后維護支護關鍵技術的研究與應用

韓名陽 郭鑫

山東省新汶礦業集團翟鎮煤礦 山東新泰 271204

1 工程背景

6405E北工作面位于六采區北部，北至WF3斷層，H=0～18m∠70°；南臨6405E面，已回采完畢；東臨6405E外面，已回采完畢；西至WF55斷層，H=5～16m∠70°。對應地表為翟良路以東農田，地面標高+178.57～+180.51m，開采上、下限標高-299.5～-319.3m，工作面垂深478.1～499.8m。工作面傾斜長113m，走向長150m，煤層平均煤厚1.69m，屬于結構簡單、厚度穩定的薄煤層。直接頂為粉砂巖，基本頂為泥灰巖，煤層頂底板具體特征見表1所示。

表1 頂、底板巖性特征表

根據工作面頂板的巖性及完整性，為減少巷道的破壞及整體變形，創新使用注漿錨索代替架棚支護，并在現場進行了工業性試驗，目前工作面已經成功留巷62m，巷寬及巷高均未發生明顯變形，這為中空注漿錨索在工作面沿空留巷超前支護體系研究與應用創造了條件，具體如圖1所示。

2 后維護支護關鍵技術方案

根據設計開采方案，6405E面運輸巷需后維護，以保留回風通道。后維護段采用“中空注漿錨索桁架梁（或普通錨索桁架梁）+超前預裂爆破+鉸接頂梁+木垛+菱形網留巷”模式，以保證后維護巷道質量滿足后期回風使用需求，具體支護方案如圖1：

2.1 補強錨索支護

超前補打雙排注漿錨索桁架加強支護，三花布置，注漿錨索采用Φ22＊6000mm中空注漿錨索，配1.2-1.3m錨索桁架托梁。第一排距煤壁側1.2m，第二排距第一排1.6m。確保每根錨索托1排鋼帶。（當原巷道存在錨索支護時，則不再補打）

2.2 切頂爆破：

超前施工切頂眼，切頂眼采用定向爆破切頂工藝，初步設定切頂眼參數：采用直徑36#鉆頭間距0.7m，采用直徑42#鉆頭間距0.8m，眼深5m，傾向沿鉛垂線向上偏移夾角50-70°，切頂孔拉線打設，形成切頂線。切頂孔打設過程中必須嚴格按照規定角度打設，一個切頂孔打設完畢后，使用炮桿插入孔中并在眼口固定好，外露長度1m，作為下一個孔打設角度的標定參照物，確保所有切頂孔打設角度一致，打放切頂眼位置超前工作面不得小于10m。

2.3 后維護出口位置支護方案：

掐茬位置向里3m均勻打設2-4個木垛（或水泥軌枕垛），規格1.2m＊1.2m＊巷高（或2.4m＊2.4m＊巷高），頂部使用木楔打緊，保證支護合格。木垛后方切頂排掛菱形網擋矸，上方與頂網連接，下方用木垛壓茬。緊貼掐茬位置掛擋風簾防漏風[1]。

2.4 后維護段支護方案

（1）從煤壁開始，1-3#架吃網，搭接不小于0.3m，鋪聯網使菱形網下垂至底板，與巷道網搭接、壓茬符合要求。留巷側掛網，與頂網搭接符合要求；掛風筒布防漏風。網與風筒布上下都固定牢靠，與頂底板壓實。

（2）留巷段三排單體支護，排距按圖中標注；留巷側為一梁二柱密集支護，并使用半圓木或廢舊鋼帶腰幫，防止老塘側噴矸。

（3）留巷段按10m間距打設木垛加強支護，木垛布置在第一二排單體中間，木垛使用1.2m方木或半圓木或水泥軌枕垛，打木剎接實頂板。

（4）調向位置，打設2個木垛加強支護。回風聯絡巷約20m范圍內，寬3.2m，使用3m鋼棚按照“一梁二柱”方式加強支護，間距1.5m，40T溜頭處，局部地段可使用鋼棚過渡，工作面推進過程中壓力顯現明顯、噴矸、鼓幫時可適當減少木垛間距，加密切頂排單體支護，加使密集、戧棚等加強支護。

2.5 后維護段護幫及防漏風方案

為防止后維護段下幫漏風，在后維護段要懸掛風筒布或帆布，懸掛要標準接頂接底，以防止向采空區漏風。

圖1 6405E北面后維護支護方案

3 結論

通過后維護綜合支護方案，有效的控制巷道變形，實現了巷道后方獨立回風。（1）確保巷道安全。采用補強錨索支護實現全錨，對頂板進行二次加固組合,形成一個完整的組合巖梁作用，支護效果可靠。（2）確保頂板穩定。通過巷道爆破切頂技術，切斷了工作面超前應力的傳遞，有利于保護沿空巷道，確保回風系統可靠。頂板結構穩定，受采動影響后頂板基本保持穩定。（3）降低支護成本。采用超前補打雙排注漿錨索桁架，加強支護降低支護成本每米降低1186元，一次支護一次成巷，減少修復巷道62米，累計節約費用7.35萬元。（4）后維護支護關鍵技術為錨索支護和切頂爆破卸壓的推廣應用創造了條件，對超前支護體系的研究與應用奠定了基礎。