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【摘要】阐述巷道塌陷区处理过程中砌碹支护的应用，通过对培丰煤矿现有开采方式的分析和总结矿井日常生产中各生产系统受到破坏后的修复方式，在修复各生产系统的过程中，得出砌碹支护和其他支护方式相比的优越性，砌碹支护在塌陷区的处理中能够满足矿井正常生产的要求，确保矿井安全生产。
【关键词】石门；塌陷区；参数；砌碹；钢筋混泥土
一、前言
培丰矿含煤地层为下二迭童子岩组第一段和第三段。第一段主要可采煤层41#、39#，主要集中在井田的深部。第三段主要可采煤层21#、20#、16#，主要集中在井田上部。现我矿对三段煤层的开采量越来越少，对一段煤层的开采规模不断加大。从开采三段煤层到开采一段煤层过程中，体现出矿井开采的深度—越来越深，使用的巷道长度—越来越长，致使在正常生产中，在籍巷道受到破坏的概率越来越大，如巷道发生冒顶、垮帮、塌陷或小窑入侵等情况，在籍巷道的破坏，往往会破坏矿井的生产系统。生产的系统破坏往往会影响到矿井的安全生产。当矿井各生产系统受到破坏时，一般情况下会提出方案对原有生产系统进行修复，修复生产系统的过程中，要提出具体方案和施工方法。
现以延一+150石门塌陷施工为例。
该塌陷区位于延一采区+150石门。延一采区属于较老采区，煤层已经开采结束，目前的巷道主要是为新采区和下水平采区起行人、通风、运输、排水等作用。延一采区+150石门主要起排水作用，把+150水平的水引到延一采区+150中央泵房。由于石门为穿层巷道，该石门曾穿过21#、20#、16#、15#等煤层，为确保石门服务年限能够满足要求，延一采区开采期间已经留设了30米的护巷煤柱，但由于小煤窑盗采延一+150石门20#的护巷煤柱，造成延一采区+150石门塌陷，致使+150水平的水通过塌陷区倒灌到±0水平，对±0中央泵房排水造成很大的压力。为确保安全生产，减轻对±0中央泵房的排水压力，决定对延一+150石门塌陷区进行修复，修复后的排水系统必须满足矿井正常生产的要求。
延一采区+150石门塌陷情况阐述：该石门施工时穿过20#煤层，断面宽2.6米，水沟布置在右侧，小窑入侵盗采20#煤层时从+115运巷往上倒拉顺槽，该顺槽从石门的左侧往石门的右侧拉，回采施工时刚好贯通+150石门右侧水沟，致使该石门的水，倒灌到采空区，最后流到±0中央泵房，对±0中央泵房排水系统造成很大压力。
二、确定塌陷区处理的方案和各参数之间的确定
现场勘察的情况进行分析：
（一）20#煤层平均煤厚为1.2米、现场坡度为35度，煤层底板为坚硬的砂岩，厚度大于6米，该石门外段处在煤层的地板，因此该塌陷对石门外段影响不大；顶板为伪顶和直接顶，岩性为泥岩和细砂岩，厚度为4.0米，分析得出该塌陷主要是对石门塌陷以里段造成影响。
（二）石门流水量较大，现流水直接从塌陷区流到下水平，有可能造成二次塌陷，但根据现场情况分析，该小窑是在回采过程中贯通石门，只回采了石门右边的煤柱，石门左边只有拉一条顺槽，因此石门出现再次塌陷的范围不是很大，但是塌陷区必须先进行处理。
（三）施工期间流水对塌陷区的处理造成很大的影响。
塌陷区处理的工序安排和施工方法：
（一）充填之前，在轨道上铺上木板，确保行人的安全。
