沿空留巷工作面留巷巷道變形控制方法

張永強

(山西蘭花集團東峰煤礦有限公司，山西 晉城 048400)

1 工作面概況

東峰煤礦3G02工作面共布置三條巷道，工作面三條巷道，分別為3G02運輸順槽、3G02軌道順槽，3G02回風巷，均沿3號煤層底板布置，通風方式為兩進一回“Y”型通風方式，其中3G02軌道順槽為留巷巷道，留巷后作為下一工作面的回風順槽。

2 3G02軌道順槽情況

2.1 巷道支護參數

巷道規格：矩形斷面，掘寬5.4 m，掘高2.8 m，凈寬5.2 m，凈高2.7 m，毛斷面積15.12 m2，凈斷面積14.04 m2。

巷道支護技術參數如下：頂板每排采用6根高強錨桿支護，錨桿型號為Φ20 mm×2 200 mm，間距950 mm，排距950 mm；頂板錨索采用“三二三二”布置，錨索型號為Φ17.8 mm×8 400 mm，間距1 900 mm，排距950 mm；煤幫采用高強錨桿進行支護，每排四根，錨桿型號為Φ20 mm×2 200 mm，間距750 mm，排距950 mm，煤幫鋼筋梯采用Φ14 mm圓鋼焊接而成，鋼筋梯規格：寬為80 mm，長為2 700 mm。

2.2 巷旁支護參數

考慮到留巷的后期使用要求，確定3G02工作面沿空留巷的寬度為4 200 mm，巷旁支護寬度為1 200 mm，混凝土強度等級為C30。為了控制巷旁支護的橫向變形，在柔模混凝土墻體內預置錨栓。錨栓為Φ20 mm×1 300 mm的高強螺紋鋼，兩端絲扣長度各為100 mm，托板尺寸為150 mm×150 mm×16 mm，雙托板雙螺母；錨栓的間排距為750×750 mm。

3 3G02軌道順槽巷道支護與圍巖變形情況分析

巷道現狀：整體巷道基本完好，頂、幫受壓變形不嚴重。局部底鼓較為嚴重的地方采取了起底落道措施，沿墻體旁打一排單體支柱或單根工字鋼進行了支護，個別錨索失效已補打錨索，個別墻體靠巷道側有剪切現象，部分對拉錨栓螺帽失效，但墻體沒有出現粉碎性破壞，支護有效。經現場進行巷道變形量實測以及留巷觀察，得出全巷道的留巷情況統計，特殊位置單獨記錄，具體觀察情況見第126頁表1。

4 G02軌道順槽優化方案

4.1 臺階下沉嚴重段注漿錨索頂板加固

為防止大面積離層脫頂、頂板繼續下沉的情況發生，在頂板受柔模墻體剪切應力離層斷裂下沉嚴重地段(下沉量大于1 000 mm)，沿墻體補打一排Φ22 mm、1×7股螺旋肋預應力鋼絞線，長度8 400 mm的中空注漿錨索，錨索排距1 900 mm，與原巷道內錨索形成“三、三”相間布置形式(根據目前頂板補打錨索的情況作適當調整)。通過提高注漿壓力，使漿液在充滿鉆孔、實現全長錨固的同時，向鉆孔周圍巖石裂隙中擴散，對圍巖起到粘結固化作用，實現深孔錨注，使其離層松散頂板形成整體結構，達到加固頂板的目的。

4.2 臺階下沉輕微段補強錨索頂板加固

考慮到中空注漿錨索施工難度高，材料消耗大，因此，建議在頂部煤巖體受墻體剪切應力破壞不明顯的地段(臺階下沉量小于1 000 mm)，選用Φ21.8 mm、長8 400 mm或10 300 mm，拉斷載荷為582 kN的1×19結構，延伸率7%鋼絞線普通錨索代替中空注漿錨索進行頂板加強支護。錨索打設方式同中孔注漿錨索的打設，根據目前軌道順槽頂板錨索補打情況作適當調整。打設順序不受回采工作面影響，超前連續打設。

表1 沿空留巷巷道情況觀測

4.3 “掛網+打設點柱+巷道肩角噴漿”聯合支護

針對柔模墻剪切嵌入頂板，提出在巷道肩角噴漿控制縫隙持續發育導致頂板完整性被破壞而積聚下沉，具體支護方案如下。

1) 頂板和墻體頂部之間的三角區(尤其是受損墻體)利用雙層金屬網進行連接，最好使用鋼筋托梁將頂板錨桿和墻體拉桿連為一體，超前工作面連續掛網。

2) 在每個受損墻體旁按間距600 mm～1 000 mm的要求，支設工字鋼或單體液壓支柱進行支護，作為信號柱使用。要求點柱緊靠受損墻體，下端支在實底上，頂端帶帽，柱帽規格為厚80 mm、寬200 mm、長500 mm的木板。

3) 根據現狀需對頂板破碎嚴重，導致軌道順槽與3G02采空區聯通，出現空洞，存在漏風隱患地段，頂板和墻體之間的三角區進行噴漿支護，并對受損墻體裂縫噴(或灌)漿使其形成整體，頂板及墻體側噴漿厚度不低于100 mm，巷道肩角噴漿厚度不低于200 mm，這樣即支護了頂板、加固了受損墻體又起到封閉采空區瓦斯的作用。

4.4 其他措施

1) 按3G01綜采放頂煤工作面開采設計要求的通風斷面及輔助運輸條件，若巷道不能滿足通風斷面及輔助運輸時，可通過起底、擴幫處理。

2) 工作面初采時，對切眼采取切頂預裂爆破措施。

3) 做好工作面及兩順槽、尤其是回風順槽的礦壓觀察、采空區積水等日常監督檢查。一旦發現異常，需及時查明原因，采取措施進行處理。