增子坊煤矿8115工作面过U型棚支护工艺的实践应用_庞晋中.pdf

增子坊煤矿 8115 工作面过 U型棚支护工艺的实践应用 庞 晋 中 （晋城市能源局 ，山西 晋城 048000 ） 摘要 以增子坊煤矿 8115 工作面通过 U 型棚区域为研究对象，对 2115 运输顺槽、 5115 回风顺槽 的超前支护与端头支护进行设计， 针对工作面过顶板松软破碎区时工作面推进困难的问题， 提出瑞米 加固工艺， 实践表明， 该工艺能有效缓解巷道顶板破碎情况， 实现工作面安全过 U型棚区域的目的。 关键词 U型棚 ； 超前支护 ； 端头支护 ； 瑞米加固 ； 技术措施 中图分类号 TD353文献标志码 A文章编号 1009- 0797 （2019 ） 05- 0093- 03 Practical Application of U-shaped Shed Supporting Technology in 8115 Working Face of Zengzifang Coal Mine PANG Jinzhong （JinchengEnergyBureau , Jincheng 048000 , China ） Abstract The 8115 working face of Zengzifang Coal Mine was passed through the U- shaped shed area as the research object. The advanced support and end support of 2115 transport sluice and 5115 return air sluice were designed. When the working face is difficult to advance, the remy reinforcement process is proposed. The practice shows that the process can effectively alleviate the broken roof of the roadway and achieve the purpose ofsafelyworkingthe U- shaped shed area. Keywords U- shaped shed ; advanced support; end support ; Remyreinforcement ; technical measures 1工作面概况 朔煤铁峰增子坊煤矿 8115 工作面位于 301 盘 区北部。西为 301 盘区巷, 南邻已采 8113 工作面， 北、 东部均为实煤体。工作面标高 1230.7～1265.5m， 本工作面可开采煤层为 5 煤层， 煤层赋存较稳定， 煤层平均倾角为 4， 煤层平均厚 13.10m。工作面 两巷为 2115 运输顺槽与 5115 回风顺槽，两巷均为 U 型棚支护，其中， 2115 运输顺槽 U 型棚支护区在 116m～193m 范围、 353m～618m 范围； 5115 回风顺槽 U 型棚支护区在 123～300m 范围。巷道采用 U29 钢 棚支护形式，顶板及煤壁两帮用水泥背板密背， 8115 工作面现已采至 60m 处， 随着工作面的正常推 进， 工作面进入围岩压力增高区， 其超前支护方式、 及端头支护方式将发生改变， 为安全顺利的回采过 U 型棚， 需制定工作面施工组织措施。 2支护工艺 2.12115 运输顺槽超前支护 2115 超前支护采用 “一梁两柱” 的支护方式， 即 单体柱配合 4.8mπ 型金属顶梁进行支护，梁与巷 道走向垂直， 于顶板居中布置， 超前支护距离 50m。 支设于皮带两侧、 转载机两侧人行道， 即靠煤柱支 护一排， 工作面侧支设一排单体， 排距 4.5m， 柱距均 1.0m。单体柱采用 DW45- 250/110X 型单体柱。 单体柱支在 U 型棚棚梁与棚腿卡接处， 可使单 体能够有效支护。单体柱支设距棚腿 0.5m 的棚梁 支座上 （支紧不破坏顶板面及棚梁） ， 支设两排， 排 距 4m， 间距 1m， 支柱顶端垫木楔， 保证接顶有力， 不打滑。