開采上限複雜地質條件下探巷掘進技術研究與應用
地質礦產
作者：張雨
摘要：探巷掘進可以獲取精準的煤層地質資料，為布置采煤工作麵提供可靠的依據，探巷的布置應充分考慮為采區生產服務，合理地安排和選擇探巷施工順序和施工方法，對加快探巷掘進速度、縮短工期具有重要的意義。
關鍵詞：探巷掘進；開采上限；探眼施工；錨網支護
中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0094-02
龍東煤礦西一探煤上山用於探明西一采區3#皮帶巷與防水煤柱線之間的原煤儲量，為布置采煤工作麵提供可靠的依據。該巷道靠近開采上限施工，地質條件複雜，附近僅有78#鑽孔可供參考，現有資料無法分析地質條件變化情況，需采用邊探邊掘的施工方法。西一探煤上山設計總長為451.2m，分為兩段施工，第一段為探Ⅰ巷道，設計總長度為265.2m，沿煤層頂板掘進；第二段為探Ⅱ巷道，設計總長度為186m，沿煤層底板施工。巷道斷麵為矩形，毛寬4.2m，毛高2.5m，采用光麵鑽爆法掘進，錨網（索）支護，使用P-60B型耙裝機配合SGW-40刮板機及DSJ-150皮帶出煤，掘進循環進尺1.8m，三班連續作業。
1 地質基本情況
1.1 地理位置
西一探煤上山位於龍東煤礦西一采區的東南側，西南以F孫斷層為界，東北方向與F12斷層相鄰。該巷道西北為西一軌道下山，東北靠近防水煤柱線，東南靠近上限及煤層露頭，西南臨近西一進風大巷。從78#鑽孔資料中分析，煤層結構複雜，中部煤層含1～2層夾矸，厚度為0～2.1m，岩性為泥岩和砂質泥岩，對掘進影響較大。煤層為7層煤，煤層厚度變化較大，厚度為2.0～7.1/4.96m，煤層傾角18°～24°/21°，屬於瓦斯煤層，煤層容易自燃，煤塵爆炸指數為38.37%，具有爆炸性。
1.2 水文地質情況
F12正斷層岩層裂隙較為發育，局部有砂岩裂隙淋滴水現象發生，最大湧水量30m3/h，正常湧水量3m3/h。
1.3 鑽孔情況
該麵附近共有1個鑽孔，即78#鑽孔，為封孔合格
鑽孔。
2 巷道布置
2.1 巷道布置方案
探Ⅰ巷道從T1點開始施工，首先沿水平施工45m岩巷，揭露FW19-2斷層（∠70°H=10m）後，沿煤層頂板上山掘進至T10點，再向前穿層掘進施工20m平巷，作為探Ⅱ巷道的開窩點及上部車場。探Ⅰ巷道掘進至T11點向前22m處，迎頭已穿過預計F12斷層位置3.0m，仍未發現該斷層，由於該位置巷道頂板標高為-210.15m，接近西一采區開采上限標高-210m，因此停止向前掘進。探Ⅰ巷道在掘進過程中共揭露七條斷層，斷層落差在0.3～10m之間，對巷道掘進影響很大，造成巷道有一定的起伏，走向角度平均為20°。探Ⅱ巷道從探Ⅰ巷道T11點左幫開窩掘進，與探Ⅰ巷道夾角90°，沿F12斷層方向掘進，先穿層施工12m平巷，再沿煤層底板施工174m至煤層露頭變薄帶，此工程結束。探Ⅱ巷道煤層厚度變化較大，煤層最大傾角為21°，走向角度變化在-8°～6°之間，地質構造複雜，煤層較鬆軟，頂板及煤壁局部有剝離和滴水現象。
2.2 巷道支護方式
2.2.1 采用錨網（索）支護方式，隔一排施工兩根錨索，位於第二、四根錨杆位置，設計使用錨索長度6.2m，頂煤超過4.5m時改用8m錨索支護，確保錨索錨入穩定岩層不小於1.5m。
2.2.2 頂板兩肩窩錨杆及兩幫肩窩錨杆使用異型托盤進行支護。
2.2.3 錨杆（索）間排距為900×900mm。
2.2.4 頂部金屬點焊網對接或壓茬，壓茬時不超過三扣，接茬處用14#鐵絲，隔扣相聯。頂網與幫網壓茬不小於100mm，壓茬處采用“三星”聯網，幫網與幫網長邊壓茬不小於100mm，“三星”聯網，短邊用穿條相連。
3 掘進技術管理
3.1 探眼施工
掘進迎頭采用幫錨杆機、風煤鑽小鑽具探測斷層位置，1號探眼布置在迎頭中間位置，巷道頂板下1.2m處，以大於煤層傾角5°角開孔，沿巷道走向鑽進，該孔超前迎頭距離不小於10m。2號探眼布置在巷道右幫頂板下1.5m位置，以煤層走向20°仰角垂直巷道鑽進10m終孔，每10m施工一個2號探眼，用於探明探Ⅱ巷道與F12斷層的準確位置，並做好標記。根據探眼鑽探情況，及時分析地質構造情況，調整巷道層位，為下一步施工提供可靠的依據，並分析掘進迎頭水文地質情況，為采取探放水措施提供依據，以防水害的發生。