《大柳塔煤矿特殊地质条件下的巷道掘进技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大柳塔煤矿特殊地质条件下的巷道掘进技术（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大柳塔煤矿特殊地质条件下的巷道掘进 技术何烕杰河南理工大学能源科学与工程学院团公司大柳塔煤矿摘要：大柳塔煤矿特殊地质条件下的巷道掘进主要包括过断层掘进、特厚煤层下分层巷 道掘进、过火烧区掘进等。在特殊地质条件下掘进巷道存在重大安全隐患，严重 制约着巷道的高效掘进和正常生产接续。大柳塔煤矿结合煤层赋存条件对巷道掘 进施工工艺、支护形式等采取丫针对性措施，保证丫掘进安全。关键词：大柳塔煤矿;特殊地质条件;巷道掘进;支护工艺;作者简介：何威杰（1987一），男，河南虞城人，2017年毕业于河南理工大学 矿业工程专业，工程硕士，助理工程师，现大柳塔煤矿从事生产与技术管理工 作。收稿曰期:2017-07
2、-20Roadway tunneling technology under special geological conditions in Daliuta Coal MineHE Wei-jieSchool of Energy Science and Engineering, HenanPolytechnic University;Abstract：In the process of roadway tunneling in Daliuta coal mine, the special geological conditions includes the passing of the fau
3、lt and burning area, the tunneling of lower slice in thick coal seam and so on. In the roadway tunneling under special geological conditions, there are significant security risks which seriously restrict the efficient tunneling and normal production. According to the coal seam conditions in Daliuta
4、coal mine, by improving the tunneling technology and support form of roadways, the tunneling safety was ensured.Keyword：Daliuta coal mine; special geological condition; roadway tunneling; supporting technology;Received： 2017-07-200引言大柳塔煤矿是神东煤炭集团所属的年产3 300万t的特大型安全高效矿井，由大 柳塔井和活鸡兔井组成。建矿29年来，大柳塔煤矿不断进行探索
5、实践，在巷道 掘进过程中取得了多项技术革新成就，同时在特殊地质条件下掘进巷道积累了 丰富的经验。大柳塔煤矿特殊地质条件下的巷道掘进主要包括过断层掘进、特厚 煤层下分层巷道掘进、过火烧区掘进等。在特殊地质条件下掘进巷道存在重人安 全隐患，严重制约着巷道的高效掘进。结合大柳塔煤矿煤层赋存条件、巷道掘进 施工工艺、支护形式，介绍了对特殊地质条件下的巷道掘进所采取的针对性措施, 保证掘进安全，为同类地质条件下的巷道掘进提供了借鉴。1过断层破碎带的巷道掘进大柳塔井田东部发育有5条大致平行排列的高角度正断层，延伸长度4. (Til. 0 km,倾角70 80，落差680m。随着大柳塔煤矿开拓系统和开采水平
