樊郑如
山西石泉煤业有限责任公司，山西 长治，046200
摘 要：结合现场煤层赋存情况，根据板梁极限破断理论理计算，对窄煤柱工作面由顶见底施工工艺进行优化应用，为巷道快速掘进提供技术支持。
关键词：窄煤柱 导硐 掘进
Research and Application on Optimization of Driving Technology from Top to Bottom in Narrow Coal Pillar Face
Fanzhengru Huchenglin Zhanglongfei
Shanxi shiquan coal industry co.,ltd，shanxi changzhi，046200
Summary:Combined with the on-site coal seam occurrence, according to the theoretical calculation of ultimate breaking of plate beam, the construction technology of narrow coal pillar working face from top to bottom was optimized and applied, which provided technical support for rapid roadway driving.
Key words:Narrow coal pillar Guide tunnel
tunnelling
1.工作面概况
30108轨道顺槽位于石泉煤矿301盘区左翼，东部为30102采空区，西部为30108未采区，南部为盘区轨道大巷，北部为北翼采区。设计长度为806m，煤层平均厚度5.75m，平均倾角6°，黑色，条痕褐黑色，参差状断口，沥青光泽，以亮煤为主，暗煤次之，属半亮型煤。设计为窄煤柱沿空掘巷，留设10m的保护煤柱，沿顶掘进，高度3.4m，宽度5m。
2.问题提出
因30108轨道顺槽临近30102采空区，根据《煤矿防治水手册》估算30102工作面采空区静态积水量为84233m3，积水标高415.6m。由于30108工作面实施窄煤柱开采，30108轨道顺槽掘进期间可能受水害威胁。同时30108切眼沿底板掘进，为保证切眼与轨道顺槽顺利贯通，需将沿顶板变为沿底板掘进。
由于受30102采空区影响，过渡段顶煤破碎难以控制，巷道成型较差，易发生漏顶片帮事故。为解决过渡段顶板难以控制难题，根据矿山压力与岩层控制理论，结合锚杆支护理论，通过改变掘进工艺，便于解决施工难题。
3.施工工艺研究与改进
3.1研究思路
巷道掘进过程中，顶板裸露面积越大、空顶时间越长，巷道压力越大，顶板越难以控制。如果先小断面掘进，及时采用锚杆进行支护，减少顶煤裸露面积与时间，同时利用两帮支撑作用，减小巷道顶板压力显现，保证顶板整体稳定性。根据这一思路，提出先对巷道中部进行导硐，支护完毕后，再进行刷扩，最后完成全断面支护。
3.2理论支撑
利用板梁极限破断理论。根据过渡段顶煤强度，确定顶煤极限垮落步距，进而确定导硐宽度。
巷道掘进后，裸露顶板形成固支梁结构，最大弯矩产生
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式中：h - 顶煤分层厚度；取0.5m;
q - 顶煤均布载荷，取1.45×104N/m2;
n - 安全系数，取2；
- 顶煤抗拉强度,取0.25MPa；
解式4可得：，取导硐宽度为2m。
3.3现场实践
在掘进前，先在工作面顶部打设一排超前锚杆、锚杆间距200mm；沿巷道中线人工风镐进行导硐宽度2.0m，导硐深度1.0m，用锚网配合2m长W钢带支护，中间导洞段支护结束后，两侧同时刷帮，各刷帮1.5m宽，断面刷到设计断面后，及时用锚网索梯支护，将帮顶支护齐全，循环进尺0.8m，完成一个循环后，再按上述工艺进行下个循环，直至变为沿底板掘进。
4.施工中的难度及解决方法
（1）因30102采空区内积水较多，对窄煤柱承压带有一定影响，易造成巷道顶板压力重新分布，不利用巷道掘进。
解决方法：在由顶变底前，提前对30102采空区积水进行疏放，待承压水高度在安全范围，不再对煤柱造成影响后，再进行导硐施工。
（2）由于煤层节理发育，在加上窄煤柱承压影响，在掘进时如直接按坡度进行降底施工，容易造成掉顶事故，导致巷道超高，不利用后期超前支护敷设和瓦斯管理。
解决方法：在巷道断面中上部，选取相对稳定的煤层，打设一排超前锚杆，锚杆间距200mm，以稳固顶煤，然后沿巷道中线人工风镐进行导硐施工，中间导硐段支护结束后，两侧同时刷帮支护，断面刷到设计断面后，及时用锚网索梯支护，将帮顶支护齐全。通过现场实践，留设顶煤厚度在0.5m左右为宜，既可以控制顶板，又能实现快速降底。
5.结论
通过计算，确定巷道顶煤不自垮导硐宽度，减小顶煤裸露面积与空顶时间，充分发挥顶煤自承能力与两帮支撑作用，配合锚杆支护，过渡段顶煤得到较好的控制，加快了施工进度，保证了巷道成型，取得了较好的安全效益和经济效益。
〔参考文献〕
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