2106巷過老空巷支護工藝優化

張 雁

（大同煤礦集團雁崖煤業公司，山西 大同 037003）

1 工程概況

大同煤礦集團雁崖煤業公司位于大同南郊區西南12km，現開采二水平14-2層412盤區，盤區內回采14-2煤層厚度為3.5m，屬侏羅紀煤層。2106巷位于盤區西翼，巷道設計長度為1200m，斷面規格為寬×高=4×3.1m，巷道從盤區皮帶巷開口施工并沿14-2煤層頂底板掘進，初步支護設計采用錨桿、錨索聯合支護。2106巷頂板存在一層偽頂，主要以砂質泥巖為主，平均厚度為0.5m，隨采隨落；直接頂主要以中、細粒砂巖為主，厚度為7.8m，該巖石層脆性大。通過對2106巷探放發現2106巷施工至540m處將遇一條老空巷，該老空巷為原小煤窯3107巷，3107巷與14-2煤層成45°夾角延伸，如圖1所示，3107巷斷面規格為寬×高=3.0×2.0m。當2106巷施工至520m處巷道頂板出現破碎，甚至出現頂板局部冒頂現象。

圖1 2106巷與老空巷空間布置剖面圖

2 原支護設計存在的問題

2.1 2106巷原支護設計

2106巷原支護設計中，頂板采用錨桿、錨索、鋼帶聯合支護，頂板錨桿采用長度為1.8m，Ф18mm螺紋鋼錨桿，錨索采用長度為5.3m，Ф17.8mm預應力鋼絞線，鋼帶長度為3.8m，寬度為150mm。每根鋼帶穿插四根單錨桿，錨桿間距為1.2m，排距為1.0m，頂板錨索每排施工兩根，間距為1.8m，排距為3.0m。錨桿配套一支型號為MSZ23/60樹脂藥，錨索配套一支型號為MSZ23/60和一支型號為MSZ23/35樹脂藥。

2.2 原支護過老空巷時存在的問題

（1）2106巷在掘進時頂板存在一層偽頂，伴隨著回采壓力的影響，該巖石層出現破碎、局部冒頂現象，而原支護設計中頂板錨桿長度為1.8m，錨固段處于偽頂與直接頂之間的不穩定區域，特別是在過老空巷前5m開始頂板壓力加大，頂板錨桿支護效果不佳。

（2）由于3107巷以45°夾角從14-2煤層頂板向下延伸，而3107巷寬度為3.0m，高度為2.0m，所以2106巷在揭露老空巷后頂板暴露空頂長度2.8m、寬度3.0m，無法施工錨桿、錨索支護，同時3107巷廢棄時間長，巷道頂板及巷幫變形嚴重，在老空巷無支護下掘進危險系數大。

（3）3107巷一段為下山段，一段為平巷段，平巷段距14-2煤層頂板間距為4m，當2106巷過老空巷后繼續掘進時，前4m施工巷道頂板三角煤柱，如果采用長度為1.8m錨桿無法施工，頂板難以預留。而原支護設計中頂板采用長度為5.3m錨索，在3107巷平巷段下方掘進2106巷時采用5.3m錨索無法施工。

3 2106巷過老空巷支護工藝優化設計

3.1 架設工字鋼棚

（1）2106巷在揭露老空巷前5m處開始架設工字鋼棚，鋼棚間距為1.0m，鋼棚主要由棚腿、橫梁、縱梁以及底座組成。

（2）架設鋼棚前，首先在支設棚腿位置進行起底，起底寬度為0.3m，深度為0.2m，起底后將棚腿埋入坑內并采用混凝土澆筑。

（3）待底座處澆筑完全凝固后，依次安裝棚腿及橫梁，棚腿與橫梁及底座之間采用卡纜進行連接，棚腿高度為3.0m，第一架鋼棚架設完后開始架設第二架鋼棚，相鄰兩架鋼棚之間架設四根長度為1.2m縱梁且縱梁緊貼頂板，如圖2所示。

圖2 2106巷架設鋼棚及施工人工假頂斷面圖

3.2 施工人工假頂

（1）當施工巷道揭露老空巷后，在其下方架設兩架鋼棚然后依次在其上方鋪設半圓木和道木，半圓木和道木成“井”字型布置。

（2）2106巷頂板架設完半圓木后，采用注漿泵對假頂處注射高水速凝固化充填材料，待高水材料完全膨脹凝固后2106巷方可繼續掘進。

3.3 近距離煤層注漿及施工加長錨桿支護

（1）為確保2106巷過老空巷后4.0m范圍內頂板三角煤柱安全穩定，決定對三角煤柱采用注漿維護。對三角煤柱施工注漿鉆孔，然后采用注漿泵對其注射馬麗散凝固液，待漿液完全凝固后再繼續掘進，同時在三角煤柱下方繼續架設工字鋼棚。

（2）當2106巷揭露老空巷且掘進4.0m后，施工巷道與3107巷平巷段間距為4.0m，屬近距離煤層掘進，掘進時頂板施工加長錨桿，錨桿長度為3.5m，每排施工5根，錨桿間距為0.9m，排距為1.0m，頂板鋼帶采用長度為3.8m高強度“JW”型鋼帶，鋼帶寬度為0.28m，頂板錨索采用長度為8.3m，Ф21.6mm預應力鋼絞線，將錨索頂端直接錨固在3107巷頂板上方穩定巖石層中，頂板永久支護施工完后繼續架設工字鋼棚。

4 效果

雁崖煤業公司普掘四隊在2106巷過老空巷施工期間，采用架設工字鋼棚、施工人工假頂、注漿、施工加長錨桿、錨索支護等聯合支護方法，對老空巷前后破碎頂板進行加固，確保了巷道頂板安全穩定，安全順利過老空巷，取得較好效果。