煤矿A组煤层掘进超前治理层滑断层技术研究

煤矿 A组煤 层掘进 超前治理层滑断层技术研究

桂树青

淮浙煤电有限责任公司顾北煤矿 安徽淮南 232000

【摘要】顾北煤矿A组煤层赋存条件不稳定，瓦斯水文地质条件复杂，工作面落差较大的层滑断层和煤层上翻的断层较多，如13121回风顺槽过FS466（∠70°H=3.6～10.0m）、13121胶带机顺槽过Fy2（H=2.6m）、13221胶带机顺槽过FS854（∠56～80°H=2～4m）等需截割坚硬顶板、托煤顶掘进，局部巷道矿山压力显现、瓦斯积聚涌出量大、出水量大，给顺槽的安全、高效、快速掘进带来很大难题。

一、项目研究的可行性

顾北煤矿A组煤层掘进期间结合地质预报、超前钻探、超前物探、循环预测、瓦斯排放钻孔等大小钻孔，分析断层对巷道掘进的影响，准确判断断层的位置和产状，及时采取缩小排距、增加锚杆索、改架棚支护、超前预注浆（久米纳化学浆）、管棚注浆（水泥浆、水玻璃）等措施管理顶板及迎脸，同时做好断层带应力集中区的补强支护。

我们通过现场实践，取得一些经验，以13121回风顺槽过FS466（∠70°H=3.6～10.0m）断层为例，断层影响带区域顶板为细砂岩直覆，巷道过断层期间先是跟顶掘进，底板先揭露断层。当顶板揭露断层时，顶板上方煤厚达到4.5m，迎脸前方瓦斯积聚涌出来大，富含砂岩裂隙水，矿山压力显现，顶板迎脸管理困难。

二、项目研究目标及主要任务

为了防止掘进时迎脸抽冒，采取管棚注浆技术，利用浆液胶结破碎松散的煤岩层，固结顶板后再掘进。管棚注浆采用单液水泥浆或水泥+水玻璃双液浆，水玻璃选用40～45Be’，模数为2.8～3.2。在迎头退后1m搭设打钻平台，平台尺寸：长4.0m×宽4.0m，平台搭设至迎头第一棚正顶向下2.8m水平为准，将钻机起吊至平台上并搭火试运转，根据钻孔设计施工注浆钻孔，起钻后在孔内下入Ф73mm封孔管，孔口封孔固管。钻孔采用“打两注两”的原则进行施工，共分三组进行施工、注浆。

巷道过断层期间，预注化学浆（久米纳）掩护掘进，每4棚施工注浆管进行注化学浆一次，每8棚施工中空注浆锚索进行注化学浆一次，同时对巷道顶板进行喷射混凝土（厚约50mm），注浆加固压茬施工，在掩护范围内顶板迎脸破碎（易抽片），及时补注后方可掘进，注浆压力达到1Mpa或注不进去停止注浆，单孔注液不超过0.2t（8桶）。

采用分层截割，先截割顶部架棚梁背好顶后，施工密集超前锚杆或超前撞楔，然后截割下部栽棚腿。每循环在迎头施工探眼，探明巷道顶板岩性、前方瓦斯及富水等情况，如探眼内出水且水量较大则先疏放、后注化学浆封堵，探眼内瓦斯异常或喷孔应及时汇报矿调度采取抽排措施后方可进尺。

地质预报显示3m及以上的钻孔，提前20m停头，补充前探控层钻孔，对于3m以下的断层，采用小钻孔控层施工。过煤层上翻断层，断层落差大于3m时，原则上提前15m开始破顶施工；断层落差小于3m时，原则上提前10m开始破顶施工；若顶板坚硬破顶困难时，则施工至断层面5m位置，开始改为架棚支护，并提前对前方煤体及破碎顶板进行注浆加固。

以上A组煤层综合机械化掘进过层滑断层技术，包含了地质预测预报、方案选择优化、管棚注浆技术、超前喷注浆（久米纳化学浆）技术、巷道支护优化等，为南一1煤层采区及其他A组煤层采区安全、顺利、通过层滑类断层提供宝贵经验，有力保障了矿井采场接替。