小窯井筒通過煤巷通過過程的安全影響因素分析

小窯井筒通過煤巷通過過程的安全影響因素分析

為了順利穿越小井并將其堆放，根據(jù)實(shí)施過程中遇到的不同影響因素，可將過程分為三個(gè)階段：小井道連接、井筒底部開口、井筒加固、井筒提升和輔助井筒。其中井筒下口封口和過井筒加固為重中之重。本文將以鳳凰山礦XV53042巷為例進(jìn)行探討。1礦體及礦物量鳳凰山礦XV53042巷位于三水平五盤區(qū),本巷道沿15號煤層頂板破巖底掘進(jìn),巷道預(yù)計(jì)穿過的煤層、巖層由上而下依次為15號煤(工作面煤層總厚2.01m～3.23m,平均厚度2.20mm,中部含一層0.40mm較穩(wěn)定夾矸)、鋁質(zhì)泥巖0.40mm(灰色,含星散狀黃鐵礦,頂部局部為泥巖)。老頂為K2石灰?guī)r,厚8.46m～10.30m,平均9.39m,深灰色,質(zhì)硬、含動物化石;直接頂為鋁質(zhì)泥巖,厚3.82m～9.13m,平均5.56m,灰色,含星散狀黃鐵礦,頂部局部為泥巖。老底為細(xì)粒砂巖,厚1.70m～19.4m,平均10.2m,灰色,以石英為主,較硬脆。2小窯空巷與空巷支護(hù)效果XV53042巷掘至195m時(shí),揭露一小窯空巷和廢棄井筒(見圖1),小窯空巷無支護(hù),與本巷道呈56°角斜交,寬2m,高2.2m,長3.8m。與空巷相連的一廢棄井筒,井筒直徑約3m,深約160m,無支護(hù)。井筒位于XV53042巷巷中偏右距XV53042巷現(xiàn)掌面1m左右。3井位支護(hù)注意事項(xiàng)(1)掘至距貫通點(diǎn)3m時(shí),每1.5m打注一根單體錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),型號為Φ17.8-1-5300。在XV53042巷與小窯貫通點(diǎn)300mm處打一根槽鋼加強(qiáng)支護(hù)進(jìn)行鎖口,槽鋼型號為12號-1-2400。貫通后,在XV53042巷與小窯貫通處向里3m打一“井”字型木垛或連鎖木垛進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù),如圖2所示。(2)貫通施工前,必須做好調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的準(zhǔn)備。(3)掘至距貫通點(diǎn)5m時(shí),班班必須采取“先探后掘”的原則。(4)當(dāng)探眼打透時(shí),要檢查探眼孔內(nèi)瓦斯,瓦斯體積分?jǐn)?shù)不大于1%時(shí),方可繼續(xù)施工。割煤司機(jī)要時(shí)刻注意煤壁是否割透,一旦割透,首先要檢查貫通點(diǎn)附近的瓦斯、通風(fēng)、涌水量及支護(hù)情況,確認(rèn)安全無誤后,方可擴(kuò)大斷面,全面貫通。(5)施工過程中永久支護(hù)必須緊跟至工作面,嚴(yán)禁任何人員進(jìn)入空頂作業(yè),整個(gè)施工過程中要派專人進(jìn)行觀山,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,貫通前后,班長、安檢工、瓦檢工必須認(rèn)真檢查巷道的頂板、支護(hù)、通風(fēng)、瓦斯等情況,發(fā)現(xiàn)異常情況要立即停止施工,采取措施進(jìn)行處理。(6)通風(fēng)系統(tǒng):為了保證盤區(qū)貫通后的通風(fēng)正常,貫通前要在XV53042巷內(nèi)做兩道風(fēng)門進(jìn)行調(diào)控通風(fēng)。4小窯空巷內(nèi)木垛支護(hù)(1)在井筒下口內(nèi),煤層頂板線以上密排板梁將井筒下口封嚴(yán)。板梁下方采用“號”字型聯(lián)鎖木垛支實(shí)。封口板梁要順XV53042巷方向鋪設(shè)。(2)板梁下方采用木垛要全斷面打起,木垛最上方3層板梁全部密排擺放。(3)在小窯空巷內(nèi)施工前要根據(jù)現(xiàn)場情況采用木支柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。(4)封口材料規(guī)格及技術(shù)要求:封口板梁采用直徑200mm的紅松板梁,長度為1m～3.5m,木材完好無劈裂;打木垛及挑梁采用1.5m、2m、2.5m和4.5m的紅松板梁;木支柱采用現(xiàn)有的紅松板梁截取。圖3為XV53042巷井筒下口封口支護(hù)平面圖。5過井筒式支護(hù)(1)過井筒的施工長度為7m,井筒中心點(diǎn)前后各3.5m。巷道規(guī)格為毛高2.9m、凈高2.8m、毛寬5.7m、凈寬5.5m的矩形斷面。(2)施工前,首先在距掌面0.4m的位置補(bǔ)打一根槽鋼錨索進(jìn)行鎖口,槽鋼型號為12號槽鋼,錨索采用:Φ17.8-1-5300。(3)施工時(shí),從井筒中心向外3.5m的位置開始擴(kuò)巷道兩幫,擴(kuò)幫深度為0.6m。擴(kuò)幫至掌面時(shí),首先在3.5m處的永久支護(hù)兩端補(bǔ)打單體錨桿,錨桿距幫0.3m。