近水平巷道长距离揭煤逮煤顶施工工程实践

近水平巷道长距离揭煤逮煤顶施工工程实践

王会来

淮浙煤电有限公司顾北煤矿  安徽淮南  232150

摘要：随着国内对于煤炭资源的需求越发增加，煤矿的生产压力也越来越大，既要做好安全管理，又要确保产量。而这其中，对于煤矿管理人员来说，顶板和瓦斯是最需要解决的问题之一。本文就近水平巷道长距离揭煤过程中存在的问题进行研究，并结合矿井生产实际提出相应解决办法。

关键词：揭煤；顶板；瓦斯

引言

煤矿揭煤施工期间将由煤层顶板（底板）穿层进入煤层底板（顶板），施工过程中不可避免要逮煤顶施工，因此，煤矿揭煤巷道在设计初期都会选择巷道与煤层保持一定夹角，以减少揭煤距离，以期尽快揭煤结束，避免长距离揭煤带来的顶板及瓦斯问题。

1、工程概况

顾北矿-648m北翼1煤胶带机石门为该矿准备采区系统巷道，设计标高-636.5m～-643.9m，揭煤施工期间架棚36U型棚支护，巷道支护规格宽×高=5407×4330mm，服务年限20年，巷道自1煤顶板揭穿煤层后进入1煤底板，因采区系统布置辖制，巷道按4‰水平巷道施工。

1煤层为顾北矿主采煤层，煤层厚度7.2~8.5m，平均厚度7.8m，属稳定煤层。煤层南北走向，倾向东，倾角3~5°，为近水平煤层。1煤层直接顶为5.5m厚细砂岩，基本顶为20m厚中砂岩，底板为粉细砂岩。瓦斯含量为0.31～6.97m3/t，平均瓦斯含量为3.64m3/t，经鉴定为突出煤层。

因此，根据地质剖面，该巷道揭煤施工期间将面临长距离逮煤顶施工的问题，逮煤顶长度130m，施工期间顶板管理难度大。

2、施工工艺

巷道逮煤顶施工期间，采用炮掘施工，CMZY2-300/35钻装机打眼、出货，架棚支护时，一掘两架，循环进尺1.2m。

在施工过程中，煤层进入巷道顶板以上后，因1煤层前期穿层钻孔施工密集，煤层松散破碎，顶板易片掉、抽冒，顶板管理困难，施工难度大。

3、顶板治理方案

3.1 采用小循环施工

巷道架棚施工正常掘进时采用一掘两架施工，循环进尺1.2m，逮煤顶施工期间顶板煤体极易抽片，继续向前施工改为小循环进尺，严格按照一掘一架施工，循环进尺0.6m，保证日进尺1.8m。

3.2 螺纹钢超前支护煤体

采用螺纹钢作为超前支护掩护掘进，螺纹钢规格Φ22×2500mm，从巷顶压前一架顶梁向两边均匀分布至腮夹处，间距100mm，外露第二架棚梁200mm，并压接紧固，尾部使用14#铁丝绑扎牢固。

3.3 大直径钻孔超前注浆加固煤体

巷道施工过程中采用Φ94mm钻孔超前注KWJG-1型矿用无机玖米纳加固材料超前加固煤体。钻孔施工完毕后进行封孔，封孔时在空口埋入Φ19mm注浆管及Φ12mm排气管。注浆选用ZBY1.5/32-22电动注浆泵，保证注浆压力保持10MPa。

表1  注浆材料配合比

钻孔深度65m，施工过程中以50m为一个阶段，保留15m安全间距，共注浆3个阶段。

利用超前钻孔，覆盖巷道揭煤段顶板，使用矿用无机玖米纳加固材料，注浆压力保持10~12MPa。共进行4次注浆加固，合计注浆量38t，顶板煤体胶结效果良好。

3.4 工作面循环注浆加固顶板

工作面采用有机玖米纳加固材料对顶板进行循环压茬注浆，每次在巷道顶板轮廓处按间距1.2~1.6m施工3~5根注浆孔，孔径Φ42mm，方向为顺巷道方向并保证5~10°仰角。埋入注浆管及封孔器后使用风动注浆泵注浆。注浆孔深度2m，循环进尺0.6m，保留1.4m安全距离防止煤体片帮。

注浆时A组分和B组分严格按照1:1比例配合注浆，严禁单液注浆，期间密切关注注浆压力变化，注浆压力不得超过1MPa，单孔注浆量不超过0.2t。

图1  工作面循环注浆钻孔布置示意图

3.5 其他

双探梁加强临时支护强度：常规架棚支护时采用2根11#工字钢作为探梁用于架设U型棚棚梁，逮煤顶施工期间，在常规探梁后方退后1架另外增加2根探梁，防止临时支护强度不够时棚梁下沉。

顶板喷浆紧跟迎头：保证施工期间架设一架U型棚后及时喷浆，喷浆紧跟迎头最前方一架U型棚，严禁滞后。

3.6 结论

该巷道自逮煤顶施工以来，4个月共计进尺210m，月平均进尺52.5m，实现安全逮煤顶施工。实践表明，近水平巷道长距离揭煤逮煤顶施工过程中采用大直径钻孔深孔注浆配合工作面循环注浆可有效加固煤体，改善煤体状况，同时辅以小循环掘进及螺纹钢超前支护可进一步加固顶板，确保逮煤顶施工安全。

结束语

综上所述，随着社会的不断发展，煤矿井下巷道等结构设施越来越完善，机械设备越来越精密，但这也使得现场的安全风险变得更加多样，相关人员必须严格把控。基于此，通过分析瓦斯隧道内的揭煤防突方式，细分安全管理内容，旨在帮助相关人员整合投放资源，明确优化方向，为未来行业发展和社会进步奠定良好的基础。

参考文献

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