陷落柱構造帶掘進支護方案的選擇

崔安偉 朱海軍

（陽泉煤業（集團）有限責任公司一礦，山西 陽泉 045008）

1 概況

陽煤一礦位于山西省陽泉市，主采3#、12#、15#煤層，井田構造形態基本呈一單斜狀，沿單斜走向和傾向均發育有次一級的較平緩的褶皺群和層間斷裂構造，局部地段發育有陡傾撓曲，井田內陷落柱較發育，發現陷落柱381個，絕大部分為井下采掘工程所揭露，陷落柱成為影響開采的最主要地質因素。

目前，井田初期地質構造條件簡單的采區已基本開采結束，生產、準備采區均已進入后期地質構造復雜區域，無碳柱、斷層等發育相對密集。如何確定合理的過構造帶支護形式，是影響礦井安全生產和快速掘進的關鍵因素。

2 支護方案對比分析

結合一礦的地質情況，通過對過構造帶的三種支護方式進行分析、研究，確定符合實際情況的支護方法和支護方式。

2.1 全錨索+網+鋼帶和套棚聯合支護

采用錨桿、錨索主動支護為主，有效控制巷道圍巖。同時考慮到無碳柱上方圍巖排列雜亂無章，需要對構造區進行套棚聯合支護。兩種支護方式相互補充，如圖1所示。

圖1 全錨索+網+鋼帶和套棚聯合支護示意圖

優點：支護方式以主動支護為主，被動支護為輔，支護方式相互補充，支護雙保險。

缺點：主動、被動雙重支護工程量大，套棚支護工藝繁瑣，工程量大，需要專業施工隊伍施工，易造成同一作業地點兩支隊組交叉作業，增加生產安全隱患。

2.2 全錨索+網+鋼帶和無腿棚聯合支護

支護方法以全錨索支護為主，同時用50°斜角錨索懸吊Ф22木梁形成無腿棚支護結構。

巷道圍巖冒落方式，一般表現為巷道正上方頂板的拱形冒落。若出現較大范圍圍巖冒落，會造成錨固端結構失穩，錨索支護失效。而采用斜角錨索懸吊Ф22木梁形成無腿棚支護結構，懸吊錨索錨固段處在冒落范圍外，不易造成錨固端結構失穩、錨索失效，從而有效發揮無腿棚的輔助支護作用，如圖2所示。

圖2 全錨索+網+鋼帶和無腿棚聯合支護示意圖（mm）

優點：以無腿棚支護結構代替傳統套棚支護，套棚作業不用支設棚腿，改用錨索懸吊，提高了木棚支護強度，簡化了套棚工藝和工序，提高了施工機械化程度，降低了部分施工勞動強度，提高了施工效率。

缺點：簡化了部分套棚支護工序，上梁勾頂工程量仍較大，仍存在多隊組交叉作業。

2.3 全錨索+網+鋼帶和5m槽鋼托梁聯合支護

進一步優化支護設計，采用全錨索+補強錨索+信號柱的聯合支護方式，即：（1）采用Ф21.6×7.2m主錨索+鋼帶+金屬網進行全斷面支護；（2）在巷道中間布置2趟5m長3眼槽鋼+Ф21.6×9.2m錨索，進行支護補強；（3）在構造段鋼帶下每隔3m支設一根木柱作為信號柱，以便觀察巷道來壓和變形情況。如圖3所示。

圖3 全錨索+網+鋼帶和5m槽鋼托梁聯合支護示意圖

優點：

（1）支護工藝統一，施工簡單。巷道主支護和補強支護均采用錨索支護，錨索支護隊組人員施工嫻熟，有利于安全、高效掘進。

（2）補強錨索與巷道成50°夾角，錨固段進入冒落拱外基巖內，當陷落柱發生冒落時，由于錨固段始終處于穩定的基巖內，能夠有效地控制頂板變形和冒落。

（3）掘進效率大大提高。采用錨索+支棚的支護工藝，隊組一班僅能施工0.8m，采用該工藝后可施工1.6m，掘進效率增加了一倍。

3 結語

通過摸索實踐和現場應用，確定了適應本礦過構造帶掘進支護方法，不僅過構造期間生產效率提高了一倍，而且解決了傳統套棚作業工序復雜、勞動效率低、勞動強度高等問題，對陽泉礦區過構造帶的支護方式選擇具有借鑒作用。