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[摘要]通过对朱仙庄煤矿Ⅱ833-1#运输石门揭煤过程中遇到的支护技术难题进行研究，结合现场实际情况，采用了综合支护措施，并通过加强现场安全管理，确保了巷道在揭煤过程中的安全。
[关键词]石门揭煤 综合支护措施 安全管理
0、前言
在掘进施工过程中，掘进空间临界面附近将形成较高的集中应力，当集中应力值达到煤体的强度极限后，该部分煤体首先发生屈服变形，使集中应力向煤体深部转移，经过一段时间后，形成卸压区、集中应力区和原始应力区。石门揭煤过程中，随着掘进工作面不断接进煤层，集中应力区的作用越来越明显。在井巷实际施工过程中呈现顶板破碎，煤岩离层严重等现象。造成顶板支护困难，巷道成形差，工程进度缓慢，并且冒漏顶及大量的瓦斯涌出时有发生，严重时还可能造成垮棚及煤与瓦斯突出，给巷道施工带来安全威胁。
淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井，根据矿井生产设计及施工安排，施工的Ⅱ833-1#运输石门将揭露8煤层，8煤层具有突出危险性。结合Ⅱ833-1#运输石门实际情况，矿安全生产技术部门同施工单位共同研究讨论，提出了超前支护、临时支护、永久支护的综合支护措施，确保了石门揭煤期间的安全。
1、工程概况
Ⅱ833工作面位于Ⅱ3采区南翼，上邻Ⅱ831工作面（采空区），下邻Ⅱ835工作面（未采面），工作面标高为-562.3m⊥～-522.6m⊥，其中Ⅱ833-1#运输石门巷道位于Ⅱ3采区二区段，施工层位在8煤层下34米，石门揭煤处标高为-557.2m⊥。
Ⅱ833运输石门煤层岩性自上而下：①、细砂岩、砂质泥岩、及泥岩：厚50～86m左右，该段岩性多为细砂岩、砂质泥岩、及泥岩。灰色～灰黑色，水平层理。②、中细粒砂岩：厚8～10m，灰色，中细粒、坚硬、中厚层状，局部含少量植物化石。③、砂质泥岩：厚4m灰色较致密块状，无层理，含有少量植物化石。④、8煤层：厚10～16m，为稳定结构的特厚煤层，结构复杂，宏观煤岩类型以半暗至半亮煤，构造以鳞片状、粉末状为主、次块状，煤层松软。⑤、泥岩：厚1.5m左右，深灰色、含植物化石碎片。⑥、中粒砂岩：厚10.0m左右，灰白色，中粒，块状。主要成分为石英，次长石，坚硬。
Ⅱ833运输石门设计见煤点标高约-557.2m，根据朱仙庄矿8煤层突出危险区域划，矿井南翼8煤层-300m以下为突出危险区，该区域及邻近区域均未发生过突出及动力现象，根据Ⅱ833区段瓦斯实测资料，其煤层实测最大瓦斯压力2.38MPa，瓦斯含量12.37 m3/t。
2、支护措施
II833-1#运输石门采用U型棚+喷浆支护，巷道断面规格为4.0×3.4m。
（1）超前支护
Ⅱ833运输石门揭煤位置煤厚达到15m， 为了防止巷道顶部煤体在矿山压力、煤体自重及煤体松软结构的作用下发生压出和冒顶等事故，要求在距煤层法距3m前采用金属骨架超前支护巷道顶板，从而加强巷道前方煤岩体的稳定性。
在石门上部0.5～1.0m范围内布置骨架孔。骨架孔应穿过煤层并进入煤层顶板至少0.5m，当钻孔不能一次施工至煤层顶板时，则进入煤层深度不应小于15m。骨架参数如下：
① 骨架钻孔直径94mm；②骨架钻孔数目为19个；③ 骨架间距不大于0.3m；④ 金属骨架采用直径50mm的钢管，每节长度4m；⑤ 骨架钻孔向上倾角为19°；⑥ 每个骨架钻孔打完之后，立即将孔内残渣清除干净，随后把预先准备好的钢管（直径50mm）插入到孔底，在固化结束之后注水泥浆进行加固和密封。骨架露在孔外一端应架设并固定在坚固的U型棚上。
