白杰

　　引言：在煤矿掘进生产过程中,陷落柱区域是煤矿开采中一个常见且复杂的问题。由于陷落柱构造特殊，稳定性低，给煤矿生产增加了很大的难度，给矿工们的生命安全带来了一定的风险。随着支护技术的发展和进步，在施工过程中一系列安全管理成为了核心议题。我们有必要对安全技术措施问题进行更为深入和细致的研究。经项目部及技术科两方会审研究决定，过陷落柱支护段采用U型钢架梁棚+金属网+木料，后期锚喷（注浆）加固顶帮形成人工再生顶帮的方式，联合加强支护[1-3]。巷道设计宽度5m，高度3.6m，断面积18.00m2。
　　1过陷落柱的施工方案
　　1.1 过陷落柱前的准备工作
　　工作面过陷落柱前，地质测量人员需对陷落柱提前进行探放水，如（图1）所示。若探放水无异常，标定可掘进距离，以保证超前距。挖好排水沟，临时水池，配备水泵，安装排水管路。由地测部门人员及时标定好中线，施工队严格按照测量人员标定的中线施工。对工作面加强矿压观测，设置顶板离层仪加强陷落柱的矿压监测。提前对风筒、风管、水管、线缆做好防护措施，使用风筒布将管线遮盖防止施工过程中飞溅煤岩损坏管线。将各种所需材料提前准备齐全并分类放整齐，以备待用，同时必须保证工作面安全出口的畅通。施工地点必须安设一部矿用本质安全型电话，并确保通迅畅通。工作面安设监控分站、电源引自监控专用电源，传感器信号电缆随施工进度而延伸。施工前，由当班班组长、安全员、瓦检员共同到工作面检查陷落柱地段支护、通风、供电等现场安全情况。
　　1.2陷落柱区临时支护
　　根据掘进地质条件的特殊性，采用前插钻杆（钢管）超前临时支护进行维护顶板。临时支护完成后，操作人员在支护下使用大于3.0m长的工具敲帮问顶，再由其他施工人员清理顶帮的活矸。施工人员施工钻杆（钢管）时应站在支护下在工作面迎头前两架棚之间施工，钻眼位置高于棚梁上方背板0.1—0.2m，不影响架棚作业。钻杆（钢管）施工完毕后，在钻杆（钢管）上方施工木料接顶并使用木楔背紧背牢如（图2）所示。在进行临时支护施工时施工人员应大于2人并且必须专门派人仔细观察顶板和两帮的情况，如果发现顶板有异响、顶帮压力大等异常情况，应立即停止工作，通知所有施工人员撤到安全的地方，等排除隐患，确保安全后方可继续作业
。
　　1.3陷落柱区域架棚永久支护
　　807运输顺槽过陷落柱范围内架设U型钢梁棚，每隔0.5m架设一架。U型钢梁棚采用29U矿用U型钢，支护参数为棚距室500mm，柱窝深度300mm，梁腿搭接长度400mm，卡缆螺母扭矩不小于180N·m。U型钢梁必须与顶板接实，若有坡度，架梁棚设迎山角，迎山必须有力。安设U型钢梁棚支柱时底板必须掏设深度不小于30cm的柱窝，遇底板松软时，U型钢梁棚立柱必须穿鞋。钢梁上方必须采用木料木楔与顶板塞紧背实,U型钢梁之间用拉杆固定牢固。所有立柱必须固定在巷帮上如（图3）所示。如遇到底板破碎，采取水泥硬化加固底板。如遇到底板破碎严重情况，将进行注浆加固底板；保证巷道围岩的稳定性[5]。
　　1.4填充陷落柱上部空间
　　待永久支护的U型棚施工完成后，再采用锚喷（注浆）加固方式，加固破碎的顶帮，使顶板形成较完整的人工再生顶板及巷帮。注浆管长度为1m/根，短管间丝扣连接，自孔口向里5m下入实管，5m以里内可使用开孔钢管。封孔材料为加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯材料为双液浆，A料呈无色或白色液体、B料呈棕褐色液体，使用配比（体积比）为1：1加上尼龙袋和锚固剂或采用囊袋封孔器，注浆封孔长度不低于5m。注意注浆封孔结束不低于1小时后方可注浆。施工人员使用锚杆钻机配合1000mm长钻杆、φ36mm钻头进行打孔。将注浆管逐根装入注浆孔内并进行连接，然后用锚固剂或废弃编织袋封堵注浆管与钻孔空隙。开始注浆前先用清水试验注浆泵和注浆管路，确保畅通完好。达到停注标准后要压清水5分钟冲洗管路、注浆泵，防止浆液在管路中凝结、沉淀，然后关闭注浆孔口阀门[6]。
　　2过陷落柱施工安全技术措施分析
　　2.1顶板管理安全技术措施