（二）为防止塌陷区再次坍塌，把井下的矸石通过矿车调运到延一采区+150石门塌陷处，对塌陷区进行充填。
（三）用沙袋和黄土在石门塌陷区以里30米处进行堵水，用10寸的铁管3条把石门的水引到塌陷区以外。
（四）巷道底板铺设轨道、钢筋混凝土，巷道采用钢筋混泥土砌碹进行支护。
（五）确定巷道底板铺设轨道、钢筋混凝土的长度、巷道砌碹的厚度和施工方法。
1、前提条件①底板为大于6.0米的砂岩，既H（砂）=6.0米；
②煤层厚度H（煤）=1.2米，煤层、岩层坡度为&=35度；
③塌陷区安全岩柱距离为8.0米，既H（岩）=8.0米；
2、计算巷道底板铺设轨道、钢筋混凝土的长度。
L（初）=H（岩）÷Tan&+H（煤）÷Sin&+H（砂）÷Sin&
=8.0÷Tan35°+1.2÷Sin35°+6.0÷Sin35°
=24.0（米）
考虑到砂岩地板的坚硬程度，取砂岩段铺设钢筋混凝土的长度为6.5米；顶板的岩性为细粉砂岩和煤层存在伪顶，总厚度大约为4米，因此在煤层顶板加上4米的安全长度，既L（安）=4米；
L=L（初）-H（砂）÷Sin&+6.5+L（安）
=24.0-6.0÷Sin35°+6.5+4
=24.0（米）
3、塌陷区处理示意图如下：
（六）施工方法：
1、卧底施工，在塌陷区以里15.4米和塌陷区以外6.5米的巷道进行卧底，卧底的深度为50公分；
2、巷道底板铺设轨道、钢筋混凝土，在塌陷区纵向放置轨道，间距为50公分，横向放置钢筋，间距为30公分；
3、巷道采用从底板横向延伸上来的钢筋，先砌墙、再放置钢筋延伸到砌碹的拱体，拱在砌碹的过程中再放置纵向的钢筋，整个巷道采用钢筋混泥土砌碹支护；
4、根据巷道的现有宽度为2.6米，砌碹后净断面宽度为2.0米，根据绞车房施工和以往的经验数据，确定巷道砌碹厚度为0.3米；
5、轨道的连接方式，首先在塌陷区正中处放置一根12米长的轨道，其次采用气隔把轨道隔成满足放置的长度，再次在各轨道交接处采用焊接的方法把各轨道和钢筋连接成整体，增加轨道、钢筋混泥土的抗压和弯曲强度；
6、加强工程质量的管理，为确保施工的工程质量，施工期间派工程技术人员到现场跟班指导，对现场出现的问题及时进行解决。
三、本次塌陷区处理不足和注意事项
1、在塌陷后，塌陷区全部被矸石充填；可以在塌陷区先砌墩再充填矸石。
理由：根据现场观察该石门塌陷后，下部煤层顶底板相对完好，没有出现伪顶和直接顶冒落现场；根据矿山压力与岩层控制的规律，可以在塌陷处20#煤层砂岩底板先砌一个水泥墩，减少轨道、钢筋混泥土的跨度，使铺设地板的支撑形式由两点支撑变为三点支撑，增加轨道、钢筋混泥土的稳定性。
2、对于铺设的钢筋混泥土，没有进行富水养护；应该根据建筑学原理，铺设的钢筋混泥土在砌碹完成后，应该在富水情况下进行养护。
四、结束语
针对类似我矿石门塌陷，造成矿井各生产系统受到破坏等情况，通过对塌陷区周边情况和各因素进行综合的分析，制定塌陷区处理的方案，确定施工的方法和施工的参数，在施工过程中不断总结，及时发现施工过程中的注意事项，在塌陷区处理后能够基本修复矿井的生产系统，修复后的生产系统能够满足正常生产，确保矿井的安全生产。
参考文献
[1] 2版（修订本）《煤矿开采学》-中国矿业大学出版社
[2]《井巷工程》-煤炭工业出版社
[3]采矿工程设计手册-煤炭工业出版社
作者简介