金属骨架钻孔布置剖面图 金属骨架钻孔布置平面图
（2）临时支护
U型棚支护使用金属前探梁作为临时支护：前探梁必须紧跟迎头，金属前探梁为4根长L≥4.0m的11#工字钢，每根前探梁使用3个吊环，间隔一棚固定在稳定的棚梁上，用木楔打上劲；吊环钢板厚度≮10mm。前探梁按中线对称布置，梁端距迎头岩壁≯200mm，两端伸出棚梁余长≮100mm。刚开始施工架棚段距离不够挂金属前探梁时，采用3根≮2m长的24kg/m短道用4股10#铁丝绑扎牢固，临时代替前探梁使用，不实之处用木楔打上劲，够4m及时使用正规前探梁。临时支护必须紧跟迎头。
（3）永久支护
Ⅱ833-1#运输石门采用U型棚+喷浆联合支护作为永久支护。其参数及要求为：①巷道净宽：分中偏差-50～+100mm；巷道凈高：腰线上下偏差-50～+100mm。②搭接长度400mm，搭接处使用2付限位卡+1付普通卡紧固，卡缆螺母扭矩≮300N·m。③每棚在梁梁、梁腿搭接处各使用一道金属拉板做棚撑。④棚距为500mm，偏差±100mm。平巷支架前傾后仰不得大于1°（1m垂线≯17mm）；斜巷支架按每6--8°迎山1°架设，不得退山。⑤腰背方式：采用钢筋笆腰背，壁后充填严实。见煤后，采用塘柴、金属网全封闭腰背，顶部加铺双抗网，塘柴腰平，塘柴每隔200mm一根，塘柴棒小头直径不得小于50mm，小于50mm大于30mm的塘柴可以两根合绑在一起使用，金属网之间接茬不少于100mm，接茬处每200mm一处用双股12#铁丝联紧联牢。⑥架棚必须正规有劲，不得“三空”，每棚要打不少于5块木楔楔紧，顶一个，两肩窝、帮各一个。⑦喷厚以盖住钢筋网为宜，砼强度C20。
3、安全管理
（1）在石门揭煤过程中，必须有领导现场跟班。
（2）严格执行“敲帮问顶”的顶板管理制度。
（3）放炮前，施工单位必须对迎头用于防突所施工的钻孔使用黄泥进行封堵，封孔深度≮炮眼深度的1.5倍，放炮后将钻孔内的剩余的黄泥掏出，下一循环放炮前再重新进行封堵。
（4）掘进工作面必须建立独立可靠的通风系统，必须在进风侧建立两道正反向风门，以防止突出时的瓦斯逆流进入进风风流中。
（5）掘进工作面设置T1、T2两台高浓度甲烷传感器，具体要求：T1悬挂在距迎头≯5m风筒对侧，距顶≯300mm，距帮≮200mm；T2悬挂在距回风口10～15m。报警、断电浓度均为≮0.8%，复电浓度为<0.8%。
（6）石门施工至距煤层法距5m时采用远距离放炮，浅进浅掘（循环进度控制在1 m以内，每圆班进尺不超过3m）揭开煤层，远距离放炮时，回风系统有人作业的地点，都必须停电撤人，爆破后30min，确认无突出危险后，方可进入工作面检查。
4、效果分析
（1）超前支护的金属骨架是沿巷道掘进方向，从巷道顶板轮廓线按一定的间距近水平打入巷道前方煤岩体中，通过金属骨架和29U型棚的组合梁作用，使得金属骨架支承了部分地压及煤体本身的重力，使巷道爆破后顶板的煤岩体不易发生冒顶事故。
（2）超前支护使用的金属骨架采用直径50mm的钢管加工而成，每节长4m，在施工骨架钻孔过程中，钻孔起到了排放瓦斯的作用，使瓦斯压力得到了降低；同时在钻孔周围形成了卸压区，使应力集中区向煤岩体深部转移，降低了煤与瓦斯突出的危险性。
5、结束语
朱仙庄矿Ⅱ833-1#运输石门在揭8煤突出煤层时，通过采用金属骨架超前支护，11#工字钢前探梁临时支护，29U型棚+喷浆永久支护综合支护技术，有效地控制了巷道顶板，在施工过程中没有出现冒漏顶现象，更没有出现煤与瓦斯突出征兆，为矿井突出煤层下石门揭煤提供了有利的支护技术保障，能够满足安全生产的需要，在同类地质条件下石门揭煤施工过程中推广应用。
