断层附近软岩巷道支护技术研究

技术研究

断层附近软岩巷道支护技术研究折力兵（西山煤电集团公司东曲煤矿，山西古交030200）

摘要：软围岩断层巷道开采过程中易出现冒顶和顶板破碎的现象，给施工带来了极大的阻碍。东曲矿针对28208工作

面断层附近软岩巷道的基本情况和具体地质构造，采用两端头支护及两巷超前支护技术，对机头、机尾的切顶、端头及两巷进行支护，并针对冒顶和顶板破碎提出了应对措施，取得了良好的支护效果，顺利通过断层附近软岩巷道。关键词：断层；软岩；切顶支护；超前支护中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2019)08-0099-02

ResearchonSupportTechnologyforSoftRockRoadwaynearFault(DongquCoalMine,XishanCoalElectricityGroupCo.,Ltd.,Gujiao030200,Shanxi,China)

Abstract:Thephenomenonofroofcollapseandrooffractureispronetooccurduringtheminingprocessofsoftsurroundingrockfaultroadway,whichbringsgreatobstaclestoconstruction.Targetingthebasicconditionsandspecificgeologicalstructuresofthesoftrockroadwaynearthe28208workingfacefault,DongquCoalMineadoptedthesupportofbothendsandtheadvancedsupporttechnologyofthetworoadwaystosupportthecuttingtop,endsandthetworoadways,andproposedcountermeasuresfortheroofandrooffracture,whichachievedgoodsupporteffect.Thesoftrockroadwaynearthefaultwassuccessfullypassed.Keywords:fault;softrock;cut-topsupport;advancedsupport

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0引言

1.2断层是煤矿开采施工中经常遇到的地质构造，会给煤矿开采工作带来极大的不便。若断层附近出现软岩，将会给煤矿的开采工作带来更大的困难，易出现冒顶和顶板破碎等现象。因此，应对支护技术进行细致的分析，以免不良事件发生。下面对东曲矿28208工作面断层附近软岩巷道支护技术及其应用过程进行阐述和分析，以取得良好的支护效果[1]。1

1.1工作面概况

地质构造a)褶曲。整体呈单斜构造，有少数地区存在宽缓褶曲现象，两翼倾角约6毅，对回采影响不大。b)陷落柱。据开采和上部资料，28208工作面揭露1个陷落柱W363，大小约20m伊25m，在回采中可能揭露其他陷落柱，对回采造成影响。c)断层。据上部回采资料，在开采中揭露6条断层，落差分别为0.7m、0.6m、0.5m、0.5m、0.5m和1.5m。其中，F1为逆断层，其他均为正断层，F6断层对回采影响较大。预计回采中还将有小断层出现。断层具体情况见表1。表1断层情况表

构造名称

F1F2F3F4F5F6性质逆断层正断层正断层正断层正断层正断层

倾向/毅184194352104184

落差/m0.70.60.50.50.51.5

走向/毅94104821019494

倾角/毅504578707050

影响程度较小较小较小较大较小较大

基本情况28208工作面位于二采区8#煤层，工作面采用双巷布置形式，采用U型通风系统，轨道顺槽进风，皮带顺槽回风。该工作面切眼至中长231m（高差17.3m，皮顺侧高），断面为矩形断面，净宽9.0m，净高4.0m，采用锚杆、锚索、钢筋梯支护；皮带顺槽长1354m（工作面至+860东翼集中皮带巷，高差68.3m，工作面侧高），断面为矩形断面，净宽5.5m，净高4.0m，采用锚杆、锚索、钢筋梯支护。皮带顺槽经+860东翼集中皮带巷延伸至煤仓，经皮带明斜井运往地面形成运煤系统；轨道顺槽长1203m（工作面至二采区8#煤层辅助运输巷高差63.8m，工作面侧高），断面为矩形断面，净宽4.5m，净高4.0m，采用锚杆、锚索、钢筋梯支护，与+860东翼轨道巷形成运料系统。收稿日期：2019-06-25

作者简介：折力兵，1982年生，男，山西古交人，2013年毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师。

2断层附近软岩支护技术

分析28208工作面基本情况和地质构造发现，断层附近出现软围岩，给采煤工作带来很大阻碍，必须对其支护进行分析和设计，采取两端头支护及两巷超前支护技术[2]。2.1支护设备共安装134架支架支护顶板，其中，机头安装端头架3架，过渡架1架；机尾安装过渡架3架，基本架1架。端头架型号为ZYT-9600/25.5/55，过渡架型号为ZYG-9600/25.5/55。其余126个为中间架，型号为ZY-9600/25.5/55。两顺槽超前支护采用ZTC-40000/2.5/4.5·99·

