我礦煤層頂板為具有高應(yīng)力、節(jié)理化、遇水膨脹軟化等物理特征的復(fù)合型巖層,巖性主要以泥巖、泥質(zhì)頁巖、粉砂巖為主。在順槽掘進初期,巷道頂板完整性較好,后期由于頂板巖石應(yīng)力重新分布加之受水泥化,出現(xiàn)頂板彎曲下沉、兩幫外鼓等安全隱患,基本是前面掘進后面加強支護,嚴(yán)重影響巷道安全生產(chǎn)?,F(xiàn)就防治煤層頂板泥化特制訂如下安全技術(shù)措施。
一、采空區(qū)積水,導(dǎo)致下部相鄰巷道頂板泥化
首采工作面走向長2100m,目前已回采1150m,在回采期間工作面走向1600m至開切眼,采空區(qū)涌水量較大,平均每天涌水400m3左右。目前由于頂板冒落,采空區(qū)積水無法正常自流外排。相鄰NA1104工作面回風(fēng)順槽在掘進過程中可能受水浸泡,造成頂板泥化,原因是:
首采工作面直接頂一般為6-8m,多以泥巖和炭質(zhì)泥巖為主,在工作面推進過程中隨采隨落,充填采空區(qū)。當(dāng)泥巖受水浸泡,達到飽和,泥巖沉積在采空區(qū)下部,積水會沿著巖層傾向方向滲入煤層和煤層頂板泥巖中。NA1104工作面回風(fēng)順槽在掘進時與首采面皮帶順槽留設(shè)5m保護煤柱,距離較近,頂板泥巖受水浸泡可能發(fā)生泥化現(xiàn)象。
防范措施:
(一)疏放采空區(qū)積水,減小對巖層的浸泡;
(二)在NA1104工作面回風(fēng)順槽掘進期間,嚴(yán)格執(zhí)行“有掘必探,先探后掘”的探放水原則。
二、濕試打眼,造成頂板泥化
煤層頂板泥巖受水易軟化,在濕試打眼過程中多次注水沖刷錨索、錨桿孔,孔壁受水沖刷,造成的結(jié)果有:
(一)孔徑比設(shè)計孔徑大,錨固劑錨固段直徑小于錨索孔、錨桿孔孔徑,起不到原設(shè)計的效果;
(二)孔壁巖石遇水軟化,硬度系數(shù)和巖性發(fā)生變化,巖石整體性和強度明顯降低,支護效果降低。
防范措施:
(一)采用干式打眼,孔口風(fēng)水聯(lián)動噴霧降塵,嚴(yán)禁采用濕試打眼;
(二)建議采用注漿錨索、全長錨固。
三、抽水不及時,造成巷道兩幫底部泥巖泥化
我礦煤層厚度變化較為頻繁,掘進期間巷道高度大于煤層厚度的情況多有發(fā)生,并且在順槽掘進期間均沿煤層頂板掘進,在煤層厚度較小時,巷道底部出現(xiàn)泥巖。當(dāng)巷道抽水不及時,底部泥巖受水軟化,巷道兩幫支撐強度降低,導(dǎo)致巷道片幫或頂板冒落。
防范措施:
(一)嚴(yán)格按照設(shè)計開挖水溝,并保證水溝暢通,并根據(jù)實際,開挖截水溝,嚴(yán)禁巷道水隨意流淌;
(二)及時排水,嚴(yán)禁巷道積水。
四、頂板淋水,造成巷道頂板泥化
黑眼泉煤礦煤層頂板有兩層含水層,且均為若含水層,距煤層較近的含水層為第二層含水層,根據(jù)地質(zhì)條件反應(yīng)的煤層上浮巖石的性質(zhì)得出,第二層含水層含水量更小。當(dāng)施工錨索時,穿透泥巖隔水層,進入砂巖含水層或受巷道掘進影響頂板出現(xiàn)裂隙與含水層溝通時,巷道頂板會出現(xiàn)少許淋水,致使巷道頂板泥化。
防范措施:
(一)經(jīng)查閱資料得知,一般在頂板淋水較大的泥巖圍巖礦井,當(dāng)巷道頂板與強含水層溝通時,巷道會發(fā)生大的變形,采取的辦法主要為注漿堵水,加固巷道圍巖,我礦均為若含水層,淋水較小,若要進行注漿堵水,投資太大。
(二)加強淋水巷道壓力觀測,對出現(xiàn)變形的巷道進行加強支護,主要傾向于點柱支護或梯形抬棚支護。
五、大氣降水滲入井下、斷層水致使巷道頂?shù)装迥嗷?br />
(一)我礦地處干旱荒漠區(qū),大氣降水甚微,并且蒸發(fā)量大,所以大氣降水對礦井生產(chǎn)影響很小。
(二)礦井井田范圍內(nèi)斷層較少,僅有一條較大的斷層處在井田邊界上,所以斷層水對巷道掘進影響不大,但是在施工期間在接近斷層時仍要堅持有掘必探、先探后掘的原則,防止斷層水對巷道掘進的影響。
黑眼泉煤礦巷道頂板致災(zāi)隱患
一、NA1104工作面回風(fēng)順槽(即疏水巷對應(yīng)工作面上巷)在掘進期間的頂板管理問題,頂板可能受水浸泡后軟化,加上巷道距采空區(qū)較近,受采動影響巷道圍巖破碎,給掘進造成安全隱患。
二、SA1102工作面下巷,頂板在淺部離層的影響下,在兩幫出現(xiàn)的臺階下沉,給巷道的規(guī)格尺寸、運輸、頂板管理造成極大威脅。
三、SA1102工作面開切眼在施工時傾向上坡度局部會較大,加之開切眼跨度大,給頂板管理造成一定困難,需討論開切眼的支護與掘進方案。
四、疏水巷在封閉期間大部分巷道被水浸泡過,巷道圍巖破碎,加之頂部(炭質(zhì)泥巖)膠結(jié)程度差,與上浮泥巖呈不整合接觸。當(dāng)頂板遇少量淋水或巷道幫部受水浸泡后頂板淺部離層。加之我礦聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量總體比較差,當(dāng)頂部離層時拉破金屬網(wǎng)出現(xiàn)漏頂。并且疏水巷的錨索梁的錨索孔孔徑較大,頂板來壓時會在錨索孔處拉斷錨索梁,出現(xiàn)冒頂。