采動影響下巷道支護技術的實踐研究

董冬生

（大同煤礦集團宏泰礦山工程建設有限責任公司，山西 大同 037003）

晉華宮礦8714工作面回風巷一側為工作面煤體，另一側為保護煤柱，8714工作面回風巷在服務期間除受到巷道掘進產生的應力集中和本工作面回采形成的采動應力影響外，還會受到相鄰工作面的采動影響，巷道圍巖將發生較大變形。為此，設計了巷道相應的支護方案，控制巷道圍巖的變形量。

1 工程概況

晉華宮礦8714工作面位于11#煤層，工作面回風巷為實體煤巷道，斷面為矩形，尺寸（寬×高）為4.8m×3.0m，巷道沿煤層頂板掘進，總長度為2664m。8714工作面位于首采區中部，工作面北為礦井邊界，南為運輸邊巷及東翼軌道大巷，西為8716工作面，東為設計的8712工作面。8714工作面煤層平均厚度為3.15m，傾角為1～5°，平均3°，煤質以半亮煤為主，夾有鏡煤和絲炭條帶，煤層中部含l～2層夾矸，夾矸為黏土巖，且含炭質碎屑。

2 8714工作面回風巷支護方案

方案1：錨網聯合支護。頂錨桿采用Φ20×2500mm左旋螺紋鋼錨桿，間排距為0.8×0.8m，并架設鋼筋梯，頂網為金屬網。幫錨桿采用Φ18×2000mm圓鋼錨桿，間排距為0.8×0.8m。

方案2：同方案1。增加以下內容：另外頂板中間按照單排布置Φ15.24×7000mm錨索，錨索間距為1.6m。錨桿和錨索托盤分別采用規格為450×280×5mm和250×250×16mm的鐵托盤。

方案3：在方案1的基礎上，調整幫錨桿間排距為0.9×0.9m，幫網采用塑料網。錨索按照三花型布置，錨索尺寸為Φ15.24×7000mm，間距為3.2m，排距為2.0m。錨桿和錨索托盤分別采用規格為450×280×5mm和250×250×16mm的鐵托盤。

3 支護方案選擇

方案1、方案2、方案3圍巖穩定性都比較好，方案3比方案2增加了1根錨索，增大了錨桿間排距，但巷道圍巖塑性區范圍變化不大，而方案3支護成本較高，因此方案2較好；方案2比方案1加強了支護強度，巷道圍巖塑性區范圍明顯變小，巷道圍巖穩定性有明顯提高。綜合比較，方案2比較合適。理論分析可知，受采動影響條件下，工作面傾斜方向固定支承壓力峰值范圍為15～20m，82104工作面回風巷和6101N工作面采空區之間區段煤柱寬度為15m，受采動影響最大。綜合數值模擬結果，選擇方案2為82104工作面回風巷支護方案。其巷道斷面和支護設計布置如圖1所示。

圖1 82104工作面回風巷斷面支護示意圖（mm）

4 支護效果

在晉華宮礦8714工作面回風巷采用方案2做為其支護方式后，為了檢驗其實際支護效果，在回風巷30m巷道內設置1組觀測站，對巷道表面位移量進行觀測。圖2是從巷道底板支護完成15d后開始對巷道表面位移進行觀測的觀測結果。

圖2 回風巷道表面位移觀測結果

從圖2中可以看出巷道兩幫的位移在20d后趨于穩定，最大位移量僅160mm；頂底板位移在支護后1個月左右趨于穩定，最大位移量180mm。從位移量數據上可以看到，該支護方案取得了良好的支護效果，有效地控制了巷道圍巖的變形，保障了回風巷道的安全穩定。