作者简介：刘纪良（1984～），男，山东省聊城市人，2008年7月毕业于山东科技大学采矿工程系，助理工程师。现在淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿技术科工作。
[关键词]石门揭煤 综合支护措施 安全管理
0、前言
在掘进施工过程中，掘进空间临界面附近将形成较高的集中应力，当集中应力值达到煤体的强度极限后，该部分煤体首先发生屈服变形，使集中应力向煤体深部转移，经过一段时间后，形成卸压区、集中应力区和原始应力区。石门揭煤过程中，随着掘进工作面不断接进煤层，集中应力区的作用越来越明显。在井巷实际施工过程中呈现顶板破碎，煤岩离层严重等现象。造成顶板支护困难，巷道成形差，工程进度缓慢，并且冒漏顶及大量的瓦斯涌出时有发生，严重时还可能造成垮棚及煤与瓦斯突出，给巷道施工带来安全威胁。
淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井，根据矿井生产设计及施工安排，施工的Ⅱ833-1#运输石门将揭露8煤层，8煤层具有突出危险性。结合Ⅱ833-1#运输石门实际情况，矿安全生产技术部门同施工单位共同研究讨论，提出了超前支护、临时支护、永久支护的综合支护措施，确保了石门揭煤期间的安全。
1、工程概况
Ⅱ833工作面位于Ⅱ3采区南翼，上邻Ⅱ831工作面（采空区），下邻Ⅱ835工作面（未采面），工作面标高为-562.3m⊥～-522.6m⊥，其中Ⅱ833-1#运输石门巷道位于Ⅱ3采区二区段，施工层位在8煤层下34米，石门揭煤处标高为-557.2m⊥。
Ⅱ833运输石门煤层岩性自上而下：①、细砂岩、砂质泥岩、及泥岩：厚50～86m左右，该段岩性多为细砂岩、砂质泥岩、及泥岩。灰色～灰黑色，水平层理。②、中细粒砂岩：厚8～10m，灰色，中细粒、坚硬、中厚层状，局部含少量植物化石。③、砂质泥岩：厚4m灰色较致密块状，无层理，含有少量植物化石。④、8煤层：厚10～16m，为稳定结构的特厚煤层，结构复杂，宏观煤岩类型以半暗至半亮煤，构造以鳞片状、粉末状为主、次块状，煤层松软。⑤、泥岩：厚1.5m左右，深灰色、含植物化石碎片。⑥、中粒砂岩：厚10.0m左右，灰白色，中粒，块状。主要成分为石英，次长石，坚硬。
Ⅱ833运输石门设计见煤点标高约-557.2m，根据朱仙庄矿8煤层突出危险区域划，矿井南翼8煤层-300m以下为突出危险区，该区域及邻近区域均未发生过突出及动力现象，根据Ⅱ833区段瓦斯实测资料，其煤层实测最大瓦斯压力2.38MPa，瓦斯含量12.37 m3/t。
2、支护措施
II833-1#运输石门采用U型棚+喷浆支护，巷道断面规格为4.0×3.4m。
（1）超前支护
Ⅱ833运输石门揭煤位置煤厚达到15m， 为了防止巷道顶部煤体在矿山压力、煤体自重及煤体松软结构的作用下发生压出和冒顶等事故，要求在距煤层法距3m前采用金属骨架超前支护巷道顶板，从而加强巷道前方煤岩体的稳定性。
在石门上部0.5～1.0m范围内布置骨架孔。骨架孔应穿过煤层并进入煤层顶板至少0.5m，当钻孔不能一次施工至煤层顶板时，则进入煤层深度不应小于15m。骨架参数如下：
① 骨架钻孔直径94mm；②骨架钻孔数目为19个；③ 骨架间距不大于0.3m；④ 金属骨架采用直径50mm的钢管，每节长度4m；⑤ 骨架钻孔向上倾角为19°；⑥ 每个骨架钻孔打完之后，立即将孔内残渣清除干净，随后把预先准备好的钢管（直径50mm）插入到孔底，在固化结束之后注水泥浆进行加固和密封。骨架露在孔外一端应架设并固定在坚固的U型棚上。
金属骨架钻孔布置剖面图 金属骨架钻孔布置平面图
（2）临时支护
