150506 綜放工作面沿空留巷切頂卸壓技術研究

李 偉

（山西潞陽煤炭投資經營管理有限公司，山西 晉中 030600）

1 工程概況

山西壽陽潞陽麥捷煤業有限公司可采8、9、12、15 號煤層。15#煤層厚度3.32 ～7.10m 之間，平均5.63m，屬穩定的全區可采煤層。頂板為泥巖、砂巖、砂質泥巖，底板為泥巖、砂質泥巖、中砂巖。150506 工作面位于井田新區中部，北部為150502工作面，西部為井田邊界，東為三條大巷，南部為未采區。150506 工作面順槽沿煤層走向布置，長度為817m，開切眼沿煤層傾向布置，長度為205m。工作面共布置三條巷道，即工作面皮帶順槽、工作面軌道順槽、高抽巷，采用綜放開采。為保證采掘接續，計劃150506 軌道順槽留作150502 工作面的軌道順槽使用。

2 留巷參數設計研究

切頂卸壓留巷無煤柱開采技術是在傳統留巷技術的基礎上進行改進，超前工作面一定距離，在預留巷道靠近回采煤壁側的頂板進行預裂爆破，使采空區頂板沿切縫線垮落，充填采空區并形成新的巷幫，充分發揮采空區矸石的承載能力，解決沿空巷道易嚴重變形的問題。

2.1 切縫參數設計

（1）切頂高度

切頂高度是指預裂鉆孔爆破后，頂板巖層需要垮落的設計高度。采空區頂板沿巷道邊緣預裂切縫垮落是切頂卸壓沿空留巷技術的核心環節。由于巖石碎脹特性的影響，冒落的矸石堆積高度大于原有巖層厚度，合理的切頂高度要求巷旁垮落的矸石能夠將采空區充填滿，對上覆回轉變形的鉸接巖塊產生有效的支撐作用。沿工作面長度方向上覆巖層的冒落情況如圖1 所示。

2.2 預裂爆破參數

預裂爆破的效果對于切頂留巷技術的成功與否非常關鍵，影響預裂爆破效果的主要參數包括炮孔直徑、炮眼間距、不耦合系數、裝藥量等。炮孔間距通常為孔徑的8～10 倍，參考臨近礦區切頂卸壓沿空留巷成功應用的實踐，150506 運輸順槽超前工作面20m 進行預裂爆破。爆破孔布置在距離實體煤幫4400mm 處的頂板上，炮孔直徑為42mm，間距為500mm，鉆孔垂深為8.0m，向采空區側傾斜10°，采用空氣間隙軸向不耦合“3+3+2+2”裝藥結構，每個爆破孔共用3kg 炸藥。預裂爆破鉆孔的布置如圖3 所示。

3 留巷補強支護設計

150506 軌道順槽掘進斷面為寬× 高=4600×3000mm，采用“錨網索”支護。頂板支護：頂板錨桿采用直徑22mm、長度2400mm 的螺紋鋼錨桿，間、排距為700mm，頂錨桿間通過4300mm的W 型鋼帶聯結，每根錨桿采用MSK2355、MSZ2355 樹脂錨固劑各一卷；頂板錨索采用規格為Ф21.6×7300mm 的鋼絞線，錨索隔排布置，每排兩根，間排距為2100×1400mm，錨索錨固劑采用MSK2355、MSK2355、MSZ2355 各一卷?；夭蓭椭ёo：采用規格為Ф20×2500mm 的玻璃鋼錨桿，間排距均為700mm，每根錨桿采用MSK2355、MSZ2355 樹脂錨固劑各一卷，均垂直煤壁施工。實體煤幫支護：采用規格為Ф32×3500mm 的自鞏固錨桿，間排距均為700mm。切頂留巷期間頂板采用長錨索進行加固，錨索長度應大于切頂高度，故選擇規格為Ф21.6×10000mm 的長錨索，每排兩根，間排距為2100×1400mm，與原有錨索交替布置。實體煤幫采用規格為Ф21.6×6000mm 的錨索配合大托盤進行加固，錨索距離巷道底板1.0m，排距為1400mm。150506 軌道順槽沿空留巷期間支護如圖4 所示。

圖 3 預裂爆破鉆孔布置示意圖

圖 4 150506 軌道順槽留巷支護斷面圖

4 應用效果

150506 軌道順槽切頂卸壓沿空留巷期間，對其圍巖位移情況進行監測，得到圖5 結果。由圖5（a）可以看出，留巷支護后，巷道頂底板移近量呈現快速增大—緩慢增大—趨于穩定的變化趨勢。滯后工作面約220m 頂底板移近量穩定在300mm 以下，變化量為巷道初始高度的10%。巷道兩幫移近量的變化趨勢與頂底板相同，兩幫移近量最終穩定在275mm 以下，變化量為巷道初始寬度的6.25%?？傮w而言，留巷期間巷道圍巖位移量較小，經過簡單的修復即可使用。切頂卸壓沿空留巷技術在150506綜放工作面應用效果良好。

圖 5 巷道變形情況監測結果