矿井掘进工作面过老巷及断层安全技术措施研究_邵志杰.pdf
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1、2023年第2期西部探矿工程*收稿日期:2022-12-30作者简介:邵志杰(1988-),男(汉族),河南商丘人,助理工程师,现从事采矿工程工作。矿井掘进工作面过老巷及断层安全技术措施研究邵志杰*(潞安化工集团李村煤矿,山西 长治 046000)摘要:针对潞安化工集团某矿复采掘进工作面过老巷及断层时,面临着顶板难管理,通防安全隐患大,水文地质情况复杂存在较大安全隐患等问题,基于该复采掘进工作面过老巷及断层工程概况,通过强化顶板管理,加强通防安全管理,防治水管理,进行过老巷维修安全管理以及应用掘进工作面过断层安全技术措施,该复采掘进工作面安全顺利地通过了老巷及断层,取得了较好的经济效益与安全效
2、益,可为类似工况下的掘进工作面过老巷及断层提供参考。关键词:掘进工作面;老巷;断层;措施中图分类号:TD821 文献标识码:A 文章编号:1004-5716(2023)02-0128-041概述潞安化工集团某矿目前主要开采3号煤,3号煤层从1997年开始开采,至2005年结束,但由于当时的条件和工艺条件,只有一层2.2m的回采,留下了大量的残余煤,并造成了大面积的顶板破碎1。为解决煤炭资源枯竭的问题,提出了对九采区煤矿资源复采的建议。在93091轨道顺槽开门口往里约341m、从停掘位置按大于煤层线角度25下山施工至揭露9309下顺槽末段,由于在掘进的过程中需要留存一定的煤,低煤不大于0.5m,
3、一直掘进到出现F63断层为止。F63断层如图1所示,其处于开门口往里432m,该位置是正断层,其落差大致有10m,对应的倾角为45。图193091轨道顺槽预测平面图在穿越老巷和断裂区域过程中,由于顶板管理困难,通防和水文地质条件不明,采取了强化顶板管理和超前钻探等措施,确保了穿越老巷和断层的施工,提升了生产的安全性。2掘进工作面过老巷及断层期间安全技术研究2.1掘进工作面过老巷顶板安全技术管理(1)在对 93091 轨道顺槽施工的过程中,工作人员需要在 9309 下顺槽前、后 10m 的位置上实施加固工作,所采用的顶部锚杆选用螺纹钢,对应的尺寸为:16mm2000mm,选用的锚杆间排距尺寸为7
4、00mm700mm,并且规定误差保证在100mm范围。帮部锚杆采用16mm1500mm 螺纹钢,锚杆间距700mm,误差100mm。通常需要在巷道内部设置一排锚索,假如处于右帮位置的煤柱小于0.5m时,那么通常需要在右帮靠近肩窝位置再增加一排锚索。(2)当两帮以及顶板煤体较软、片帮严重时,那么需要帮部锚杆需要选用长锚杆,长度为2.0m,顶帮选用托盘或钢筋梯子,尺寸为15cm15cm(10mm)。(3)在开挖中,当顶板岩体质量不佳时,必须进行加固。当有重皮、破碎或有软弱的情况下,在顶板上打一条双排锚,两条缆绳相隔1.5m,从巷中对称排列(偏差为100mm),每三列锚杆之间设置一条绳缆,与顶板之间
5、的距离不能大于 6m,当顶板破碎时,应立即跟进。在上部采用锚杆+钢条或锚杆+钢筋梯子进行加固,加固支护应向正常断面伸出3m以上。(4)93091轨道顺槽揭露9309下顺槽后,当右侧帮部出现小面积悬空现象时,为了能够有效地降低右侧帮部冒顶事故率,通常在沿右侧帮部悬空位置设置左1282023年第2期西部探矿工程旋无纵筋全螺纹钢,其规格为16mm1500mm。2.2掘进工作面过老巷通防安全技术管理(1)在老巷爆破工程中,应实行先探后挖的原则。根据需要挖出的探头,在不需要的情况下,采用黄泥封紧。由于有一个较窄的洞口,所以在前面的直巷上设置了一个洞。(2)钻透老巷后,老巷瓦斯检查人员对瓦斯进行了测试,其
