巷道冒漏區安全支護技術應用

楊 勇

（山西焦煤霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦， 山西 呂梁 033102）

1 2061 巷道概述

山西焦煤霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦2061 巷位于二采區東翼，巷道設計長度為1 724 m，巷道斷面規格為寬×高=4.4 m×3.1 m，巷道沿9 號煤層底板平行掘進，煤層平均厚度為3.1 m。

2061 巷掘進至580 m 處時揭露一條正斷層，斷層落差為1.7 m，傾角為55°，巷道掘進至578 m 處時受構造應力影響，巷道頂板出現失穩現象，導致頂板形成冒漏區，冒漏長度為4.2 m，寬度為3.0 m，冒漏高度為1.8 m。通過對冒漏區圍巖觀察發現，冒漏區內巖體主要以泥巖為主，巖體層狀結構，穩定性差且冒漏區成不規則狀，采用原巷道頂板錨桿（索）支護難度大，支護效果差，不利于高冒區頂板安全維護；針對這一技術難題，店坪煤礦通過研究決定對2061 巷高冒區采用撞楔錨噴支護技術，確保達到控制高冒區圍巖失穩的目的[1-2]。

2 撞楔鋼棚錨噴支護工藝

2061 巷過斷層期間頂板壓力較大，頂板冒漏區已被煤矸石堵塞，若僅僅采用人工的方式對矸石進行清理，不僅降低了掘進速度，還會導致頂板的支護效果差，同時若將冒落區內的矸石全部清理完，很可能導致冒頂處的頂板在構造應力及采動影響下發生大面積冒頂，對巷道的正常推進造成一定的影響。通過現場觀察，決定對冒漏區頂板采用撞楔、鋼棚及錨噴等方式進行控制維護[3-4]。

2.1 撞楔+錨噴支護

1）在巷道頂板冒頂前3.0 m 兩幫處施工掏槽，掏槽的施工方向與巷幫垂直，在距離頂板0.4 m 的位置進行掏槽作業，掏槽的寬度與深度分別為0.3 m、0.5 m，相鄰兩組槽孔的間距為1.0 m，掏槽施工后在槽內安裝一根長度為4.5 m 長的工字鋼梁。

2）將長度與直徑分別為5 m、30 mm 的鋼釬安裝在工字鋼梁上方，鋼釬的安裝方向要與巷道頂板平行且端頭必須插入堅硬的冒頂矸石內，確保每根鋼釬埋設的長度為3.0 m，并按照15 根為一排進行施工，對巷道清理2 m 后開始施工第二排，第二排的安裝工藝與第一排相同，前后兩排撞楔支護要保持交錯布置。

3）鋼釬端頭必須插入堅硬的冒頂矸石后，通過人工的方式將撞楔支護與巷道底板間的矸石進行清理，待巷道2 m 內矸石全部清理完畢后對頂板進行噴漿支護[5]。

4）撞楔超前支護施工完后，采用混凝土對頂板進行噴漿，噴漿主要是由水泥與沙子按照1∶2 的比例混合而成。具體噴漿可以分為兩次，第一次噴漿6 h 后進行第二次噴漿，確保巷道頂板噴漿厚度大于120 mm。

2.2 U29 型鋼棚支護

巷道頂板通過撞楔及錨噴支護后，為了能夠更好地增加頂板的穩定性，還需繼續架設鋼棚，根據巷道的斷面圖分析，若采用矩形鋼棚進行支護時局部冒頂處壓力較大會導致頂板發生二次冒頂事故，對此決定采用U29 型鋼棚進行支護。

1）U29 型鋼棚主要由棚腿、棚梁及卡纜組裝而成，棚腿分為上、下棚腿及底座，頂梁主要是由卡纜將5 節弧形鋼棚連接而成。

2）根據巷道的高度，棚腿的上、下部長度分別為0.6 m、0.4 m，并由卡纜將棚腿的上、下部穿插連接，棚腿底座的長為0.5 m，寬為0.3 m，厚度為30 mm，并在底座兩端施工兩個直徑為25 mm 的鉆孔，用螺母將下棚腿與底座進行緊固。

3）頂梁由卡纜將5 節弧形鋼棚連接而成，5 節鋼棚分別由L（12 節）、L（22 節）、L（31 節）組裝而成，如下頁圖1 所示。

圖1 2061 巷U29 型鋼棚支護斷面示意圖（單位：mm）

4）安裝工藝：首先將地錨穿過底座并與底板進行固定，確保底座與底板接觸嚴密且無間隙，底座安裝完畢后將下棚腿安裝在底座上，確保下棚腿安裝牢固后繼續將上棚腿與下棚腿對接，待上棚腿與下棚腿全部對接好后安裝棚梁。由于巷道較高，為了確保工作人員的生命安全，在安裝棚梁前要在其下方搭建一個工作平臺，相鄰兩個鋼棚的安裝距離為1.0 m，為了確保鄰兩個鋼棚相互支撐，須采用連接桿將相鄰兩個鋼棚進行對接。

5）為了能夠有效地對冒頂頂板進行支護，架設鋼棚后要確保鋼棚與頂板之間接觸嚴實，并采用長、寬分別為1.2 m、0.3 m 的料石將頂板、巷幫與鋼棚的間隙進行填充。

3 結語

截止目前2061 巷已掘進至650 m，店坪煤礦對2061 巷斷層冒漏區采取聯合支護技術后，對高冒區附近每隔10 m 安裝一臺頂板離層儀，通過20 d 現場觀察發現，采取聯合支護技術后有效控制了高冒區范圍擴大，提高了高冒區頂板整體穩定性，冒漏區及其圍巖未出現大面積變形、下沉現象，冒漏區下沉量控制在0.14 m 以下，有效保障了巷道安全掘進，取得了顯著應用成效。