6、的延伸， 地质条件越来越复杂，严重制约着矿井的安全高效生产。为了快速安全高质量通 过断层，大柳塔煤矿通过巷探、优化掘进工艺和支护方案，实现了连续采煤机大 断面双巷掘进过大断层，为今后同类条件的施工提供了成功经验。以大柳塔井 52305运输顺槽、52306回风顺槽过断层f31、DF3断层为例，就施工中存在问题 和解决方案进行总结。1.1断层位置的确定首先根据现有地质资料预测的断层大致位置，在综釆工作面的规划、布置时提前 考虑避开断层，同时综采工作面顺槽尽可能靠近断层布置以最大限度提高资源 回收率。断层走向在巷道周围摆来摆去，根据现有资料无法判断断层在52305 运输顺槽、52306回风顺槽出现的
7、准确位置及落差。根据现场的实际情况巷道在 掘进过程中采取了巷探措施，在正对顺梢联巷位罝设计多条垂直顺梢的探巷， 做到了准确预测顺槽揭露断层的位置。同时利用锚杆机和煤电钻在探巷顶底板进 行打眼探测，根据顶底煤厚度和见煤深度，确定断层的准确落差。根据探巷探明 的断层位置及钻探探明的断层落差，准确推断顺槽掌子尖将要遇到断层的准确 位置和准确落差，为确定顺槽过断层的起坡位置和起坡坡度提供可靠的依据， 避免了无效的掘进和后期综采工作面少割岩、多出煤，见图1。图1大柳塔煤矿大柳塔井52505运顺、52306冋顺过断层掘进施工图下载原图1.2加强支护形式52305运输顺槽、52306回风顺槽与断层夹角较小，
8、且断层落差较大，顺槽过断 层在破碎带内掘进的距离较长，巷道顶帮破碎，容易发生冒顶、片帮事故，对安 全生产造成很大威胁。以往过断层顶板支护一般为金属棚支护，主动支护性较差, 支护效果不佳，并且连续采煤机及其配套设备多，容易撞倒棚腿倒架导致安全 事故。在52305运顺、52306回顺过大断层段采取“非架棚的特殊加强支护”形 式，再加上短掘短支（空顶距不超过5.0 m）等措施，确保在断层破碎带安全掘 进。具体特殊加强支护形式为:顶板采用“全锚锚杆+钢筋网+锚索+ 井字形W 钢带”联合支护形式，两帮采用“端锚锚杆+网片+锚索+W钢带”联合支护形 式。通过采用特殊加强支护形式，安全顺利地通过Y断层。2特
9、厚煤层下分层过上分层联巷巷道掘进2.1巷道布置大柳塔煤矿活鸡兔井1煤复合区煤层厚度9. 6310.35 m,平均煤厚10 m,采用 分层开采，回采时未采取铺网等人工制造假顶措施，导致该区域下分层开采难 度大。为保证下分层巷道掘进期间的安全，下分层巷道的顺槽布置在上分层两顺 槽之间，因此避免了下分层两顺槽在上分层采空区下进行掘进，如图2所示。图2大柳塔煤矿活鸡兔井12煤复合区下分层巷道布置图 下载原图2.2支护形式过上分层顺槽联巷掘进时，由于上下层之间层间距小，从而造成巷道顶煤的自 身稳定性差，同时巷道支护时上方没有稳定的实体进行锚固，巷道支护十分网 难，容易发生顶板冒落事故，而一旦发生冒顶事故
10、，处理起来也非常困难，因此掘进过上分层每个联巷时存在顶板隐患的关键位罝。过上分层联巷时顶板采用“圆钢锚杆+冷拔丝网+29縱1型棚”进行联合支护,锚杆间排距为1. 5mX1.0m, 每排支护4根铺杆，铺杆规格为18 mmX2 100 mm,铺杆托盘规格为120 圆X120圆X8圆钢托盘，树脂型号为CK23X500圆，冷拔丝网规格为山4 mmX 150mmX 150 mm。29#U型棚顶梁长度4. 0 m，棚腿长度2. 75 m，弧形梁弧长 为0.9 m，两侧垂长0.8 m，支护U型棚时，棚腿处必须掏柱窝，柱窝深度不得 小于100 mm,棚腿必须支护在实体上，弧形梁处必须使用道木、木垫板、木楔 背
11、严、背实，过上分层巷道支护断面图如图3所示。U型棚棚间距及架设数量根 据层间距厚度及施工要求进行确定。图3过上分层巷道支护断面图下载原图2.3注意事项根据层间距确定架棚数：（1）过上分层联巷前，应超前探测层间距，如层间距 小于1.5 m时，必须采取拉底措施，确保层间距大于1.5 m，支护1.2 m顶锚杆, 保证安全生产；（2）过上分层巷道层间距在1.52m时架棚5架，架间距lm，分 3次通过上分层巷道，第1次掘进至上分层巷道3 m时开始架设2架，第2次掘 进至上分层巷道5 m时再次架设2架，第3次完全通过上分层巷道时架设最后1 架，第1架和最后1架距离上分层巷帮各0.5 ni; （3）过上分层
