巷道过断层安全支护技术研究

＊王文宝

（汾西矿业双柳煤矿 山西 033300）

摘要：山西某矿巷道过F32断层原采用锚网喷支护技术，巷道支护效果差，围岩变形严重。基于此，笔者在6采区轨道巷上山过F32断层

过程中提出采用预注浆+锚喷支护+架棚+二次注浆的联合支护技术措施，并具体对各个支护参数进行了设计分析。现场实践结果表明，采

用该支护措施后，巷道围岩稳定增强，围岩变形量降低，为矿井巷道过断层提供了一种新的可以借鉴的技术措施。关键词：巷道掘进；断层；破碎带；支护技术

中图分类号：T 文献标识码：A

Research on Safety Support Technology for Roadway Passing Through Fault

Wang Wenbao

(Fenxi Mining Shuangliu Coal Mine, Shanxi, 033300)

Abstract：The bolt-mesh-shotcrete support technology was used in the original support of a mine roadway passing F32 fault in Shanxi

Province, which resulted in poor effect of roadway support and serious deformation of surrounding rock. Based on this, the author put forward the combined support technology of pre-grouting, bolt-shotcrete support, scaffolding support and secondary grouting in the process of roadway going up F32 fault in No.6 mining area. The results of field practice show that the deformation of roadway is more stable and the deformation of surrounding rock is better after adopting this support measure, which provides a new technical measure for mine roadway through fault support.

Key words：roadway driving；fault；fractured zone；supporting technology

断层一直是影响矿井井下巷道掘进安全和施工进度的重要地质因素之一。由于受到地质构造作用的影响，断层附近的岩体较为破碎，岩体强度较低，掘进巷道经过断层影响范围时巷道支护困难，严重影响矿井井下巷道的安全掘进。众多的学者及从业人员对巷道过断层支护技术进行了广泛研究，并取得了明显的成果。但是由于我国煤炭资源赋存条件

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可以将报警后的录像传输至制定服务器，从而可以对危险化学品进行24小时的全方位监控。

(4)仓库消防与报警设施

为了避免发生火灾问题，仓库内应设置相应的消防室内给水，且同一个仓库应使用同一规格的水带、消火栓等。当仓库超过四层时，还应为室内消防系统安装消防水泵接合器等设备，并在仓库内部设置专门的防火消防门，做好相关的隔断工作，且在区域隔断中应使用防火卷帘门，确保仓库的储存安全性。仓库内的消防报警设备应采用自动联动系统，确保报警与初期灭火工作的同步进行。但当前，很多危险化学品仓库内并未设置专门的灭火器，或者灭火器并不达标，甚至仓库设置在距离城市很远的郊区，缺乏水源，无法充分发挥消火栓的作用，一旦仓库发生火灾问题，则会引发更大的灾难。因此，工作人员应根据上述标准设置消防与报警设施。

(5)设置基于RFID技术的智能仓储系统

据管理作用，仓储管理人员可以实时查询仓库中危险化学品的相关参数与指标信息。此智能仓储系统摒弃了以往仓储管理中的条形码，使用了RFID电子标签，避免了条形码易磨损问题。同时，系统利用无线传感技术传输数据信息，简化了装配难度，且系统具备超级电容的无线充电模式，提高了系统的运行灵活性，且虚拟技术可以有效测试硬件部分，预防了仓库中化学品混存与被盗问题。除此之外，系统巧妙结合了步进电机技术与RFID技术，避免了管理人员的排查，降低了管理人员直接接触化学品的危害性。

结束语

在危险化学品生产与使用过程中，仓储属于十分关键的环节，且危险化学品的集中程度较高，存储量较大，具备较强的危害性，因此需要工作人员加强安全管理。危险化学品的储存管理工作具备一定的艰巨性与复杂性，相关人员应强化管理力度，重视培养与引进新型的管理人才，从而切实提高危险化学品的仓储管理水平，保证人们的人身与财产安全。

•【参考文献】

[1]黄友明.危险化学品道路运输存在的主要安全问题及对策[J].科技情报开发与经济,2008(12).

[2]周秀清,沙鸿丽,黄如兰.浅谈危险化学品分类及管理[J].广东化工,2016(03).

为了进一步提高危险化学品仓储设施的安全性，相关企业可以利用RFID技术建立智能仓储管理系统，充分结合无线传感网络技术、虚拟仪器技术以及RFID技术等，且此智能系统主要由步进电机控制器、RFID读写模块、上位机以及同步带滑台等组成。系统分为硬件与软件两部分，其中硬件部分在同步带滑台上应用步进电控机技术，组成精准的定位模块，将其固定在化学品货架的底部，与RFID读写模块结合精确确定化学品的实际存储状态。硬件部分与软件部分主要通过ZigBee网络联系，可以操纵精准定位装置，且系统具备数

•【作者简介】

王超凡（19-），男，汾西矿业集团新产业公司；研究方向：消防安全。

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当代化工研究

Chenmical Intermediate

技术应用与研究环境工程

2019·03

复杂，不同地质构造作用下断层的分布是各个特点，因此，针

对矿井井下断层特性及掘进工作面具体地质情况，设计出安全合理的支护技术对保证矿井安全高效掘进具有十分重要的意义。

1.工程概况

山西某矿6采区轨道巷上山位于4号煤层及6号煤层之间，巷道设计断面为17m2，依据前期的地质勘探资料，巷道掘进前方为F32断层，断层落差范围为15～45m，勘探地质资料显示断层周边裂隙较为发育，岩性以泥岩、砂岩为主，围岩整体较为破碎，稳定性较差，且具有导水性。矿井前期掘进时已有巷道穿过F32断层，过断层破碎带时采取的支护措施为锚喷支护，巷道掘进施工期间有冒顶、片帮现象发生，巷道的支护效果较差，因此，本次轨道上山过F32断层在吸取以上巷道支护的基础上根据断层特性采用预注浆+锚喷支护+管棚+二次注浆支护的支护技术措施。

