我矿煤层顶板为具有高应力、节理化、遇水膨胀软化等物理特征的复合型岩层,岩性主要以泥岩、泥质页岩、粉砂岩为主。在顺槽掘进初期,巷道顶板完整性较好,后期由于顶板岩石应力重新分布加之受水泥化,出现顶板弯曲下沉、两帮外鼓等安全隐患,基本是前面掘进后面加强支护,严重影响巷道安全生产。现就防治煤层顶板泥化特制订如下安全技术措施。
一、采空区积水,导致下部相邻巷道顶板泥化
首采工作面走向长2100m,目前已回采1150m,在回采期间工作面走向1600m至开切眼,采空区涌水量较大,平均每天涌水400m3左右。目前由于顶板冒落,采空区积水无法正常自流外排。相邻NA1104工作面回风顺槽在掘进过程中可能受水浸泡,造成顶板泥化,原因是:
首采工作面直接顶一般为6-8m,多以泥岩和炭质泥岩为主,在工作面推进过程中随采随落,充填采空区。当泥岩受水浸泡,达到饱和,泥岩沉积在采空区下部,积水会沿着岩层倾向方向渗入煤层和煤层顶板泥岩中。NA1104工作面回风顺槽在掘进时与首采面皮带顺槽留设5m保护煤柱,距离较近,顶板泥岩受水浸泡可能发生泥化现象。
防范措施:
(一)疏放采空区积水,减小对岩层的浸泡;
(二)在NA1104工作面回风顺槽掘进期间,严格执行“有掘必探,先探后掘”的探放水原则。
二、湿试打眼,造成顶板泥化
煤层顶板泥岩受水易软化,在湿试打眼过程中多次注水冲刷锚索、锚杆孔,孔壁受水冲刷,造成的结果有:
(一)孔径比设计孔径大,锚固剂锚固段直径小于锚索孔、锚杆孔孔径,起不到原设计的效果;
(二)孔壁岩石遇水软化,硬度系数和岩性发生变化,岩石整体性和强度明显降低,支护效果降低。
防范措施:
(一)采用干式打眼,孔口风水联动喷雾降尘,严禁采用湿试打眼;
(二)建议采用注浆锚索、全长锚固。
三、抽水不及时,造成巷道两帮底部泥岩泥化
我矿煤层厚度变化较为频繁,掘进期间巷道高度大于煤层厚度的情况多有发生,并且在顺槽掘进期间均沿煤层顶板掘进,在煤层厚度较小时,巷道底部出现泥岩。当巷道抽水不及时,底部泥岩受水软化,巷道两帮支撑强度降低,导致巷道片帮或顶板冒落。
防范措施:
(一)严格按照设计开挖水沟,并保证水沟畅通,并根据实际,开挖截水沟,严禁巷道水随意流淌;
(二)及时排水,严禁巷道积水。
四、顶板淋水,造成巷道顶板泥化
黑眼泉煤矿煤层顶板有两层含水层,且均为若含水层,距煤层较近的含水层为第二层含水层,根据地质条件反应的煤层上浮岩石的性质得出,第二层含水层含水量更小。当施工锚索时,穿透泥岩隔水层,进入砂岩含水层或受巷道掘进影响顶板出现裂隙与含水层沟通时,巷道顶板会出现少许淋水,致使巷道顶板泥化。
防范措施:
(一)经查阅资料得知,一般在顶板淋水较大的泥岩围岩矿井,当巷道顶板与强含水层沟通时,巷道会发生大的变形,采取的办法主要为注浆堵水,加固巷道围岩,我矿均为若含水层,淋水较小,若要进行注浆堵水,投资太大。
(二)加强淋水巷道压力观测,对出现变形的巷道进行加强支护,主要倾向于点柱支护或梯形抬棚支护。
五、大气降水渗入井下、断层水致使巷道顶底板泥化
(一)我矿地处干旱荒漠区,大气降水甚微,并且蒸发量大,所以大气降水对矿井生产影响很小。
(二)矿井井田范围内断层较少,仅有一条较大的断层处在井田边界上,所以断层水对巷道掘进影响不大,但是在施工期间在接近断层时仍要坚持有掘必探、先探后掘的原则,防止断层水对巷道掘进的影响。
黑眼泉煤矿巷道顶板致灾隐患
一、NA1104工作面回风顺槽(即疏水巷对应工作面上巷)在掘进期间的顶板管理问题,顶板可能受水浸泡后软化,加上巷道距采空区较近,受采动影响巷道围岩破碎,给掘进造成安全隐患。
二、SA1102工作面下巷,顶板在浅部离层的影响下,在两帮出现的台阶下沉,给巷道的规格尺寸、运输、顶板管理造成极大威胁。
三、SA1102工作面开切眼在施工时倾向上坡度局部会较大,加之开切眼跨度大,给顶板管理造成一定困难,需讨论开切眼的支护与掘进方案。
四、疏水巷在封闭期间大部分巷道被水浸泡过,巷道围岩破碎,加之顶部(炭质泥岩)胶结程度差,与上浮泥岩呈不整合接触。当顶板遇少量淋水或巷道帮部受水浸泡后顶板浅部离层。加之我矿联网质量总体比较差,当顶部离层时拉破金属网出现漏顶。并且疏水巷的锚索梁的锚索孔孔径较大,顶板来压时会在锚索孔处拉断锚索梁,出现冒顶。