林远常，男，福建上杭人，出生于1985年5月，2008年7月毕业于龙岩学院煤矿开采技术专科，2011年7月毕业于龙岩学院函授采矿工程专业本科，2011年评为助理工程师，现在任福建煤电股份有限公司培丰煤矿生产技术管理部副经理。
【关键词】石门；塌陷区；参数；砌碹；钢筋混泥土
一、前言
培丰矿含煤地层为下二迭童子岩组第一段和第三段。第一段主要可采煤层41#、39#，主要集中在井田的深部。第三段主要可采煤层21#、20#、16#，主要集中在井田上部。现我矿对三段煤层的开采量越来越少，对一段煤层的开采规模不断加大。从开采三段煤层到开采一段煤层过程中，体现出矿井开采的深度—越来越深，使用的巷道长度—越来越长，致使在正常生产中，在籍巷道受到破坏的概率越来越大，如巷道发生冒顶、垮帮、塌陷或小窑入侵等情况，在籍巷道的破坏，往往会破坏矿井的生产系统。生产的系统破坏往往会影响到矿井的安全生产。当矿井各生产系统受到破坏时，一般情况下会提出方案对原有生产系统进行修复，修复生产系统的过程中，要提出具体方案和施工方法。
现以延一+150石门塌陷施工为例。
该塌陷区位于延一采区+150石门。延一采区属于较老采区，煤层已经开采结束，目前的巷道主要是为新采区和下水平采区起行人、通风、运输、排水等作用。延一采区+150石门主要起排水作用，把+150水平的水引到延一采区+150中央泵房。由于石门为穿层巷道，该石门曾穿过21#、20#、16#、15#等煤层，为确保石门服务年限能够满足要求，延一采区开采期间已经留设了30米的护巷煤柱，但由于小煤窑盗采延一+150石门20#的护巷煤柱，造成延一采区+150石门塌陷，致使+150水平的水通过塌陷区倒灌到±0水平，对±0中央泵房排水造成很大的压力。为确保安全生产，减轻对±0中央泵房的排水压力，决定对延一+150石门塌陷区进行修复，修复后的排水系统必须满足矿井正常生产的要求。
延一采区+150石门塌陷情况阐述：该石门施工时穿过20#煤层，断面宽2.6米，水沟布置在右侧，小窑入侵盗采20#煤层时从+115运巷往上倒拉顺槽，该顺槽从石门的左侧往石门的右侧拉，回采施工时刚好贯通+150石门右侧水沟，致使该石门的水，倒灌到采空区，最后流到±0中央泵房，对±0中央泵房排水系统造成很大压力。
二、确定塌陷区处理的方案和各参数之间的确定
现场勘察的情况进行分析：
（一）20#煤层平均煤厚为1.2米、现场坡度为35度，煤层底板为坚硬的砂岩，厚度大于6米，该石门外段处在煤层的地板，因此该塌陷对石门外段影响不大；顶板为伪顶和直接顶，岩性为泥岩和细砂岩，厚度为4.0米，分析得出该塌陷主要是对石门塌陷以里段造成影响。
（二）石门流水量较大，现流水直接从塌陷区流到下水平，有可能造成二次塌陷，但根据现场情况分析，该小窑是在回采过程中贯通石门，只回采了石门右边的煤柱，石门左边只有拉一条顺槽，因此石门出现再次塌陷的范围不是很大，但是塌陷区必须先进行处理。
（三）施工期间流水对塌陷区的处理造成很大的影响。
塌陷区处理的工序安排和施工方法：
（一）充填之前，在轨道上铺上木板，确保行人的安全。
（二）为防止塌陷区再次坍塌，把井下的矸石通过矿车调运到延一采区+150石门塌陷处，对塌陷区进行充填。
（三）用沙袋和黄土在石门塌陷区以里30米处进行堵水，用10寸的铁管3条把石门的水引到塌陷区以外。