12、巷道层间距在23 m时架棚4架，架间距1. 5 m,分两次通过上分层联巷，第1次掘进至上分层巷 道5m时架设2架，第2次完全通过上分层巷道时，及时架设剩余数量U型棚，所 有U型棚必须以上分层联巷中心线对称架设；（4）过上分层巷道层间距在3 m 以上时架棚3架，架间距1.5 m，一次性通过上分层联巷后及时架棚，第1架和 最后1架距离上分层巷帮各1 m。锁门锚索:距离上分层巷道巷帮前后0.51 m实体上施工1排锁门锚索，锚索每 排4根，锚索间距为1.5 m，锚索规格力17.8隱X8 000 mm,锚索施工必须 在掘进时进行支护不得滞后。U型钢棚：（1）如通过上分层巷道宽度超过5 m,及时增加U型钢
13、棚数量；（2）掘 进期间如遇顶帮条件不好、顶板裂隙发育等特殊地质构造吋需做到短掘短支，根 据现场情况及时加强U型钢棚支护；（3）在综采工作面推进期间对U型棚进行随 采随收，达到了材料重复利用的目的。3过上分层采空区低洼积水段巷道掘进大柳塔煤矿活鸡兔井1煤复合区煤层厚度9. 6310.35 m,平均煤厚10 m,采用 分层开采，上分层综采回采时底板局部下凹或顶煤局部留设过厚，上分层巷道 存在穿层现象。根据水文地质资料该区域水患的主要水源为上分层采空区低洼段 积水，尤其是在过上分层联巷位罝附近有低洼点时，一旦与上分层贯通，上分 层低洼段积水将涌入工作面形成水害。掘进施工时对此区域采取提前钻探措施，
14、 同时向上覆釆空区钻探泄放水孔，指导巷道施工，确保安全生产。以12下201 运顺、12下203冋顺巷道掘进为例，根据上分层工作面冋采时剖面测量数据和 巷道底板标高，绘制丫煤层底板等高线，上分层采空区低洼段位于201运顺58 联巷之间，预计采空区积水面积0.66 km，积水量1.9万m。为保证掘进安全，距 离低洼点80 m开始使用钻机对积水区域提前进行钻探。12下201运顺与203回顺低洼处掘进时必须做到“有掘必探”，首先在掘进过 程中每掘进30 m,在距离掌子头3 m位置施工钻孔两个，分别布置在巷道正帮, 用于探测上分层顺槽与下分层巷道之间的垂直距离，同时对上分层巷道泄放水。 12下201运顺
15、钻孔距巷道顶板1. 4 m,仰角16，钻孔长度8. 7m; 12下203回 顺钻孔距巷道顶板1. 5 m,仰角15 ,钻孔长度9. 4 m。具体钻孔布罝图见图4。同时在12下201运顺、203回顺在掘进施工过程中,按照“探80掘50压30” 的要求严格执行，探眼距掘进巷道顶板2. 0 m,仰角2. 86 ,钻探长度80. 1 m， 水平距离80 m; 12下201运顺、203回顺每距上覆采空区顺槽联巷710 m向下 两个上覆采空区顺槽联巷施工泄放水钻孔，并向下一个上覆采空区顺槽联巷施 工两个探水孔，并探明层间距。具体钻孔布置图见图5。图4钻孔布置剖面示意图下载原图图5超前钻探剖面示意图下载原图
16、通过以上“有掘必探”的提前钻探措施，向上覆釆空区钻探泄放水孔，同时探 明了上分层巷道分布情况，指导了巷道掘进施工，保证了安全生产。4过火烧区巷道掘进大柳塔煤矿活鸡兔井1煤复合区在东部以及北部局部地段由于距风化、火烧区带 较近，顶板岩石力学性质较差，属I类易冒落型。活鸡兔井1煤复合区南翼工作 面均在1煤火烧区边界布置，由于1煤火烧边界的不规则性，给工作面的布置及 巷道掘进的安全施工带来很大的困难。大柳塔煤矿根据1煤火烧边界的特性，合 理布置工作面，优化支护设计，尽量避免布置“刀把型”工作面来躲避入侵到 工作面火烧区。以12下206工作面为例，12下206回风顺槽掘进至1 770 ni处，预测火烧侵入 顺槽距离约130 m,巷道顶板煤岩交接处出现火烧迹象，出现局部煤层松软，顶 板岩性泥化等现象，现场巷道锚索、锚杆支护困难。经现场采取钻探等措施，煤
