深部窄煤柱沿空掘巷回采期間圍巖變形與控制技術

摘要：2903軌道順槽作為城郊煤礦二水平第一條沿空掘巷，回采期間針對該巷道的圍巖位移（變形量）進行了數據收集、分析、控制，并提出了反饋、建議，為今后類似條件巷道支護以及回采期間巷道超前支護等工作提供了借鑒依據。

關鍵詞：沿空掘巷;變形

2903軌道順槽為沿2902工作面采空區留窄煤柱（5m）掘進巷道。

1.支護方式

2903軌道順槽里段支護方式（見附圖1）

巷道斷面為矩形，斷面凈寬4200mm。巷道頂部均采用錨網帶支護，錨桿為Φ20×2400mm的高強錨桿，鋼帶選用4200mm長M鋼帶，網為1000×2000mm型鋼筋網，錨桿間排距為750×800mm。頂板除正常的錨網帶支護外，垂直于巷道走向布置一排錨索梁。錨索梁長3000mm，一梁三索，錨索梁采用槽鋼加工而成，距錨索梁兩端200mm及中間各打一個Φ24mm錨索孔，錨索梁排距為1600mm。幫部采用錨網帶支護，錨桿選用Φ20×2400mm的高強錨桿，錨桿間排距為800×800mm，矩形布置，從頂板向下300mm開始起錨，煤柱側從上部起第三根錨桿替換為Φ21.6×4000mm錨索，每根錨索使用3支MSK2335型（里側）和2支MSZ2335型（外側）錨固劑，最下部錨桿到底板的高度不超過400mm。

附圖1-2903軌道順槽里段斷面及支護圖

2.分析總結變形規律

回采期間，針對以下指標進行了數據收集、分析：沿空幫變形量（分高幫、低幫）、實體幫（分高幫、低幫）、兩幫移近量（分高幫、低幫）、頂板下沉量、底板鼓起量、頂底板移近量。受篇幅所限，日常觀測數據未附于本項目中。本項目展示內容為不同位置處的平均變形量。

觀測手段：

①頂板離層儀。②巷道圍巖表面位移采用十字布點法觀測。

頂板離層監側：采用頂板離層儀對頂板離層進行觀測。根據頂板條件從回采工作面向外每50 m安裝1個，共安裝了18個，安裝深度分別為2m和6m，回采后每十天監測一次2m和6m離層變化規律，淺部最大地點離層量為38mm，深部最大地點離層量為52mm，采取在巷道頂板明顯下沉處架棚支護。

采用十字布點法進行觀測表面位移。頂板及兩幫監測點均用紅色噴漆標注，測量時需保證鋼卷尺平直。

附圖2-幫部平均變形量

附圖3頂底板平均變形量

附圖4-兩幫平均移近量與頂底板平均移近量對比圖

結論：

（1）由附圖2可知，兩幫變形呈現非對稱性：高幫比低幫變形大，沿空側比實體側變形大。

（2）由附圖2可知，兩幫的移近量以沿空側變形量為主。

（3）由附圖3可知，頂底板移近量以底板鼓起為主。

（4）由附圖4可知，兩幫移近量大于頂底板移近量。

（5）根據掘進期間和安裝期間的頂板離層儀監測結果表明：沿空掘巷在掘進及安裝期間圍巖變形較小，但在回采期間圍巖變形較為嚴重。

（6）頂板總離層量范圍為3mm-52mm

巷道支護結構有可進一步完善的空間，例如合理改變錨桿、錨索、錨固劑參數，以加強支護。

回采期間采取的應對措施：

3.回采期間應對措施

（1）在兩幫（超前棚內）掛設雙層塑編網護幫，使用聯網繩與巷幫鋼板網連接，相鄰網片間緊密連接。雙抗網鋪設松緊適度，以增加對竄出錨桿的緩沖作用。

（2）提前將機尾超前范圍內的頂板錨桿和兩幫幫錨采用14#鍍鋅鐵絲進行綁扎，防止錨桿崩出傷人。

（3）加強超前棚內單體支柱支護質量管理，以保證支護強度能夠滿足安全生產需要。

（4）局部幫部變形量較大地段對幫部錨桿托盤、錨索鎖具、托盤及頂板錨桿托盤、錨索鎖具、托盤等支護材料不予拆卸。

（5）在局部幫部變形較大地段，為防止沿空側單體支柱受壓折斷傷人，在單體支柱上綁兩根6′鐵防護管。

4.結論

本項目通過實測，收集數據、分析與總結了2903軌道順槽回采期間變形情況，歸納了針對巷道變形采取的控制措施，為今后類似地質條件下沿空掘巷時的巷道支護提供了借鑒依據。

作者簡介：

王晨輝（1987-），男，安徽淮北人，助理工程師，學士學位，2010年畢業于中國礦業大學礦業工程學院采礦工程系，現任河南能源化工集團永煤公司城郊煤礦綜采一隊技術員，主要從事煤礦開采技術與管理工作。