2019年第8期型支架支护，共8组。2.2工作面两端头支护及两巷超前支护切顶、端头支护均采用戴帽点柱支护，支柱采用单体支柱，柱帽采用聚乙烯柱帽。当顶板破碎时，采用长600mm的“7#”仔型梁铁质柱帽。2.2.1机头机尾的切顶支护机头、机尾端头架距煤柱帮≤0.3m时，不打切顶支柱；机头、机尾端头架距煤柱帮>0.3m时，沿着机头与煤柱外侧之间的切顶线以及机尾与煤柱外侧之间的切顶线分别安装两行戴帽点柱，这样就形成了两个端头的切顶支护。两行戴帽点柱都从切顶线开始安装，第一行点柱与点柱之间的距离为300mm，第二行点柱之间的距离为600mm，两行之间的距离为800mm。在机头和机尾采用反刀工艺时，在端头支架移动之前，在顺着移动方向且与第二行支柱距离800mm处，以每个单体之间600mm的距离安装一行支柱，移动支架后及时将第一行支柱取下，然后加密第二行单体支柱，将距离由600mm变为300mm。机尾与机头切顶支护形式相同。机头、机尾随工作面的推进循环支护，且空顶面积不大于1m2，严禁提前回撤[3]。2.2.2机头机尾的端头支护当运输机机头、机尾端头架距煤柱帮的距离≤1.3m时，分别在第二行密集支柱至超前支护体之间，机头、机尾距煤柱帮300mm平行巷道打设一排戴帽单体支柱，柱距1000mm。当运输机两端的端头支架与煤帮之间的距离超过1.3m时，分别在超前支护体与第二行支柱之间，机头、机尾距煤柱帮300mm处，距端头架200mm平行巷道打设两排戴帽单体支柱，柱距为1000mm，排距≥800mm，随工作面的推进循环支护，且空顶面积不大于1m2。2.2.3两巷的超前支护两巷超前支护均采用ZTC-40000/2.5/4.5型支架超前支护，共8组，其中，轨道顺槽、皮带顺槽各4组。2.3支护质量要求a)两端头及切顶支护的单体支柱初撑力不低于90kN（11.5MPa），单体钻底量超过100mm时必须穿铁制柱鞋，单体与单体之间必须使用硬连接装置连接，无法连接的必须拴好防倒绳。b)采用单体支柱与柱帽支护顶板时，单体支柱与聚乙烯柱帽间必须连接牢靠，防止在单体支柱自卸或人为卸压、运送等过程中柱帽掉落伤人。c)超前支护遇顶板处有网兜时应首先进行放渣及联网工作；当有超挖区域时，应根据实际情况在支架顶梁上方均匀布置方木（断面不小于180mm伊180mm），确保支架顶梁紧密接顶[4]。3过断层及顶板破碎时的顶板控制

根据地质资料分析，28208工作面揭露多条断层及1条推断断层，软岩出现在断层附近。鉴于此，必须加强过断层回采时的顶板控制工作，控制好采高，确保断层处的支架初撑力满足要求，并编写有针对性的补充措施。在顶板破碎及压力大、滚帮严重时，要加强·100·

2019年8月

两巷超前支护，工作面支架要超前带压移架，以有效防止顶板冒落，控制煤壁片帮。3.1冒顶处理方法当支架梁出现冒顶现象时，若高度不到1m，则使用勾顶的方法处理；若冒顶高度超出1m，则使用蓬顶法。当支架梁出现冒顶现象时，需先等顶板处于平稳状态，再由工作经验比较丰富的操作者实施敲帮问顶。处理时，首先消除片帮、活石等不安全因素，然后采取适当的措施加固周围的支护；支护加固后，再由观顶经验比较丰富的操作者进行细致的观顶。观察过程中，注意煤壁和顶板是否存在异动，若有异响或有裂纹等不良现象发生，要及时汇报并向所有井下作业人员发出撤离通知。蓬顶或勾顶都必须由5名以上经验比较丰富的操作人员共同配合完成，2人操作、2人送料、1人观顶。施工前，首先清点物料是否齐全，设计好撤离路线，清理逃生路线上的杂物，将采煤机和运输机等采煤机械停工并做闭锁处理。将木棚与支架顶梁形成的“#”字形木垛用于蓬严或勾严冒顶位置。施工结束后，首先将中间支架拉出，将前梁上升至靠近位置，同时升起走向梁，再将相邻的支架拉出，并上升至靠近位置，最后拉出单体。3.2针对顶板破碎严重情况采取的措施若顶板破碎较严重，会掉落很多漏渣，漏渣将支架压住，同时挡住了板梁的放置位置，板梁就无法安装到支架前梁上。这种情况下，就需要运用锚链在对应漏渣位置的支架前梁下面形成一道铁梁，将铁梁的一端用锚链固定在前梁下端，锚链规格选用26mm伊92mm，带U形环，并用螺栓锁口，螺栓规格M20mm×200mmM指公称直径），而且必须做到螺母紧固有力。铁梁另一端靠近煤帮一侧的挖柱窝，并将单体作为支腿将铁梁固定牢，在铁梁上方对顶板的破碎位置进行勾（蓬）顶处理。处理时，先使用顶板完好位置的支架将板梁托住，再移动冒顶位置的支架，最后撤出单体，移走铁梁。4结语

在使用锚杆、锚索、钢筋梯支护顶板薄弱地段时，锚杆的使用增大了切向约束力和径向约束力，使薄弱地段岩层的承载能力大大增强，减少了岩层内部的离层和滑动。使用U型钢与钢筋网、钢筋梯制作组合梁，组合梁可以将顶板岩层自重力及上覆顶板压力导入两帮。锚索主要用于悬吊，使围岩和顶板更加稳固。工作面两端头支护及两巷超前支护取得了良好的效果。参考文献：1］高敬东，方志明，韦四江，等.断层破碎带泥岩重塑样膨胀性研

究［J］.中国煤炭，2018，44(11)：44-49.

2］刘志峰.煤矿软岩巷道过断层中注浆加固技术的实践［J］.山

东煤炭科技，2018(10)：162-163.3］宋卫华，史苗壮，赵春阳，等.大断面矩形巷道采动条件下过断

层组破碎带研究［J］.煤炭科学技术，2018，46(10)：117-124.4］李俊生，杜磊，马晓川.大断面巷道掘进过断层冒顶处理技术

实践［J］.煤炭技术，2018，37(5)：81-84.

（责任编辑：刘晓芳）

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