2115 巷棚区超前支护断面示意如图 1 所 示。 图 12115 巷 U 型棚区超前支护工作断面示意图 2.25115 回风顺槽超前支护 5115 巷超前支护采用 “一梁三柱” 进行的支护 方式， 即单体柱配合 4.5 mπ 型金属顶梁进行支护， 梁与巷道走向垂直， 于顶板居中布置， 超前支护距 工作面支护距离 50m。工作面侧一排单体柱距工作 面帮 0.7 m 处支设， 三排之间排距为 2m、 1m， 柱距 均 1.0m。单体柱采用 DW45- 250/110X 型单体柱。 单体柱打到 U 型棚位置时， 单体一排打在 U 型 煤矿现代化2019 年第 5 期总第 152 期 93 ChaoXing 棚中间 （支紧不破坏顶板面及棚梁） ， 支设三排， 排 距 2 米， 间距 1m， 其余两排距棚腿 0.5m， 支柱顶端 垫木楔， 保证接顶不打滑。5115 巷 U 型棚区超前支 护工作断面示意如图 2 所示。 图 25115 巷 U 型棚区超前支护工作断面示意图 2.32115 运输顺槽综掘支护 2115 运输顺槽采用锚 索 角锚索 网联合 支护， 顶、 帮锚杆采用 φ202200mm 左旋无纵筋螺 纹钢锚杆， 间、 排距均为 1000mm900mm； 锚索采 用 φ17.88000mm 1860 级低松弛钢绞线，“三二 三” 布置， 间距 1600mm， 排距 2000mm； 角锚索采用 锚索 φ17.88000mm 1860 级低松弛钢绞线，托板 采用 600mm 长的 11 号工字钢， 每 2m 布置一对， 且 锚固长度不得小于 1500mm，必须锚固在稳定煤岩 层内；金属网采用 8 铅丝编织 5050mm 菱形网； 顶、 帮均采用 W 型钢带， 规格分别为 4800150 3mm， 4502803mm。 如顶板破碎时， 铺设双层金属网， 上双网时网 的长边搭接 0.5～0.6m；联双排，上排每米不少于 7 扣， 下排每米不少于 3 扣， 每扣扭结不少于两圈半， 金属网长边下垂必须超出排头、排尾架护帮板， 否 则必须进行联网， 2115 端头采用 1 端头支架 （两架 一组） 支护顶板。 2.45115 回风顺槽综掘支护 5115 回风顺槽在综采工作面推进过程中， 顶板 及巷道两帮选用支护工艺与 2115 运输顺槽相同， 在端头支护工艺上进行调整，支护施工工艺为 5115 回风顺槽端头支护使用过渡支架支设巷道宽 度的一半以上， 其余部分支设单体液压支柱配金属 顶梁， 配合 2m0.8 m 长的 Л 型金属顶梁。若 103 支架与 5115 巷煤柱帮之间的距离超过 0.8 m 时， 应 支设单体支柱一排 （一梁一柱） ，端头支护长度 5m， 6 柱 （单排） ， 后起切顶线， 前与超前支护间距 1m。每增加 0.7m， 增加 1 排单体柱， 柱距 1.0 m。端 头支护的单体支护形式采用一梁两柱或一梁一柱， 梁采用 2m 或 0.8 m 的金属顶梁。顶板破碎时根据 需要铺网加强支护， 在单体柱间距合适的情况下上 齐全防倒、 防坠装置。 3注浆加固工艺 5 层 301 盘区 8115 综采工作面推进至 150m 时， 因 2115 进风巷上部顶板 （煤层） 松软， 局部煤层 风氧化， 工作面通过该区域时， 巷道顶板破碎严重， 工作面推进速度大大降低，需对煤层松软区头部 （1、 2、 3 过渡支架） 注瑞米进行加固。 3.1施工方案 注孔采用单排两眼布置， 用锚杆机打孔、 封孔器 封孔， 利用专用注浆泵注入瑞米达到加固的目的。注 浆孔布置 2115 巷工作面煤帮在距顶板 300mm处， 孔 间距 5m， 孔深 L5m， 设计压力为 8～10MPa。以仰角 25～30沿工作面倾向方向打孔，煤层注入瑞米 用于加固顶板。通过注浆泵的高压力， 使瑞米充分 注入煤层， 达到加固的目的， 防止片帮冒顶。 8115 工 作面注瑞米平面示意如图 3 所示。 