6、中CH4、CO2、O2、CO等测试项目。由于氧气和氮气浓度过高,导致了光瓦探测结果的偏移,如老巷O2含量小于18%时,使用便携式仪器进行CH4测定,确定老巷中的瓦斯含量小于1%时才能进行,若瓦斯含量大于1%,应采取相应的爆破方法,以暴露老巷。(3)93091号导轨在离老巷0.5m以下的煤柱(以帮部探孔为基准)时,停止开挖,首先露出老巷,然后继续开挖。为了避免贯透老巷中的高浓度氧气和高氮气的突然喷发,不能一次大规模穿透老巷,应采用先打小孔,再逐步扩大的方法穿透老巷。(4)老巷曝光后,采用检定棒长胶管对老巷进行瓦斯监测,若瓦斯含量小于1%,则将短节抛入老巷,将老巷中的瓦斯排出,施工时将漏斗与漏斗连
7、接,以控制送风流量;使用便携式仪器,可以随时监测进风口和回风口的气流状况,当有害气体浓度超过 规程 或者含氧浓度小于18%时,应减小送风流量。在老巷回风气流中,各气体的浓度均达到要求,并保持30min不变时,才能收回风筒,继续进行正常的施工。(5)老巷彻底暴露后,在距离曝光点 56m 的地方,安装了一道全封闭的铁丝网,禁止进入,并挂上瓦斯检查牌,每隔一段时间,瓦工至少要对围栏周围的瓦斯进行一次检查。如果暴露点以外的巷道不能修复,则需要对其进行修复和加固,修复的范围应视暴露点的小三角形条件而定,以小三角煤柱的保存为准,为了下一阶段的封堵,外部维护不能少于6m。(6)如当暴露点之外的巷子基本上可以
8、修复时,隧道修复完成下一阶段的盲巷将被永久的密封。(7)若暴露部位之外的巷道板盖不能修复,则在曝光部位安装隔离墙用喷浆机进行围护。隔断墙体以破碎的煤炭或破碎的研磨堆砌而成,其宽度应小于1.5m,两边悬挂铁丝网,并与帮头紧固,两边和顶部的固位点应小于3个,以避免墙体倾斜。注浆:沿壁及外侧的巷道帮顶,沿沟内的小三角形及外侧5m以内的巷帮、巷顶1.5m,喷浆量应超过金属网层。2.3掘进工作面过老巷防治水安全技术管理该巷道前面属于未开发空间,并且地质情况不明朗,因此在预掘进过程中可能会出现其他类型的地质构造。工作人员应该加强对揭露9309下顺槽老巷末段积水、有害气体监测。与此同时需要在迎头以及右帮每6
9、m位置设置一组探眼。此外,需要在巷道中顶板下2.0m位置设置迎脸探眼,其长度设置为7m。在右肩窝顶板下2.0m设置右帮探眼,其长度设置为7m,探眼顺向下扎布置。在93091钢轨顺槽穿越老巷后,右肩窝侧的钻孔停止了施工。在变更先期探井施工需求时,应按勘测部门的通告进行。在探放水之前,应确保抽水泵(风泵、电泵)的状态良好,如果探井和老巷贯通后没有水,则在完成探井后,应及时用黄泥将探井堵塞。在钻井过程中,瓦检员轮流值班,监测瓦斯的变化,发现异常,及时报告2。2.4掘进工作面过老巷维修安全管理(1)在检修之前,要对老巷进行支护和老巷的洞口进行清扫。维护工作按照从外到内,由巷向两边依次进行。配备1位专业
10、技术工人,专班监视顶面,查看巷道的支撑状况,并配备一支长柄器,并认真落实“打帮问顶”的工作,一旦有不安全事件发生,应立即进行处置。(2)当上帮坠落的情况比较严重,首先把网绳松开,把落下的煤炭放下。一次松开网孔的范围不宜过大,通常不会超出一根锚链间距,足够一列的锚链适时地吊上一列。在拆除掉落铁丝网和生锈铁丝网后,应仔细检查是否有危险,然后进行锚网支撑。(3)检修时,首先要找出顶帮掉下来的煤炭,找不到的就不要找,以免找顶、找帮后漏顶和片帮的扩大。对于落煤较为显眼或由于落下破碎煤炭而导致原有锚杆破坏的位置,再用补锚,上紧托板,压紧煤岩体,应将金属网张紧;当原支护的锚固对工程实施造成影响,应立即进行清
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