單體錨桿打好后,方可向前掘進(jìn)。(4)向前掘進(jìn)至井筒邊沿500m時(shí),采用工字鋼梁進(jìn)行支護(hù)。支護(hù)采用12號工字鋼進(jìn)行護(hù)頂,工字鋼兩端采用Φ20-M22-2000高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿和鋼板組合進(jìn)行固定,第一根工字鋼距槽鋼錨索0.3m,工字鋼排距為0.3m,距幫0.1m。固定錨桿距幫0.3m;錨桿外漏不小于0.25m,不大于0.3m;工字鋼規(guī)格為:長5500mm,寬100mm,高120mm。鋼板規(guī)格為:300mm×150mm×16mm。圖4為過井筒支護(hù)示意圖。(5)拆除木垛之前最大空頂距0.9m,最小空頂距0.3m。井筒下方架設(shè)夠3根工字鋼后方可拆除木垛。(6)揭露井筒后,首先對前方井筒壁的密排板梁頭進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),距井壁0.3m的位置采用板梁液柱支撐密排板梁。板梁采用長2.5m的紅松板梁,板梁下面支設(shè)4根液柱,液柱間距為0.5m,保證液柱接底嚴(yán)實(shí)。(7)待機(jī)組通過后,及時(shí)在井筒后2m打注一根槽鋼補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)進(jìn)行鎖口。6頂板梁接頂木垛鋪設(shè)(1)施工時(shí),采用由外向里人工搭設(shè)木垛,穿挑梁,密排板梁的方法進(jìn)行。(2)施工主要工序:安全檢查、找掉→打木垛、穿挑梁→棚板梁→補(bǔ)強(qiáng)木垛。(3)在井筒下口邊沿小窯空巷頂板下架設(shè)一個(gè)聯(lián)鎖木垛,木垛接頂采用2根4.5m板梁接頂,頂部板梁間距不小于1m,伸入井筒下口內(nèi)不小于1.5m。將木垛背緊接實(shí)。(4)第一次挑梁打好后,人員站在現(xiàn)在頂板下木垛兩側(cè),將事先加工好的封口板梁在挑梁上方由外向里進(jìn)行密排,板梁平面朝下放置,順XV53042巷方向鋪設(shè),板梁兩頭緊頂井筒壁面。為防止井筒墜物將板梁砸翻,延長木垛的同時(shí)要及時(shí)對棚口板梁梁頭采用液柱支護(hù)。(5)挑梁頂部密排2～5根板梁后,將原有木垛向井筒下口內(nèi)接長,上方與挑梁接實(shí),架設(shè)木垛人員不得進(jìn)入板梁棚頂區(qū)域以外的空頂下方。木垛延長時(shí),在適當(dāng)時(shí)機(jī),繼續(xù)架設(shè)兩根挑梁,挑梁末端頂緊前方井筒壁。(6)繼續(xù)向前密棚板梁,延長木垛,直至整個(gè)井筒下口封嚴(yán)。(7)延長木垛時(shí),要同時(shí)對密棚板梁下方剩余空間由里向外全部打滿木垛,并與板梁接牢。7井筒后板梁的安裝(1)施工時(shí)采用機(jī)掘的方法進(jìn)行施工。(2)過井筒時(shí)要嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度,確保安全的情況下方可作業(yè)。(3)施工工序。揭露井筒前:安全檢查→打注槽鋼錨索→割煤、矸→打眼打注頂幫錨桿。揭露井筒時(shí):安全檢查→割煤、矸→揭露井筒后對井筒前壁補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)→割煤、矸→支設(shè)工字鋼→拆木垛→割煤、矸→支設(shè)工字鋼→回收井筒前壁補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)割煤、矸→支設(shè)工字鋼。(4)支設(shè)工字鋼時(shí),首先將托梁器放至機(jī)組截割頭上,然后把工字鋼放入托梁器的橫梁內(nèi),確認(rèn)放平穩(wěn)后,所有人員撤至掘進(jìn)機(jī)后方安全地點(diǎn),掘進(jìn)機(jī)向迎頭方向開,同時(shí)截割臂緩慢升起,前伸工字鋼達(dá)到要求后升緊接頂,閉鎖掘進(jìn)機(jī)并停上一級電源開關(guān)打到零位后,支護(hù)工進(jìn)行支護(hù)。(5)工字鋼位置確定后,在工字鋼兩端打注錨桿并用鋼板固定,對工字鋼與頂板空隙處采用背板背緊,然后在工字鋼下方打好液柱進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。(6)揭露井筒后,對井筒前方井壁密排板梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。打液柱板梁前,首先進(jìn)行敲幫頂,確保安全的情況下人員方可進(jìn)入井筒后壁進(jìn)行支設(shè)。支設(shè)時(shí)由2人站在木垛的上半部進(jìn)行抬梁,2人進(jìn)行支設(shè)液柱。支液柱時(shí),首先將梁兩端的柱進(jìn)行支設(shè),然后支設(shè)中間液柱。(7)當(dāng)井筒下方密排板梁下方架設(shè)夠至