長平煤礦“三位一體”卸支耦合圍巖控制技術研究

孫志勇

(中煤科工開采研究院有限公司，北京 100013)

井工開采巷道圍巖賦存條件千變萬化，隨著開采深度和廣度的不斷加大，地質力學環境變化程度愈加復雜，出現了巷道冒頂、煤幫大變形、劇烈底鼓等一系列制約煤礦安全生產的問題。針對深部軟弱煤層巷道圍巖失穩及控制難題，諸多專家學者開展了大量研究，劉泉聲[1]等人揭示了深部軟弱圍巖變形規律，并分析了礦井深部巷道圍巖支護難點及支護機制。其他學者建立了多種圍巖控制新理論和新方法，包括巷道圍巖支護-卸壓-改性協同控制技術[2]、巷道圍巖流變和結構失穩理論[3]、松軟煤體高壓錨注-噴漿協同控制技術[4-6]等，對指導松軟巷道圍巖控制及工程應用具有重要意義。本文針對長平煤礦5308工作面圍巖生產地質條件，分析了留巷圍巖變形特征和失穩機理，提出了“切頂卸壓+松軟煤體擴孔錨固+頂板高強支護”三位一體圍巖耦合控制方案[7-9]，開展了井下工業試驗，并對圍巖控制效果進行綜合評價。

1 工程概況

長平煤礦5308工作面地面標高1016～1132m，工作面標高422～518m，蓋山厚度556～709m。開采沁水煤田山西組3號煤，煤層平均厚度5.76m，傾角6°。工作面布置4條巷道，其中，53081、53082、53083巷均為沿頂沿底掘進的大斷面本煤層巷道，53082巷作為留巷巷道繼續為5309工作面服務，與53081巷與間凈煤柱55m，底抽巷與煤層底板垂距約為11m，超前抽采掩護上覆煤巷掘進。

煤層頂底板巖層如圖1所示，3號煤體結構松散，內部節理裂隙發育，屬于松軟難錨固巖體。3號煤層直接頂為泥巖，夾薄層砂質泥巖，厚度1.5m，結構松軟，局部裂隙發育，遇水泥化，從而會降低頂板的穩定性。……