（四）巷道底板铺设轨道、钢筋混凝土，巷道采用钢筋混泥土砌碹进行支护。
（五）确定巷道底板铺设轨道、钢筋混凝土的长度、巷道砌碹的厚度和施工方法。
1、前提条件①底板为大于6.0米的砂岩，既H（砂）=6.0米；
②煤层厚度H（煤）=1.2米，煤层、岩层坡度为&=35度；
③塌陷区安全岩柱距离为8.0米，既H（岩）=8.0米；
2、计算巷道底板铺设轨道、钢筋混凝土的长度。
L（初）=H（岩）÷Tan&+H（煤）÷Sin&+H（砂）÷Sin&
=8.0÷Tan35°+1.2÷Sin35°+6.0÷Sin35°
=24.0（米）
考虑到砂岩地板的坚硬程度，取砂岩段铺设钢筋混凝土的长度为6.5米；顶板的岩性为细粉砂岩和煤层存在伪顶，总厚度大约为4米，因此在煤层顶板加上4米的安全长度，既L（安）=4米；
L=L（初）-H（砂）÷Sin&+6.5+L（安）
=24.0-6.0÷Sin35°+6.5+4
=24.0（米）
3、塌陷区处理示意图如下：
（六）施工方法：
1、卧底施工，在塌陷区以里15.4米和塌陷区以外6.5米的巷道进行卧底，卧底的深度为50公分；
2、巷道底板铺设轨道、钢筋混凝土，在塌陷区纵向放置轨道，间距为50公分，横向放置钢筋，间距为30公分；
3、巷道采用从底板横向延伸上来的钢筋，先砌墙、再放置钢筋延伸到砌碹的拱体，拱在砌碹的过程中再放置纵向的钢筋，整个巷道采用钢筋混泥土砌碹支护；
4、根据巷道的现有宽度为2.6米，砌碹后净断面宽度为2.0米，根据绞车房施工和以往的经验数据，确定巷道砌碹厚度为0.3米；
5、轨道的连接方式，首先在塌陷区正中处放置一根12米长的轨道，其次采用气隔把轨道隔成满足放置的长度，再次在各轨道交接处采用焊接的方法把各轨道和钢筋连接成整体，增加轨道、钢筋混泥土的抗压和弯曲强度；
6、加强工程质量的管理，为确保施工的工程质量，施工期间派工程技术人员到现场跟班指导，对现场出现的问题及时进行解决。
三、本次塌陷区处理不足和注意事项
1、在塌陷后，塌陷区全部被矸石充填；可以在塌陷区先砌墩再充填矸石。
理由：根据现场观察该石门塌陷后，下部煤层顶底板相对完好，没有出现伪顶和直接顶冒落现场；根据矿山压力与岩层控制的规律，可以在塌陷处20#煤层砂岩底板先砌一个水泥墩，减少轨道、钢筋混泥土的跨度，使铺设地板的支撑形式由两点支撑变为三点支撑，增加轨道、钢筋混泥土的稳定性。
2、对于铺设的钢筋混泥土，没有进行富水养护；应该根据建筑学原理，铺设的钢筋混泥土在砌碹完成后，应该在富水情况下进行养护。
四、结束语
针对类似我矿石门塌陷，造成矿井各生产系统受到破坏等情况，通过对塌陷区周边情况和各因素进行综合的分析，制定塌陷区处理的方案，确定施工的方法和施工的参数，在施工过程中不断总结，及时发现施工过程中的注意事项，在塌陷区处理后能够基本修复矿井的生产系统，修复后的生产系统能够满足正常生产，确保矿井的安全生产。
参考文献
[1] 2版（修订本）《煤矿开采学》-中国矿业大学出版社
[2]《井巷工程》-煤炭工业出版社
[3]采矿工程设计手册-煤炭工业出版社
作者简介
林远常，男，福建上杭人，出生于1985年5月，2008年7月毕业于龙岩学院煤矿开采技术专科，2011年7月毕业于龙岩学院函授采矿工程专业本科，2011年评为助理工程师，现在任福建煤电股份有限公司培丰煤矿生产技术管理部副经理。