含軟夾層石灰巖頂板動態判定與支護技術研究

張 英

(晉煤集團沁秀煤業有限公司 岳城煤礦，山西 沁水 048205)

鳳凰山礦15號煤層頂板為K2石灰巖，深灰色，致密堅硬，平均厚度約為9.2 m。15號煤頂板雖以K2石灰巖為主，但在不同盤區的不同位置，頂板巖性和結構特性差別較大，巷道在掘進過程中，頂板支護范圍內經常出現軟巖夾層，且夾層厚度及層位變化較大，尤其是受動壓影響后，軟巖夾層位置處極易與上覆巖層發生脫離而導致頂板發生淺部破壞[1]，在原有支護設計條件下，一旦離層發生不連續的擴容變形超過錨桿錨固區之外，單純靠幾根錨索懸吊難以支撐時，頂板即會發生離層垮冒。

巷道受動壓影響，在初始支護設計條件下，頂底移近量一般在300 mm以上，尤其是綜采工作面靠近采空區側的巷道超前支護區附近礦壓顯現異常嚴重[2]，頂板裂縫變多變寬，底鼓幫鼓經常導致安全出口寬度不足0.8 m、高度不足1.8 m。因此，本文以鳳凰山礦XV3207巷掘進支護為工程背景，通過對頂板巖性特征的判斷和分析，結合錨桿支護技術理論，提出以下支護技術指標要求：新錨桿支護設計技術條件下施工的巷道，在示范巷道服務年限內頂板下沉量不大于50 mm，兩幫移近量均不大于200 mm，底鼓量不大于200 mm。最終確定特定條件下的頂板支護方案，避免出現支護強度過剩或支護強度不足的情況，以達到科學支護與安全高效生產的雙重目的。

1 工程地質條件

XV3207巷設計長度為1 054 m，凈高2.5 m，凈寬4.3 m，沿15號煤層頂板破底掘進，煤層結構簡單，由頂板向下依次為0.6 m煤，0.4 m夾矸，1.28 m煤，巷道埋深為206.0～405.0 m，平均334 m，自重應力8.35 MPa，巷道在掘進過程中局部水平應力最高達15.6 MPa。……