作的正 常进行而且降低了生产效率， 给工作面运输、 顶板管理 和通风造成很大困难。妨碍机械化采煤， 影响正规生 产。通过采用 “注浆加固、 锚网工钢棚” 联合支护方 式， 可安全通过陷落柱， 为同类型巷道提供了一定的经 验。 1概况介绍 五阳煤矿7521回风巷地面位于侯村以北， 原东李 村以西， 地面35kV电线由西北向东南穿过， 地面标高 为870～882m。7521回风巷位于75采区北中部， 巷 道从75-5区段皮带巷开口， 全长为553m， 工作面标高 为370～380m。其北部、 南部、 东部均为实煤体， 西 部为75-5区段准备巷道。 7521回风巷目前沿顶板掘进， 已掘进至2110测点 向前61m， 巷道掘进至测点向前74m左右时， 将遇到 X36陷落柱， 预计巷道掘进将过X36陷落柱65m。 支护形式 7521回风巷采用树脂锚杆锚索组合系 统联合支护宽高5.0m3.5m。 管线布置情况 7521回风巷风水管路吊挂在风筒 帮， 电缆吊挂在人行帮； 巷内有一部EBZ-160型掘进 机， 转载皮带配合DSJ-80/240型皮带出渣。 通风、 瓦斯情况 7521回风巷采用FBDYNO-7.1 245kW局部通风机供风， 供风量满足作业要求， 瓦斯 浓度符合作业标准。 2安全技术措施 过陷落柱时， 采用机掘截割的方式作业， 当机组截 割不动时， 采用爆破的方式掘进。过陷落柱及其前后 5m范围内支护采用 “锚网工钢棚” 联合支护方式， 锚 网排距1.0m， 棚距0.5m； 锚索采用∅22mm， 119股高 强度低松弛预应力钢绞线， 长度为6.3m， 采用 “3-2-3” 方式布置。根据现场顶板的实际情况， 若出现顶板松 软、 煤墙片帮等现象， 在此区域打设钻孔进行注浆， 注 浆采用注射大成加固Ⅰ号凝固顶板和煤墙， 有效对松 软破碎围岩进行加固， 增加该段巷道的稳固能力， 提高 巷道承压强度。 2.1顶板支护方式 锚杆布置采用杆体为22左旋无纵筋螺纹钢筋锚 杆按照排距1.0m， 每排6根锚杆， 间距0.9m方式进行 布置。全部垂直顶板打设， 采用经纬金属网护顶。锚 索按 “3-2-3” 打设， 第一排打设 3 根锚索， 距巷帮 0.7m， 锚索间距 1.8m； 第二排打设 2 根锚索， 距巷帮 1.6m， 间距1.8m， 锚索预紧力300kN。 2.2巷帮支护 锚杆布置采用杆体为22左旋无纵筋螺纹钢筋锚 杆按照排距1.0m， 每排4根锚杆， 间距0.95m。全部垂 直顶板打设， 采用经纬金属网护顶。 2.3工字钢棚支护 采用矿用11工字钢棚支护， 岔角为8， 梁长4.6m， 腿长3.5m， 棚距0.5m， 采用水泥板均匀布置棚梁上方 背顶， 背紧背实， 所有工钢棚均上4道拉杆， 梁上2道， 134 ChaoXing 2020年第11期西部探矿工程 腿上各1道， 所有工钢棚均上4道串梁、 拉杆， 梁上两道 串梁距梁头1.0m处各设一道， 腿上距棚底1.35m上一 道； 梁上两道拉杆距梁头450mm处各设一道， 腿上距 棚梁 0.85m 上一道， 每 5 架棚安设一组串梁， 距底板 500mm位置每架棚腿之间配合托梁打设护腿锚杆， 搭 接处托梁可重眼打设。 3注浆加固工艺 3.1注浆钻孔布置 采用风煤钻机（∅38mm2.0m2.0m2.0m 2.0m） 的螺纹钢钻杆、 ∅42mm的钻尖打眼。打眼时， 一人扶钻机， 两人监护， 选定位置后， 作业人员将钻尖 对准所要打设钻孔的位置。开启钻机缓慢将钻尖在规 定位置打出50mm深的孔后， 然后用力将钻杆钻入煤 壁。 一根钻杆打完后， 作业人员利用钻机的旋转顺势 将钻杆带出来。按下钻机停止按钮， 用联网丝可靠连 接第二根钻杆， 打眼直至6.5m深度。 