图 38115 工作面注瑞米平面示意图 3.2施工步骤 1） 打孔及封孔， 要求钻孔直径 Φ28mm， 深度 5m、 倾角为 26； 2） 把多功能泵及其附件组装好； 3） 开始注浆， 把两根吸料管分别插入瑞米树脂 A、 B 桶中，通过活塞的运动将原料注入输送管， 输 送到注射枪内， 并由注射枪注入煤层 （注射压力控 制在 9MPa 左右） ， 瑞米树脂原料渗入裂隙后， 能够 迅速充填裂隙， 凝结成形， 将注浆区域内松散破碎 的岩层加固为一个整体， 抑制围岩变形情况。 4） 注浆顺序从左到右进行， 并注意观察注浆情 煤矿现代化2019 年第 5 期总第 152 期 94 ChaoXing （上接第 92 页 ） 用的投入， 坚持 “预测预报， 有掘必探， 先探后掘， 先治 后采” 防治水原则， 不断总结经验， 完善防治水措施， 以达到安全生产之目的。 7结论 本文结合 煤矿防治水规定 中相关要求， 在对韩 家洼煤矿 22、 25 近距离煤层的水文地质烈性划分 与防治水措施进行了研究，利用现场调研的方法， 对 韩家洼煤矿的含水层、 隔水层与充水条件进行里面理 论分析， 利用工程类比的方法对矿井涌水量进行了预 测， 并结合矿井生产实际过程中的涌水量观测， 确定 韩家洼煤矿矿 22、 25 的水文地质条件为中等。同 时， 针对该矿的具体情况， 制定了相应的防治水对策， 有效避免了矿井突发水灾的可能性。同时， 也为韩家 洼后续煤层开采设计的矿井水文地质类型划分与防 治水作业提供了理论与实践基础， 也为该地区条件相 似的矿井提供了借鉴。 参考文献 [1] 王长申,武强,马国平,李文刚,白林.复杂条件下矿井水文 地质类型划分方法[J].煤炭学报,2016,41 （03） 696- 702. 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[5] 国家安全生产监督管理总局信息研究院. 煤矿防治水规 定[M]. 煤炭工业出版社, 2009. 作者简介 房小夏， 女， 1987 年 7 月 26 日出生， 汉族， 山西临县人， 2010 年太原理工大学资源勘察工程本科专业毕业， 工程师， 煤田地质。（收稿日期 2018- 8- 27） 况压力、 浆液浓度及用量、 钻孔深度、 封孔器的位置 等及效果； 换孔注浆， 重复 （2） -（4） 的步骤， 直至对区域内 所有浆孔完成注浆。 4安全技术措施 1）在工作面推进时， 支架会出现 “上窜下滑” ， 当工作面液压支架到煤柱帮之间的距离超过 0.8m 时， 上下端头应支设单体支柱， 每增加 0.8m， 增加一 排单体支柱， 柱距为 1m， 排距为 0.7m。当遇有顶板 破碎、 矿压显现强烈等现象时， 柱距应变更为 0.8m， 排距 0.5m， 若仍不能满足支护强度应根据实际情况 缩小柱间、 排距， 使其满足支护要求。 2）安排专人观察顶板，严格执行敲帮问顶， 处 理掉破碎的水泥背板。在拉移支架时， 专人监护。 3） 过 U 型棚地段，如顶板破碎，下端头 103、 102 架的顶梁升紧顶板， 过渡架的顶梁与顶板接不 实部分， 用道木或木楔垫实。上端头同样进行。 4）煤机割至 U 型棚位置时，放慢割煤速度， 严 禁煤机滚筒碰到棚梁。 5）上、 下端头棚区过渡支护期间， 必须有跟班队 长和安监员现场监督指挥作业。 超前支护区至端头支 护区顶板破碎时必须在原支护基础上加密支护。 5结语 增子坊煤矿 8115 综采工作面推进过程中遇 U 型棚支护地段，回采 U 型棚时导致围岩压力增高， 为安全顺利地通过该区域， 对顶板超前支护方式端 头支护方式进行设计， 提出瑞米树脂加固维护巷道 破碎区顶板的措施， 在该工艺的实施下， 增子坊煤 矿 8115 综采工作面实现了对 U 型棚的快速回收， 安全高效地通过了支护区域。 参考文献 [1] 张肖伟.综放工作面邻空巷超前支护方式研究[J].山东煤 炭科技,2018 （01） 13- 1416. [2] 赵启峰,杜锋,李强,钱文勇,单耀.综采工作面沿空掘巷围 岩控制技术[J].煤炭科学技术,2015,43 （10） 23- 28. 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