1 前言
孫村煤礦開采深度達到-1 100 m水平,距地面的垂直距離為1 300 m。井田內斷層比較發(fā)育,共有主要斷層26條(落差10~450 m),大中型斷層19條,均為正斷層,傾角45°~80°,一般65°~70°。斷層走向有NW、NE、近SN,以NE向為主。斷層發(fā)育以高角度正斷層為主,巖性較差,部分煤層的頂底板為破碎的軟巖,在四層底板及八層附近是破碎的泥巖;另外,隨著深度增加,斷層條數增多,落差增大,斷裂構造越加復雜。由于受深部地應力、礦壓的影響,在穿層掘進、斷層、破碎帶、復合頂板及煤柱周圍,煤巖體破碎壓力大,掘進施工期間由于煤巖體松動破碎,頂板易掉頂、片幫,難以再進行錨桿支護,漏頂處需進行穿頂,過后需復棚,施工難度大,安全不能保證,往往造成施工進度慢,給安全造成較大的威脅,也嚴重影響錨桿的推廣應用。針對這一突出問題,孫村煤礦在破碎頂板巷道的施工時,采取了提前打管縫錨桿的超前支護技術,通過近年來的摸索和實踐,取得了明顯的效果。
2 超前支護的施工方法
2.1 半圓拱錨網噴巷道的超前支護
遇構造、托頂煤及頂板破碎時,采用以下措施:
?、?首先將巷道的永久支護支到掘進工作面,每次爆破前,緊跟掘進工作面再采用風鉆配φ22 mm六棱中空釬子,在巷道掘進工作面施工方向沿巷道的輪廓以30°~45°角向圍巖內打入一排超前金屬管縫錨桿(φ33 mm×1 800 mm)并壓網,每排一般不少于5根,間距0.3~0.5 m,打超前管縫錨桿作輔助臨時支護。當超前支護施工完畢后,根據超前支護的距離開始打眼。
?、?打眼時循環(huán)進尺0.7 m,爆破前最大空頂0.3 m,爆破后最大空頂1.0 m,掘進工作面軟巖部分采用密打眼(周邊眼距縮至300 mm)、預留保護層、少裝藥等方法,減輕對圍巖的破壞。爆破后先進行敲幫問頂,嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度,人員站在支護完好的安全地點,用長度大于1.5 m的長把工具,摘除危巖懸矸(包括掘進工作面)后再進行初噴。
?、?初噴厚度不小于30 mm,一般在30~50 mm,初凝20 min后開始前移前探梁,初噴期間嚴禁人員進入空頂區(qū)。人員站在支護完好的安全地點進行操作,一人持噴頭,一人輔助照明并負責聯(lián)絡,觀察頂幫安全和噴射質量,前探梁使用3英寸及以上鋼管制作,長度不小于3.2 m;吊環(huán)的強度要與前探梁的強度相匹配。上吊環(huán)的錨桿必須留有足夠的絲扣,一般不小于40 mm, 以保證吊環(huán)的牢固。前探梁到掘進工作面的端面距不得大于0.3 m。用方木、木篦與頂板按實,用木楔固定。
?、?做好臨時支護后,在臨時支護的掩護下進行永久支護的打眼、掛網、安裝錨桿等工序。
?、?在壓力增大,變形嚴重時,及時進行頂板錨索加固,錨索間排距2.5 m×2.5 m,由巷道正中向兩側對稱布置2排,錨索長度不小于6 m,滯后掘進工作面根據壓力大小控制在0~10 m內進行。