后維護(hù)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用

韓名陽 郭鑫

山東省新汶礦業(yè)集團(tuán)翟鎮(zhèn)煤礦 山東新泰 271204

1 工程背景

6405E北工作面位于六采區(qū)北部，北至WF3斷層，H=0～18m∠70°；南臨6405E面，已回采完畢；東臨6405E外面，已回采完畢；西至WF55斷層，H=5～16m∠70°。對應(yīng)地表為翟良路以東農(nóng)田，地面標(biāo)高+178.57～+180.51m，開采上、下限標(biāo)高-299.5～-319.3m，工作面垂深478.1～499.8m。工作面傾斜長113m，走向長150m，煤層平均煤厚1.69m，屬于結(jié)構(gòu)簡單、厚度穩(wěn)定的薄煤層。直接頂為粉砂巖，基本頂為泥灰?guī)r，煤層頂?shù)装寰唧w特征見表1所示。

表1 頂、底板巖性特征表

根據(jù)工作面頂板的巖性及完整性，為減少巷道的破壞及整體變形，創(chuàng)新使用注漿錨索代替架棚支護(hù)，并在現(xiàn)場進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，目前工作面已經(jīng)成功留巷62m，巷寬及巷高均未發(fā)生明顯變形，這為中空注漿錨索在工作面沿空留巷超前支護(hù)體系研究與應(yīng)用創(chuàng)造了條件，具體如圖1所示。

2 后維護(hù)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)方案

根據(jù)設(shè)計(jì)開采方案，6405E面運(yùn)輸巷需后維護(hù)，以保留回風(fēng)通道。后維護(hù)段采用“中空注漿錨索桁架梁（或普通錨索桁架梁）+超前預(yù)裂爆破+鉸接頂梁+木垛+菱形網(wǎng)留巷”模式，以保證后維護(hù)巷道質(zhì)量滿足后期回風(fēng)使用需求，具體支護(hù)方案如圖1：

2.1 補(bǔ)強(qiáng)錨索支護(hù)

超前補(bǔ)打雙排注漿錨索桁架加強(qiáng)支護(hù)，三花布置，注漿錨索采用Φ22＊6000mm中空注漿錨索，配1.2-1.3m錨索桁架托梁。第一排距煤壁側(cè)1.2m，第二排距第一排1.6m。確保每根錨索托1排鋼帶。（當(dāng)原巷道存在錨索支護(hù)時(shí)，則不再補(bǔ)打）

2.2 切頂爆破：

超前施工切頂眼，切頂眼采用定向爆破切頂工藝，初步設(shè)定切頂眼參數(shù)：采用直徑36#鉆頭間距0.7m，采用直徑42#鉆頭間距0.8m，眼深5m，傾向沿鉛垂線向上偏移夾角50-70°，切頂孔拉線打設(shè)，形成切頂線。切頂孔打設(shè)過程中必須嚴(yán)格按照規(guī)定角度打設(shè)，一個(gè)切頂孔打設(shè)完畢后，使用炮桿插入孔中并在眼口固定好，外露長度1m，作為下一個(gè)孔打設(shè)角度的標(biāo)定參照物，確保所有切頂孔打設(shè)角度一致，打放切頂眼位置超前工作面不得小于10m。

2.3 后維護(hù)出口位置支護(hù)方案：

掐茬位置向里3m均勻打設(shè)2-4個(gè)木垛（或水泥軌枕垛），規(guī)格1.2m＊1.2m＊巷高（或2.4m＊2.4m＊巷高），頂部使用木楔打緊，保證支護(hù)合格。木垛后方切頂排掛菱形網(wǎng)擋矸，上方與頂網(wǎng)連接，下方用木垛壓茬。緊貼掐茬位置掛擋風(fēng)簾防漏風(fēng)[1]。

2.4 后維護(hù)段支護(hù)方案

（1）從煤壁開始，1-3#架吃網(wǎng)，搭接不小于0.3m，鋪聯(lián)網(wǎng)使菱形網(wǎng)下垂至底板，與巷道網(wǎng)搭接、壓茬符合要求。留巷側(cè)掛網(wǎng)，與頂網(wǎng)搭接符合要求；掛風(fēng)筒布防漏風(fēng)。網(wǎng)與風(fēng)筒布上下都固定牢靠，與頂?shù)装鍓簩?shí)。

（2）留巷段三排單體支護(hù)，排距按圖中標(biāo)注；留巷側(cè)為一梁二柱密集支護(hù)，并使用半圓木或廢舊鋼帶腰幫，防止老塘側(cè)噴矸。

（3）留巷段按10m間距打設(shè)木垛加強(qiáng)支護(hù)，木垛布置在第一二排單體中間，木垛使用1.2m方木或半圓木或水泥軌枕垛，打木剎接實(shí)頂板。

（4）調(diào)向位置，打設(shè)2個(gè)木垛加強(qiáng)支護(hù)。回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷約20m范圍內(nèi)，寬3.2m，使用3m鋼棚按照“一梁二柱”方式加強(qiáng)支護(hù)，間距1.5m，40T溜頭處，局部地段可使用鋼棚過渡，工作面推進(jìn)過程中壓力顯現(xiàn)明顯、噴矸、鼓幫時(shí)可適當(dāng)減少木垛間距，加密切頂排單體支護(hù)，加使密集、戧棚等加強(qiáng)支護(hù)。

2.5 后維護(hù)段護(hù)幫及防漏風(fēng)方案

為防止后維護(hù)段下幫漏風(fēng)，在后維護(hù)段要懸掛風(fēng)筒布或帆布，懸掛要標(biāo)準(zhǔn)接頂接底，以防止向采空區(qū)漏風(fēng)。

圖1 6405E北面后維護(hù)支護(hù)方案

3 結(jié)論

通過后維護(hù)綜合支護(hù)方案，有效的控制巷道變形，實(shí)現(xiàn)了巷道后方獨(dú)立回風(fēng)。（1）確保巷道安全。采用補(bǔ)強(qiáng)錨索支護(hù)實(shí)現(xiàn)全錨，對頂板進(jìn)行二次加固組合,形成一個(gè)完整的組合巖梁作用，支護(hù)效果可靠。（2）確保頂板穩(wěn)定。通過巷道爆破切頂技術(shù)，切斷了工作面超前應(yīng)力的傳遞，有利于保護(hù)沿空巷道，確保回風(fēng)系統(tǒng)可靠。頂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，受采動(dòng)影響后頂板基本保持穩(wěn)定。（3）降低支護(hù)成本。采用超前補(bǔ)打雙排注漿錨索桁架，加強(qiáng)支護(hù)降低支護(hù)成本每米降低1186元，一次支護(hù)一次成巷，減少修復(fù)巷道62米，累計(jì)節(jié)約費(fèi)用7.35萬元。（4）后維護(hù)支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)為錨索支護(hù)和切頂爆破卸壓的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件，對超前支護(hù)體系的研究與應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。