厚煤層沿空留巷墩柱注漿支護技術研究應用

陸鴻濤

（山西晉煤集團坪上煤業有限公司 ，山西 晉城 048203）

一、工作面概述

工作面運輸巷沿煤層頂板布置，梯形斷面35.67m2，錨帶網支護，錨桿采用φ22mm×L2200mm全螺紋鋼等強錨桿；頂板采用錨桿配W鋼帶及塑鋼網支護。

巷道頂板破碎時，以巷道中心線為基準左右各1.5m處錨索加強支護；每隔三排錨桿一根錨索，跨步式布置，錨索在頂板兩排錨桿中間。

二、 沿空留巷

1 支護方式

下平巷在推進過程中，對其沿空留巷，采用鋼混墩柱和錨索進行永久支護。

⑴臨時支護。①沿空留巷自上而下共支設四排單體支護。上幫側為第一排單體支護時，則第1、2、4排為柱梁支護，第1排柱距0.6m，第2、4排柱距1.2m，第3排為帶帽單體支護柱距0.8m。1～2排排距為0.6m，2～3排排距為0.7m，3～4排排距1m。②1～4排均在下端頭架或超前支架后側支護，工作面下端頭每移架一次，及時對支架及后尾梁注液護頂，插梁調節支護老空側頂板，在其掩護下支設1～4排單體支護，確保單體支護及時支護到端頭支架和超前支架處，間距不大于1m。③2、4排采用中懸梁支護，所使鉸接頂梁長度1.2m。④四排臨時支柱穿鐵鞋支設，初撐力不小于90kN，并及時拴牢防倒繩防倒。

⑵永久支護（沿空留巷支護）。永久支護方式為：混凝土墩柱+錨索梁支護。墩柱支設在第3排單體支柱間，墩柱的柱距為800mm。墩柱以下1.5m處、沿走向每隔3m打安一棵錨索梁，加強沿空留巷頂板支護，錨索垂直頂板布置，錨索長6.2m，錨索托梁位置與鋼帶平行，托梁長度為0.6m。

⑶支護強度驗算。參照同煤層工作面礦壓參數

①回歸分析法：

Ps=200+8L0=528 KN/m2式 中：Ps—支護強度，kN/m2；L0—初次來壓步距，m；②8倍采高的巖石重量對支柱造成 的載荷強度Pt＝ 8×9.81×h×r=8×9.81×4.7×2.5=921.2 kN/m2

H－采高 取4.7m

r－頂板巖石容重 取2.5t/m3

通過上述計算， 按8倍采高計算本工作面的支護強度為921.2 KN/m2。③選擇留巷支護強度。按8倍采高計算本工作面的支護強度（921.2 kN/m2）大于回歸分析法計算支護強度（528 kN/m2），因此支護強度應大于921.2 kN/m2。墩柱直徑299mm（面積0.058505m2），支撐巷道寬度為5.0m，參照長城煤礦相同墩柱承壓380噸經驗值，按承重380t（3800kN）計算該工作面墩柱柱距為：3800kN/5.0m/921.2kN/m2=0.82m

因此永久支護墩柱柱距取0.8m，小于0.82m；可保證滿足支護強度要求。

2 護巷措施

為確保墩柱內混凝土凝固、承壓，自鋼混墩柱注漿后15天后方可回撤臨時支護，若存在頂板下沉量大以及頂板出現明顯斷裂裂隙，臨時支護段不進行回撤，若遇巷內頂板破碎處，可補打錨網進行支護，對頂板下沉處采取架設工字鋼棚方法，工字鋼棚要背實頂幫。

3 掛鋼筋網和擋風簾、壘矸石袋墻

（1）工作面下端頭每移架一次，對支架及后尾梁注液護頂，插梁調節支護老空側頂板，在其掩護下支設1～4排單體支護，單體支護時支護到端頭支架和超前支架處，間距不大于1m。（2）1～4排單體支護完后，在第3排帶帽單體支護上側掛設鋼筋網，鋼筋網接頂接底，搭接處用8#鐵絲每0.5m打一死結。（3）擋風簾掛好后，由北向南、自下而上在第2排柱擋內壘砌矸石袋擋風墻，墻體底部寬1.0m，上部寬0.5m，呈梯形狀，墻體必須接實頂板。施工人員在1～2排柱梁的保護下施工，所壘矸石袋墻逐茬壘砌、接頂后，及時按規定回撤1～2排柱梁。

4 支回支護

⑴巷內臨時支護中，墩柱空檔內的臨時支護為帶帽點柱，所有臨時支護必須栓設防倒繩并且支設在硬底上，底板松軟必須穿鐵鞋。

⑵待墩柱澆灌完后，自注漿之日起15天后逐步回撤墩柱空檔內臨時支護，在回撤臨時支護前，必須檢查沿空留巷的頂板情況，若發現頂板裂隙多，則不回撤臨時支護，若發現頂板較為破碎，及時采取加設鋼棚的支護方式。

5 安打錨索措施及方法

在墩柱以下1.5m處、每沿走向3m打安一排錨索加強沿空留巷支護，錨索垂直頂板布置，規格：采用低松馳高強度Φ17.8mm的7股左旋鋼絞線，長6.2m，外露端使用錨索托梁支護，錨固劑采用Z2335樹脂藥卷，每孔藥卷錨固長度大于1.5m。選用11#工字鋼，長0.6m，眼孔為Φ18mm。

6 支設墩柱

⑴在工作面壘矸石袋前支設鋼混墩柱，墩柱按線支設，迎山角3°～5°，墩柱帶帽支設，柱距0.8m，墩柱注漿口朝下幫，柱帽為厚320mm、長320mm的楔木。

⑵所支墩柱必須挖窩至硬底后支設，及時用防倒繩連接防倒。

⑶由于墩柱比較重，人員運輸墩柱時，要相互配合，抬放墩柱時要協調一致、輕起輕放，嚴禁亂扔；支設時六人扶柱，一人踩方凳用錘緊固木楔。使用手拉葫蘆起吊時嚴格遵守本規程中“使用手拉葫蘆安全措施”規定執行。

7 澆灌墩柱

⑴澆灌時要備齊澆灌需用的工具、因注漿壓力為4MPa，為防止甩管傷人，必須檢查管路是否連接合格、銷卡是否到位，并且將管路固定在臨時支護的管路上，確認無誤后方可進行澆灌。

⑵澆灌時由里向外依次進行澆灌，澆灌時將澆灌槍頭卡在墩柱的注漿口上，遠距離進行操作，注漿時人員全部撤離到注漿泵處，在澆灌完一棵墩柱時，及時暫停泵送，將管接頭插入下一棵墩柱后再聯系泵工開泵，時間間隔不得超過12分鐘，若超過12分鐘及時聯系泵工按停泵處理。

⑶若澆灌時間超過10分鐘尚未將墩柱澆灌完，及時暫停泵送，進行檢查。

⑷注漿時，排氣口有混凝土溢出時方可停止注漿， 4-5min后，拆除注漿泵接頭，注漿口必須塞上封堵塞。

8 強制放頂

⑴為減少沿空留巷上方懸頂超大，視懸頂及后維護情況，在1-3#支架側護間或在1-3排柱梁間布置一排炮眼，炮眼與沿空留巷間距不大于1.5m，沿走向呈一條直線，每組炮孔2個，炮眼孔間距0.3m，孔深不低于2.0m，其中老塘側炮眼傾角60左右，煤壁側炮眼傾角70度左右，炮眼組間距不大于2m。

[1]范祖君，李景濤等.沿空留巷技術在中厚煤層的應用.煤礦支護，2011（03）.