U型棚支护使用金属前探梁作为临时支护：前探梁必须紧跟迎头，金属前探梁为4根长L≥4.0m的11#工字钢，每根前探梁使用3个吊环，间隔一棚固定在稳定的棚梁上，用木楔打上劲；吊环钢板厚度≮10mm。前探梁按中线对称布置，梁端距迎头岩壁≯200mm，两端伸出棚梁余长≮100mm。刚开始施工架棚段距离不够挂金属前探梁时，采用3根≮2m长的24kg/m短道用4股10#铁丝绑扎牢固，临时代替前探梁使用，不实之处用木楔打上劲，够4m及时使用正规前探梁。临时支护必须紧跟迎头。
（3）永久支护
Ⅱ833-1#运输石门采用U型棚+喷浆联合支护作为永久支护。其参数及要求为：①巷道净宽：分中偏差-50～+100mm；巷道凈高：腰线上下偏差-50～+100mm。②搭接长度400mm，搭接处使用2付限位卡+1付普通卡紧固，卡缆螺母扭矩≮300N·m。③每棚在梁梁、梁腿搭接处各使用一道金属拉板做棚撑。④棚距为500mm，偏差±100mm。平巷支架前傾后仰不得大于1°（1m垂线≯17mm）；斜巷支架按每6--8°迎山1°架设，不得退山。⑤腰背方式：采用钢筋笆腰背，壁后充填严实。见煤后，采用塘柴、金属网全封闭腰背，顶部加铺双抗网，塘柴腰平，塘柴每隔200mm一根，塘柴棒小头直径不得小于50mm，小于50mm大于30mm的塘柴可以两根合绑在一起使用，金属网之间接茬不少于100mm，接茬处每200mm一处用双股12#铁丝联紧联牢。⑥架棚必须正规有劲，不得“三空”，每棚要打不少于5块木楔楔紧，顶一个，两肩窝、帮各一个。⑦喷厚以盖住钢筋网为宜，砼强度C20。
3、安全管理
（1）在石门揭煤过程中，必须有领导现场跟班。
（2）严格执行“敲帮问顶”的顶板管理制度。
（3）放炮前，施工单位必须对迎头用于防突所施工的钻孔使用黄泥进行封堵，封孔深度≮炮眼深度的1.5倍，放炮后将钻孔内的剩余的黄泥掏出，下一循环放炮前再重新进行封堵。
（4）掘进工作面必须建立独立可靠的通风系统，必须在进风侧建立两道正反向风门，以防止突出时的瓦斯逆流进入进风风流中。
（5）掘进工作面设置T1、T2两台高浓度甲烷传感器，具体要求：T1悬挂在距迎头≯5m风筒对侧，距顶≯300mm，距帮≮200mm；T2悬挂在距回风口10～15m。报警、断电浓度均为≮0.8%，复电浓度为<0.8%。
（6）石门施工至距煤层法距5m时采用远距离放炮，浅进浅掘（循环进度控制在1 m以内，每圆班进尺不超过3m）揭开煤层，远距离放炮时，回风系统有人作业的地点，都必须停电撤人，爆破后30min，确认无突出危险后，方可进入工作面检查。
4、效果分析
（1）超前支护的金属骨架是沿巷道掘进方向，从巷道顶板轮廓线按一定的间距近水平打入巷道前方煤岩体中，通过金属骨架和29U型棚的组合梁作用，使得金属骨架支承了部分地压及煤体本身的重力，使巷道爆破后顶板的煤岩体不易发生冒顶事故。
（2）超前支护使用的金属骨架采用直径50mm的钢管加工而成，每节长4m，在施工骨架钻孔过程中，钻孔起到了排放瓦斯的作用，使瓦斯压力得到了降低；同时在钻孔周围形成了卸压区，使应力集中区向煤岩体深部转移，降低了煤与瓦斯突出的危险性。
5、结束语
朱仙庄矿Ⅱ833-1#运输石门在揭8煤突出煤层时，通过采用金属骨架超前支护，11#工字钢前探梁临时支护，29U型棚+喷浆永久支护综合支护技术，有效地控制了巷道顶板，在施工过程中没有出现冒漏顶现象，更没有出现煤与瓦斯突出征兆，为矿井突出煤层下石门揭煤提供了有利的支护技术保障，能够满足安全生产的需要，在同类地质条件下石门揭煤施工过程中推广应用。
作者简介：刘纪良（1984～），男，山东省聊城市人，2008年7月毕业于山东科技大学采矿工程系，助理工程师。现在淮北矿业股份有限公司朱仙庄煤矿技术科工作。