高瓦斯防突工作面过断层施工研究

龙源期刊网高瓦斯防突工作面过断层施工研究作者：祁海青来源：《科技创新导报》2011年第13期摘要:高瓦斯防突工作面同时受承压水威胁的巷道安全地通过构造区,对煤矿的安全生产是非常重要的。一般构造区附近顶板破碎,煤层厚度变薄,煤层倾角变化较大,特别是瓦斯大、水大,往往造成瓦斯事故或透水事故,所以掘进工作面过构造区,必须制定严密的安全技术措施。关键词:高瓦斯防突过断层中图分类号:TU7文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(a)-0073-011现场概况晋煤集团成庄矿4#风井进风联络2巷、3巷为高瓦斯防突工作面,同时受承压水威胁,施工断面较大:宽为5.8m,高为4.35m。正常施工方法为150综掘机割煤,高强锚杆、锚索加w钢带联合支护方式,目前2巷已施工100m,距断层还有约80m;3巷工作面已施工180m,距断层还有约10m。根据F104正断层临时地质预测预报(第1号),四号风井进风联络2巷、3巷工作面迎头揭露正断层F104:H=1.5～2.0m,走向为92°,倾向为358°,倾角为30°。根据地质探测钻孔分析,4#风井进风联络3巷工作面现掘进位置正处于正断层F104的下盘区域,断层面还未完全揭露,受F104正断层断裂错动影响,断层面附近顶板破碎,煤层厚度变薄,煤层倾角变化较大。同时,预计进风联络2巷掘进至4105巷以北185～195m范围内也将揭露正断层F104。正断层F104对巷道掘进影响范围为断层面发育位置前后30m区域。2施工方法及要求(1)在断层施工范围内顶板采用锚索补强方式,顶锚索由原来的2-1-2布置改为2-2-2布置。(2)受断层影响,排距由1000mm缩小为800mm,当W钢带无法紧贴巷道顶板时,可采用单体锚杆进行支护,单体锚杆间距缩小为800mm,当煤体正常后恢复原排距支护。(3)过断层期间,每排在工作面迎头中上部补打7～8根玻璃钢锚杆来加固煤体,防止片帮伤人。(4)在掘进通过F104正断层过程中,要及时调整巷道掘进坡度,向前掘进过程中应适当下卧逐渐过渡至断层的上盘(下降盘),转变为沿煤层顶板掘进。(5)过断层期间煤体中锚杆锚固力达不到设计要求时,可采取注浆对煤体进行加固。①注浆孔布置:龙源期刊网施工上下两孔、煤体酥软或破碎每3m施工上下两孔,1#孔深3m,施工距底板1m处垂直煤壁,水平施工;2#孔深3m,施工于距顶板0.6m处垂直煤壁,水平施工。成孔:使用MTQ—50型帮钻机打孔,钻头直径φ30mm双翼或φ42mm麻花钻头。注浆顺序:注浆均由低到高施工,顺序:1#→2#孔,下方注浆一天后方可注上方。注浆方式:埋孔口注浆管,全长一次注浆。注浆材料及配比:正常注浆时,使用525#(42.5MPa)普通硅酸盐水泥配合XPM添加剂制备素水泥浆;若浅孔注浆时,漏浆严重,则采用压注水泥—水玻璃双液浆的方法,使其快速凝固,减少漏浆量。添加剂配比:使用XPM添加剂,添加剂用量为水泥重量的8%～10%。水灰比:使用XPM添加剂,水泥浆的水灰比0.5∶1～0.8∶1(重量比),先稀后稠(根据现场注浆情况在小范围内调整)。水泥—水玻璃配比:使用水泥—水玻璃浆液时,水泥浆配比不变。水玻璃浓度48～55Be’(根据现场情况进行调整):水泥浆和水玻璃的体积比1∶0.4～1∶0.6。封孔材料:使用速凝剂固定孔口注浆管并封孔。注浆压力:注浆过程中,加强注浆量观察,出现压力降低,出现大量漏浆或是压力升高时,达到5～7MPa时,必须停止注浆工作。②材料及施工机具明细:加固材料:M=2.8-3.2Be’=48-55水玻璃;525#硅酸盐水泥(注浆);XPM浆添加剂;焊管6分×800mm,一端带螺纹孔口管;白塑料管外径φ20射浆管;6分球阀;固定孔口管用速凝剂。加固施工所需机具、设备:B19、￠38mm,10×1.5m接长钻杆、麻花钻杆(1.5m)及接头;B19连接器;30mm,双翼、φ42mm,麻花钻头;MTQ—50型帮锚杆机;一台CBY-30/12.0高压注浆泵(配双液枪);一台LJ-300Q搅拌机;φ19高压胶管(带接头);自制注浆转换接头(带压力表)(6)过断层期间如需要放炮或采用架棚支护则需另行制定安全技术措施。(7)瓦斯释放孔施工参数及要求龙源期刊网个/m2(构造煤以及断层面附近按2个/m2)布置孔深15m瓦斯释放孔,投影孔深必须保证不少于7m的超前距,且贯穿全煤厚,同时两侧边缘钻孔终孔位置必须超出巷帮5m。打完释放孔释放6h后再进行预测。当T1、T2达到0.4％工作面停止割煤查明原因,首先1个/m2施工孔径95mm的(因故未使用95mm直径钻头的可使用76mm钻头)瓦斯释放孔打5m走3m,当释放孔施工完毕、且查明原因后且T1、T2降低至0.3％方可掘进。瓦斯含量未超过8m3/t工作面方可掘进。3安全技术措施所有施工人员要密切注意巷道的地质构造压力情况,注意观察巷道顶板压力情况,掌握冒顶预兆知识,确保该工作面的安全生产。如遇地质条件发现变化立即停止掘进,与相关科室联系,待采取措施后方可继续向前掘进。严禁超空顶作业,加强工程质量管理,禁止随意改变支护方式,不合格的材料不能使用。遇顶板冒落时,及时采取措施,并尽可能缩小空顶距。过断层掘进施工中或施工排放孔(释放孔)时要严格执行敲帮问顶制度。找掉时,人员应站于永久支护下进行,找掉的全过程,班长应派一名有经验的老工人负责观山,并保证退路畅通;班长统一指挥,作业人员配合密切,防止冒落,片帮伤人事故发生,一旦发现巷道有异常情况,迅速把人撤到安全地点,采取有效措施后,再作业。打孔时若出现顶钻、夹钻、喷孔或瓦斯涌出等异常情况时要立即停止作业,立即汇报通风、安检、调度等相关单位,待采取措施后方可向前施工。班组长要随身携带便携仪,只准瓦斯浓度不超过1.0%时方可作业。注浆如需使用高凳时,高凳要放置平稳,不松动,不晃动,无安全隐患方可作业。严格控制浆液配比,搅拌人员严格掌握浆液浓度,严防杂物混入。根据注浆情况,适时调整注浆压力和浆液凝固时间,保证注浆效果。注浆过程充分保证设备的正常运行,严禁停电、停水。所有人员学习本措施后方可上岗作业。龙源期刊网结语通过以上安全技术措施,四号风井进风联络3巷不仅安全顺利地通过了断层,随后四号风井进风联络2巷也安全顺利通过了断层。它为今后我矿高瓦斯防突工作面过断层提供了宝贵的经验和技术支撑。