　　开工前严格执行敲帮问顶制度，并贯彻到整个施工过程每一步。每班支护作业前都必须由班组长亲自用长度不小于3m的长柄工具由轻而重敲击顶板岩帮，如果听到空声，立即使用专用工具将顶部不紧实的煤（岩）块撬下来，防止突然掉落下来砸到人。由带班长对工作面迎头情况进行仔细观察，施工人员应站在安全的地点进行操作，确保撤退路线畅通无阻碍。严禁施工人员空顶作业，敲帮问顶结束后，由当班安全员详细检查工作面安全情况，确认没有危险后，准许施工人员进入工作面开工作业。施工作业期间，若任何一道工序进行时间超过30分钟，必须重新进行敲帮问顶作业，以防发生垮落。
　　2.2冒顶处理安全技术措施
　　首先班组长检查冒顶区域范围大小，提前准备足够的材料修复冒顶。处理冒顶区段时，队长、班组长、安全员现场指挥，安排至少3人以上经验丰富的老工人相互配合作业，2人工作、另外1人监视顶板，发现有垮落浮矸预兆时，要将通知所有人员撤离工作面到安全的地点。在处理冒顶之前，清理撤退路线上的杂物，确保撤退路线畅通无阻碍。处理冒顶时，班组长使用大于3m的工具由外向里将顶板活矸处理干净，排除隐患后，由外向里逐架支设U型钢梁棚。为保证施工安全应配备一名瓦斯员随时检查工作面瓦斯浓度，当超出掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量0.64m3/min时，应立即通知所有施工人员撤到安全的地方。
　　2.3架棚施工安全技术措施
　　必须严格执行“短掘短支”，的措施，加强顶板管理，保障施工安全。棚腿支设在实底上，严禁将棚腿支设在浮矸上。在斜巷架棚，必须有一定符合规定的迎山角，支架必须迎山有力，严禁支架退山。将背帮接顶的木料木楔要牢牢紧贴住围岩，仔细排查不允许空帮空顶。架设支架、立柱腿、上顶梁后施工人员应相互配合，协调一致，避免柱腿、顶梁歪倒、落下砸伤人。梁腿搭接时，必须至少有5个人以上配合操作，3人上棚梁，2人扶棚腿，抓紧抓牢、稳抬稳放，严禁将手伸入柱梁接口处。严格按规定的材料和技术要求进行支设，严禁出现补支棚、不合格棚现象，以防冒顶事故。
　　2.4注浆安全技术措施
　　注浆前现场施工人员需要佩戴由矿山统一发放的防尘口罩、乳胶手套、护目镜等安全防护用品。对管路、阀门、设备等进行检查后确认完好。现场使用的各种管路及闸阀须满足所承受的载荷要求，严禁泵的输出压力大于高压管及闸阀的承受压力，以防止发生人身伤害及设备的损坏。必须确保注浆头连接可靠并进行二次保护。各螺丝扣和U型卡连接必须牢固可靠，以防脱出伤人。注浆管路需安装两个卸压阀、两个注浆截止阀，注浆截止阀及卸压阀等的出浆口严禁对向人行道。设专人制备浆液，浆液的配比必须符合设计要求；严禁使用失效加固材料。在搅拌浆液过程中，严禁施工人员将手伸入搅拌桶内，以防伤人。注浆时，注浆孔口5m范围内严禁有人；且设专人观察，发现问题及时停泵处理。
　　2.5其他安全技术措施
　　以安全生产标准化为准则，班组长井下现场交接工作，出现问题及时处理，规范填写各种台账记录。对工作面顶板情况、支护情况、设备运行情况、任务完成情况等进行全面详细检查、验收，做到责任明确，防患于未然。任何人在施工过程中严禁违章指挥，违章作业。施工期间，跟班矿长、安全监察员必须到现场监督检查。由队长或班组长和编写技术员组织全体施工人员对本措施进行贯彻学习，施工人员必须全部熟悉掌握本措施内容，方可开工进行作业[7-8]。
　　3结语
　　针对807运输顺槽掘进过程中遇到的陷落柱情况，制定了较为详细的操作方案，该方案大致分为前期准备工作，架棚临时支护，永久支护，后期后期锚喷（注浆）加固顶帮形成人工再生顶帮四步措施。该陷落柱面积大，空顶高，对于我矿来说是一个较大的挑战。经过我矿上下职工的不懈努力历经一个月安全通过了陷落柱。本次施工共使用了φ=18mm，L= 2000mm左旋无纵筋螺纹钢筋锚杆140根，MSCK23/40型树脂锚固剂280根，采用了长×宽×厚=120mm×120mm×10mm的托盘140个。金属网为Φ6钢筋焊接网1m*2m40块。29U型矿用U型钢30架，木料若干，规格型号为JG PU·SixOy的硅酸盐改性聚氨酯材料20吨。在施工过程中除了周期长以外还有一些其他复杂的问题，其中尤其是安全技术措施的研究要更要具体到方方面面，为了确保井下每一位矿工的生命与健康，必须把安全放在一切工作的首位，应参考本次案例继续对过陷落柱安全技术措施进一步优化。
参考文献：
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　　作者单位：山西临县焉头煤业有限公司