2.巷道过断层安全支护方案设计

(1)断层破碎带预注浆

前期的勘探资料表明，巷道需要穿过F32断层破碎带的长度约为50m，为了保证巷道在过断层破碎带期间的安全性，对掘进巷道边缘轮廓线外2.5m范围内进行注浆，注浆孔工施工16个，注浆压力设定为6MPa。通过对破碎带采用注浆，破碎带岩层整体稳定性得到较大幅度的提升，围岩强度、内摩擦角及粘聚力都有所增强。通过采用钻孔窥探仪发现，通过对破碎的断层带进行注浆，原先破碎的岩体现明显呈现出条状或者片状连接，破碎的岩石通过注浆浆液相互连通，整体强度得到显著提升。

(2)巷道锚喷支护

在对断层揭露前进行预先的超前加固，选择超前 注浆锚杆对巷道前φ22×7300中空锚索

方破碎岩层进行加2000×50003根/排

固。锚索规格为

2000φ22mm×7300mm，

1间排距为4800mm×

巷中线8002400mm，锚杆选用 φ25×2500

中空锚杆

规格为φ22mm× 1200×2400根/排

12002500mm，间排距设计 4根/排

5200

005为2400mm×1200mm，

具体布置如图1所

图1 支护示意图示。其中锚索每排布置3个、锚杆每排布置4个，为了保证巷道施工安全，提高巷道支护效果，锚索的外露长度应小于200mm、锚杆的外露长度应小于40mm、锚索、锚杆均选用高

强托盘，规格为300mm×300mm×10mm，同时按照设计要求施

加锚索及锚杆的预紧力。

(3)架棚支护

当穿过的断层破碎区较为严重时，仅仅依靠超前注浆无法保证巷道周边

破碎围岩的稳定掘进方向

000性时可以采用假

2设管棚的方法来

金属前探梁

(a)平面图φ25mm圆钢托钩4副强化周边围岩强

度，管棚的超前600

支护应在超前撞锲保护下进行施

图2 架棚支护平面示意图工。设计采用的超前撞锲的规格为直径30mm，长度为2200mm的圆形钢管，撞锲每隔300mm布设一个，在巷道顶板沿着掘

进方向布置，撞锲后部与巷道支护采用的棚梁向连接，并向上呈现出10～15°倾角。采用架棚支护时，前2架应采用先套后架的方式进行，棚梁处应采用固定锚杆和卡揽确保梁棚的有效支撑，对棚梁进行固定后架设棚腿及拉杆，架设时需要做到后背检查工作，切记出现空帮及空顶现象，后续架棚以前面架棚为临时支撑进行架设。

(4)二次注浆加固

二次注浆主要是在过断层破碎带结束后进行的，是对巷道的二次加固，注浆选用的注浆压力为6MPa，注浆液选用普通的水泥浆液，注浆管选用长度为2500mm，管径为22mm的中空花钢管，注浆管布置间距为3000mm×2600mm，每排布置5根中空注浆管。在对巷道采用二次注浆时，应严格注意巷道注浆压力变化情况，观察巷道周边围岩变化，当发现巷道出现漏浆时应立即停止注浆，对注浆压力及注浆量进行判断。

此外在巷道掘进过程中应布置测点对巷道周边围岩变化情况进行观察，严格控制巷道掘进的进尺，加强对巷道顶板的控制，并在巷道掘进到断层影响范围内加大对巷道周边岩层应力变化情况的测量，数据应记录翔实，以便分析判断巷道过断层期间的支护效果，并为后续类似工程施工提供一定的数据支撑。

3.应用效果分析

在巷道掘进通过断层破碎带后，对巷道周边围岩收敛情况进行分析，40具体如图3所m30

顶板下沉量示。从图中可m/帮部位移量

量20以看出，随着

移位10时间的不断增0加，巷道围岩1412182230425982107变形总体呈现观测时间/d出不断增长的图3 观测统计趋势，前期增加速度较快，后期变化速率明显降低，最终巷道围岩变形稳定在一个稳定的范围之内。通过采用预注浆+锚喷支护+架棚+二次注浆支护联合支护技术措施，在巷道支护完成后的接近120天范围内巷道顶底板变形量值最大为37mm、两帮最大变形量值为30mm，巷道变形得到了较好的控制，巷道的稳定性较强，这也说明巷道采用的过断层支护技术措施是可行性的， 可以长期的保证巷道稳定，给矿井安全生产创造良好的条件。4.总结

断层是一种井下常见的地质构造，给巷道正常掘进带来不利的影响，因此，笔者在根据山西某矿6采区轨道巷上山掘进遇F32断层工程背景的基础上提出采用预注浆+锚喷支护+架棚+二次注浆支护联合支护技术措施，结果表明巷道围岩得到明显提高，掘进支护结束后的120d内巷道顶底板变形量

值最大为37mm、两帮最大变形量值为30mm，巷道围岩变形得到较好的控制，给矿井巷道过断层安全掘进提供了一种可行的支护措施，也为其他矿井类似条件下巷道支护提供了一些借鉴。•【参考文献】

[1]刘宁.煤矿井下过断层地质构造技术研究[J].陕西煤炭, 2018,37(05):139-140.

[2]张大辉.煤矿井下过断层技术浅析[J].煤,2018,27(08): 81-82.

•【作者简介】

王文宝（1991-），男，汾西矿业双柳煤矿；研究方向：煤矿安全工程相关技术研究。