切頂卸壓留巷的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

田元帥

（山西晉煤集團(tuán)沁秀公司岳城煤礦，山西 晉城 048006）

沿空留巷不僅能夠治理工作面瓦斯超限難題，而且能夠有效提高煤炭資源回收率，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)式和往復(fù)式開采，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益。工作面采用留設(shè)區(qū)段煤柱護(hù)巷方式，存在掘進(jìn)速度慢、出矸率高、資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。擬在切頂卸壓沿空留巷時(shí)，采用恒阻大變形錨索進(jìn)行巷道補(bǔ)強(qiáng)，保證切頂卸壓工作的順利進(jìn)行。

1 概況

岳城煤礦現(xiàn)主采9#、15#煤層。2901 工作面西面為西盤區(qū)大巷，北面為2902 工作面，東面為礦界，南面為南閔村。工作面煤層穩(wěn)定，總體呈一單斜構(gòu)造，煤層傾角3°～5°，采用“兩進(jìn)一回、Y型”布置方式。工作面走向長(zhǎng)度為371.2 m，推進(jìn)長(zhǎng)度為170 m，煤層厚度平均1.64 m。巷道設(shè)計(jì)斷面為矩形，長(zhǎng)374.6 m，沿9 號(hào)煤層底板布置，凈寬4 m，凈高2.2 m，凈斷面8.8 m2，掘進(jìn)寬度4.2 m，高2.3 m，掘進(jìn)斷面積為9.66 m2。29011 巷采用錨桿、鋼筋網(wǎng)加錨索聯(lián)合支護(hù)方式。頂板支護(hù)每排4 根錨桿，錨桿排距1200 mm，間距1200 mm，網(wǎng)片規(guī)格2000×1300 mm，每排布置兩根7.3 m 錨索，排距2400 mm；巷幫支護(hù)每幫每排2 根錨桿，錨桿排距1200 mm，間距900 mm，距頂板700mm，距底板700 mm；開采側(cè)幫部采用Ф20×2000 mm 的玻璃鋼錨桿支護(hù)。原支護(hù)設(shè)計(jì)圖如圖1 所示。

工作面推進(jìn)過(guò)程中，預(yù)留29011 巷會(huì)受到采動(dòng)影響，圍巖應(yīng)力集中，因此須采取相應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)措施。

2 補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方案

2.1 恒阻錨索補(bǔ)強(qiáng)

直接頂上部有一層穩(wěn)定的中粒砂巖，且恒阻錨索應(yīng)超出切縫孔深度不低于1 m，考慮到切縫參數(shù)，恒阻錨索長(zhǎng)度8.3 m，直徑21.8 mm。恒阻錨索加固分兩個(gè)區(qū)域，第一個(gè)為沿空留巷起始位置的鎖口加固區(qū)域，第二個(gè)為沿空留巷中間段加固區(qū)域。沿空留巷起始位置：在沿空留巷起始位置①～②段，打設(shè)密集恒阻錨索進(jìn)行巷道鎖口加固和補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

①～②段鎖口補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)：暫定頂板采用恒阻錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，鋼絞線采用Ф21.8×8300 m，每排4根，間距1 m，排距1 m，恒阻錨索垂直于頂板方向布置，托盤選用300×300×16 mm 的平托盤，用BHW-300-5.00 型W 鋼帶相連接。如圖2 所示。

圖1 29011 巷原支護(hù)設(shè)計(jì)圖

圖2 鎖口加固段錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)平面、斷面圖

沿空留巷中間段加固：在沿空留巷的②～③段打設(shè)恒阻錨索。在對(duì)巷道頂板進(jìn)行恒阻錨索補(bǔ)強(qiáng)的同時(shí)，對(duì)29011 巷現(xiàn)有支護(hù)情況進(jìn)行抽檢、加固。

2.2 留巷幫部錨索補(bǔ)強(qiáng)

幫部錨索補(bǔ)強(qiáng)在留巷之前暫不實(shí)施，依據(jù)留巷的實(shí)際效果判斷是否采用。當(dāng)留巷效果不佳時(shí)，需對(duì)巷幫進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。采用錨索梁（2 個(gè)錨索配1 個(gè)1600 mm 長(zhǎng)的槽鋼，孔間距1200 mm）對(duì)實(shí)體煤幫進(jìn)行加固，垂直于巷道走向布置，上部錨索距頂板為600 mm（仰角20°），下部錨索距底板為500 mm（下扎角15°）。錨索直徑為21.8 mm，長(zhǎng)度4300 mm，間排距為1200 mm×2400 mm。留巷圍巖頂錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)圖如圖3 所示。

圖3 留巷圍巖頂幫錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)圖

2.3 后方采空區(qū)擋矸

采用單體液壓支柱（不戴帽）+U 型鋼可縮支柱緊壓鋼筋網(wǎng)進(jìn)行，在巷道切縫幫沿切縫線布置一排單體液壓支柱，與U 型鋼可縮支柱交替布置，間距500 mm，單體柱與U 型鋼可縮支柱間距為250 mm。U 型鋼內(nèi)掛鋼筋網(wǎng)防止矸石竄入巷道。根據(jù)巷道高度選用DW28-250/100或DW25-250/100型單體柱接頂，保證支護(hù)強(qiáng)度。其架后臨時(shí)支護(hù)如圖4 所示。

圖4 29011 巷架后臨時(shí)支護(hù)平面圖

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及結(jié)論

在29011 巷沿空留巷后，分別對(duì)巷道頂?shù)装宓囊平亢鸵七M(jìn)速度進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得現(xiàn)場(chǎng)圍巖變化情況如圖5 所示。

圖5 29011 巷沿空留巷后圍巖變化圖

由上圖可知，29011 巷沿空留巷后，頂?shù)装鍑鷰r在20～40 d 內(nèi)變形速度最快，其整體變形情況為先增大后減小，并逐漸趨于穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，工作面回采期間，29011 巷頂板移近量為201 mm，最大底鼓為79 mm，最大移進(jìn)速度為48 mm/d，圍巖變形情況均在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。說(shuō)明基于恒阻錨索的補(bǔ)強(qiáng)方式能夠有效控制留巷頂板的圍巖變形，保證工作面高效回采。