摘 要 永夏矿区陈四楼煤矿北翼皮带大巷在穿越F39断层破碎带施工中，认真总结和汲取北翼轨道大巷顺利穿过F39断层破碎带的成功经验，临时支护采用缝管式锚杆超前支护并喷混凝土短段掘支，永久支护采用锚喷网加29号U型钢金属支架复合支护，于1997-09-16优质、快速、安全地穿过F39断层破碎带。
关键词 断层 超前支护 复合支护 皮带大巷
1 北翼皮带大巷过F39断层方案的选择
永夏矿区陈四楼煤矿北翼轨道大巷、北翼皮带大巷两条巷道原设计从井底车场直接向北穿过F39断层破碎带。1994-11-15，当北翼皮带大巷工作面掘至F39断层前25m处，工作面顶板冒落，且在后退5m处的F39-4断层附近突水，经测定突水量为860m3/h，3个月后涌水量稳定在约400m3/h。1995年2月初，当北翼轨道大巷掘至距F39断层5m处，掘进工作面突水，经测定涌水量为123m3/h；1个月后，距掘进工作面9m处的F39-4断层附近，北翼轨道大巷的顶板冒落突水，经测定涌水量为326m3/h。由于两大巷所处围岩较松软破碎，加之两大巷均突水，且涌水量较大，巷道支护极为困难。北翼皮带大巷曾两次抢险返修均未成功。
针对上述情况，永夏矿区管委会、陈四楼矿监理处、河南煤炭设计院等单位对北翼皮带大巷、轨道大巷过F39断层方案进行了研究和讨论，最后，根据陈四楼矿投产后生产运输是否方便、建井期的长短及矿井的经济效益，并结合北翼盘区的水文地质条件等综合因素考虑，决定采用躲开突水水源——太原群上段灰岩水，向西绕行，再向北过F39断层的方案(图1，2)。
图1 北翼大巷突水区二2煤底板等高线
图中虚线表示未施工大巷
图2 北翼大巷地质剖面
1995年5月初，北翼轨道大巷按此方案试探着向西拐弯掘进260m后，再转向北，采用短段掘支施工方案，锚喷挂网加29号U型钢金属支架复合支护形式，于1996年10月顺利穿过了F39断层。
根据北翼轨道大巷过F39断层的成功经验，北翼皮带大巷在原工作面后退100m后，亦向西开石门绕道进入稳定岩层中，此时在北翼轨道大巷进尺1 268m处施工第3联络巷进入北翼皮带大巷，采用北翼轨道大巷过F39断层的施工方法和支护形式，从此处向南施工穿越F39断层与原向东开的皮带大巷石门绕道贯通，于1997-09-15顺利地穿过F39断层。
2 工程地质与水文地质
陈四楼煤矿北翼皮带大巷实际揭露F39断层情况表明：F39断层为正断层，落差89m，与其分支(F39-1，F39-3，F39-4)构成断层群，走向为EW，倾向S，倾角55°；F39断层破碎带宽度为14m，由断层泥和泥质胶结角砾组成。巷道穿过的岩层主要为砂岩、泥岩、铝质泥岩、砂质泥岩，其中泥岩、铝质泥岩及砂质泥岩风化遇水后膨胀性较强，且极松软而变成粘稠的泥状。
由于北翼轨道大巷、皮带大巷均向西绕并平移260m过F39断层，根据地质资料，F39断层两盘都为二2煤顶底板砂质泥岩，涌水量小，又远离太原群上段灰岩强含水层35m以上，基本在安全隔水岩柱外；再加上轨道大巷、皮带大巷过F39断层前没有封闭原突水点，等于采取了上游疏水措施，从而使F39断层导水强度大大减小。因此北翼皮带大巷在过F39断层掘进中，巷道顶、帮仅出现渗水或个别缝管锚杆孔内淋水，没有发生突水现象。
3 巷道断面与支护形式
北翼皮带大巷过F39断层支护形式主要为锚喷网加29号U型钢支架复合支护，巷道断面设计为半圆拱形。29号U型钢支架净宽×净高=4 600mm×3 800mm，棚间距为400mm。每架支架由两节U型钢弧形梁和两节U型钢支腿组成，各段搭接长度为450mm，用双槽板式卡兰固定，且每架支架间用8根拉杆联接。水沟侧支架底座比掘进底板深400mm，另一侧支架底座比掘进底板深200mm。锚杆采用φ43mm×1 800mm缝管式锚杆，间排距为800mm×800mm；金属网为φ6.5mm钢筋焊接而成的矩形网，规格为1m×1m，网孔尺寸为120mm×120mm，金属网搭接长度为100mm；喷混凝土厚度为100mm。
4 施工方法
北翼皮带大巷在过F39断层施工中，主要采用光面爆破、全断面一次成巷的施工方法，坚持正规循环作业。
(1)根据地质钻探结果，巷道施工在进入F39断层前15m和穿过F39断层后15m时，均要加强对巷道的支护。支护形式仍为锚喷网加29号U型钢支架复合支护，支护参数同上。采用光面爆破、全断面一次成巷的施工方法，掘进进尺控制在0.8～1m。
(2)巷道施工进入F39断层破碎带时，由于围岩特别松软，为了加强对围岩的临时支护，每班在掘进前，在紧靠29号U型钢支架外面向巷道周边打缝管式锚杆进行超前支护。锚杆间距为200mm，直径为43mm，长度为1.8m，排距为800mm，超前支护缝管式锚杆与巷道中心夹角为30°。掘进时只采用风镐、手镐开挖，每次进尺控制在0.5m，并及时喷1层混凝土封闭围岩，防止其风化或吸水潮解，而后架设29号U型钢支架支护，且复喷混凝土到设计要求厚度。若局部岩石较硬，风镐掘进较困难，可采取打浅眼、放小炮的方法进行松动爆破，严格控制装药量，然后用风镐扩刷至设计要求，及时进行永久支护。
5 经验和体会
(1)北翼皮带大巷过F39断层的合理方案是此次过F39断层成功的前提；坚持正规循环作业，施工中做到光面爆破、一次成巷和文明施工，是此次过F39断层成功的关键；严把质量关和采用合理的支护形式是此次过F39断层成功的保证。
(2)认真做好防治水工作，严格控制巷道中的积水使其不漫流，防止底板浸泡；水沟离工作面不超过10m，保证水沟畅流无阻；严格控制施工用水，及时维护管路阀门；巷道顶、帮淋水用导管引出。
(3)北翼皮带大巷施工优质、快速、安全地穿过F39断层，节省了大量资金，加快了矿井建设速度，提高了经济效益和社会效益，为陈四楼煤矿按期投产创造了有利条件。
作者单位：河南矿业建设工程第一公司，永城，476612
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