一、前言
??? 一般來說,礦井在建井初期,距離地表較近,許多場合是在二迭系童子巖組之上的巖石中掘進作業(yè)。而復蓋在此巖組之上的巖石基本上已風化,原生的結構整體性、穩(wěn)定性遭到嚴重破壞,裂縫破碎帶長期受地表水的浸蝕及地表泥砂的填充,也致使該區(qū)域地層風氧化帶深度深、強度大,局部的圍巖就象是由一塊塊的孤石夾伴泥沙堆積在一起。在此松軟破碎圍巖中掘進經(jīng)常會發(fā)生冒頂事故,一方面影響了工程的進度,另一方面對安全也造成一定的威脅。為了對此類礦井的采掘安全進行研究,今以仙亭煤礦為例作技術探討。
??? 仙亭煤礦+660m總回風巷于2005年9月開始掘進,由于該工程處于+660m水平,距離地表較近,該工程即處于以上所述的惡劣環(huán)境中作業(yè),且設計斷面主要為8.1m2的大斷面。因此,巷道的掘進和支護面臨著重重困難。如何采用可行的安全技術措施,保障施工進度,防止發(fā)生冒頂事故,確保施工安全,是一大難題。
??? 二、主要技術方案及措施
??? 1、采取控制爆破技術。針對施工中圍巖破碎情況,采用控制炮眼深度、間距,嚴格控制裝藥量(局部周邊眼裝藥量控制1/5~1/2節(jié)),必要時增打周邊空眼,采用切割預裂爆破技術,降低爆破對圍巖的破壞程度。
??? 2、采用巷道兩翼及上部超前,中下部滯后的施工方法。通過采取這一措施,使中下部圍巖自然抵御迎頭片幫,起到了控制圍巖暴露面積,縮短圍巖暴露時間的作用,降低了工作面初期的支護難度,為工作面的正常支護贏得寶貴的時間。
??? 3、采用金屬錨桿超前護頂、前探梁超前支護措施,控制頂板垮落,確保施工安全。由于工作面巖性總體為孤石堆積,一旦掉落一塊,必將接二連三,而且沖擊力對支架的影響特別大。因此,控制巷道斷面以外的巖石冒落成為該技術應用的關鍵所在。施工中,采用3.5m長鉆桿鑿眼,φ25×3m焊接管作為錨桿材料,錨桿間距視情況控制在0.25m~0.4m之間,排距控制在1.2m~2.0m之間。采取這一措施,使工作面的頂幫孤石均處在錨桿和支架的控制之內(nèi),可有效地控制頂板的冒落,降低巖石冒落對支架的沖擊力,結合采用超前支護,保障施工安全。
??? 4、加強支架的整體性。在金屬拱架間設置4~5根Φ16鋼筋結合螺帽固定的拉桿,視情況補打支架間的縱向豎向支撐等,降低支架的架設難度,保證支架的架設安全,顯著提升了支架的整體穩(wěn)定性。
??? 5、合理選擇支護強度。原設計采用15~18kg/m鋼軌拱架,其受力性能較差。經(jīng)論證,采用9#礦工鋼作為支架材料,礦工鋼拱架連接位置根據(jù)各作業(yè)地點原始條件情況靈活選擇,使礦工鋼拱架在滿足支護強度的前提下盡可能達到方便現(xiàn)場操作;此外,根據(jù)各地點巷道壓力情況,適當控制棚距,并酌情增設豎撐等,棚距由原常規(guī)的1m調(diào)整為0.6m~0.8m,保證支架強度滿足要求。
??? 6、適時采用短掘短砌施工方法。+660m總回風巷局部極破碎,巷道壓力巨大。對此,及時組織短掘短砌施工方法,確保支護強度,避免了冒頂后患。
??? 7、堅持一次成巷。實施一次成巷施工,避免了二次擴刷可能造成的冒頂隱患,減少了二次支護成本和施工難度。
??? 8、加強現(xiàn)場施工安全管理。針對各施工段的圍巖破碎情況,適時組織現(xiàn)場跟班技術指導,保障作業(yè)地點退路暢通,做好必要的退路、支護防范等工作,為松軟破碎帶巖層掘進的施工安全保駕護航。