3.2注浆施工工艺 待施工技术人员核实泵能正常运转后， 把A、 B两 组份的进料管插入吸料桶， 确保材料始终按1 ∶ 1配比混 合， 不能出现断料现象； 两种材料A、 B混合后有50℃～ 60℃的反应发热量， 但停止注浆后约1h， 材料与周围煤 壁温度一致， 并随时注意煤墙温度变化。施工顺序 标 记钻孔位置→凿岩机∅42mm钻头打孔→达到设计孔 深， 钻孔完毕， 退出钻杆、 钻头→压风排渣→连接封孔 器、 注浆管和注浆系统→封孔器插入钻孔封孔位置→ 制备双液浆液→开泵， 封孔再注浆→在往充填孔注浆 过程中， 必须注意观察泵及顶板、 煤壁， 当观察泵的压 力表的指示数值达到规定值或顶板、 煤壁有返浆不止 出现时， 可停止在该孔注浆→转移至下一孔； 如此循 环， 直至施工结束。注浆结束后， 将三通处B组分阀门 关上， 回液阀门打开。用A组分将三通、 混合管、 注浆 管冲洗5s， B液回流。在注浆过程中因长时间停泵造 成混合管堵塞后， 注浆输出管路会有压力， 泄压方法 为 打开注浆泵的回流阀门A和B进行卸压。阶段施 工结束， 做好泵的清理、 现场清理工作。 3.3注浆技术参数 本次注浆采用大成加固Ⅰ号加固材料。该材料为 双组分硅酸盐类材料， 分为A、 B两种组分混合而成； 具 有阻燃； 高渗透性、 高粘接性、 高强度 （不小于40MPa） ； 反应时间短； 强度提升快； 遇水仍能保持原有的反应特 性以保证粘接、 强度等效果； 不膨胀； 有较强的韧性； A、 B两种组分配比为1 ∶ 1 （体积比） ， 混合后有50℃～60℃ 的反应温度， 在停止注浆后1h， 材料与周围煤壁温度一 致。混合后的液体材料在高压泵的作用下进入岩体裂 隙， 高压 （5～8MPa） 促使材料在煤体裂隙里进行充分 扩散。材料凝固后将岩体凝结成一个整体， 进而有效 提高了支撑能力， 进而达到了保持岩体整体性和保持 巷道稳定的目的。 3.4注浆注意事项 本次注浆重点范围在煤墙片帮区段， 其他区段根 据工作面现场情况进行注射， 注浆泵以压风为动力将 混合浆液泵入煤体进行加固， 注浆时需要风压为 0.6MPa， 注浆额定压力为5～8MPa。孔深6.5m， 孔距 3.0m， 封孔器位置在孔口内2m处。根据现场实际情况 应及时调整注浆孔数， 确保对巷道破碎围岩有效加固。 4效果验证 7521回风巷 “注浆加固、 锚网工钢棚” 联合支护 方式， 从现场观察和收集的资料看， 效果如下 （1） 直至7521回风巷巷掘进完成， 陷落柱没有发 生异常现象， 说明采用 “注浆结合锚网工钢棚” 联合支 护方式方法治理陷落柱是安全可靠的[2]。 （2） 采用上述注浆技术， 有效降低了7521回风巷掘 进的风险， 提高了可控性。提升了煤矿的综合经济效 益[3]。 参考文献 [1]赵光荣. 复杂地质构造带高应力区破碎围岩注浆加固技术 研究与应用[J]. 煤, 2011, 20414-16. [2]宋超. 注浆技术在回采工作面过导水陷落柱中的应用[J]. 煤 炭科技, 2015464-66. [3]周岩. 巷道掘进中安全通过陷落柱破碎区技术的应用[J]. 山 西煤炭, 2008, 28137-38. （上接第133页） 的地区， 尤其是硅化、 高岭土化、 多金属矿化地区； 地表 激电ηs异常和化探Au异常区的深部。今后若能在本矿 区的上述区域运用新的斑岩成矿理论进行找矿工作， 深部发现金、 多金属矿体的潜力巨大。 参考文献 [1]赵福庆， 等.1/5万柏家庄幅区域地质调查报告[R]. [2]徐开礼,朱志澄.构造地质学[M].2版.北京地质出版社,1989. [3]胡玉红.郑大伟.霍志辉， 等.山西省繁峙县罗家坪金、 多金属 矿普查地质报告[R].山西省地质勘查局二一一地质队,2019. 135 ChaoXing