沿空留巷工作面留巷巷道變形控制方法

張永強(qiáng)

(山西蘭花集團(tuán)東峰煤礦有限公司，山西 晉城 048400)

1 工作面概況

東峰煤礦3G02工作面共布置三條巷道，工作面三條巷道，分別為3G02運(yùn)輸順槽、3G02軌道順槽，3G02回風(fēng)巷，均沿3號煤層底板布置，通風(fēng)方式為兩進(jìn)一回“Y”型通風(fēng)方式，其中3G02軌道順槽為留巷巷道，留巷后作為下一工作面的回風(fēng)順槽。

2 3G02軌道順槽情況

2.1 巷道支護(hù)參數(shù)

巷道規(guī)格：矩形斷面，掘?qū)?.4 m，掘高2.8 m，凈寬5.2 m，凈高2.7 m，毛斷面積15.12 m2，凈斷面積14.04 m2。

巷道支護(hù)技術(shù)參數(shù)如下：頂板每排采用6根高強(qiáng)錨桿支護(hù)，錨桿型號為Φ20 mm×2 200 mm，間距950 mm，排距950 mm；頂板錨索采用“三二三二”布置，錨索型號為Φ17.8 mm×8 400 mm，間距1 900 mm，排距950 mm；煤幫采用高強(qiáng)錨桿進(jìn)行支護(hù)，每排四根，錨桿型號為Φ20 mm×2 200 mm，間距750 mm，排距950 mm，煤幫鋼筋梯采用Φ14 mm圓鋼焊接而成，鋼筋梯規(guī)格：寬為80 mm，長為2 700 mm。

2.2 巷旁支護(hù)參數(shù)

考慮到留巷的后期使用要求，確定3G02工作面沿空留巷的寬度為4 200 mm，巷旁支護(hù)寬度為1 200 mm，混凝土強(qiáng)度等級為C30。為了控制巷旁支護(hù)的橫向變形，在柔模混凝土墻體內(nèi)預(yù)置錨栓。錨栓為Φ20 mm×1 300 mm的高強(qiáng)螺紋鋼，兩端絲扣長度各為100 mm，托板尺寸為150 mm×150 mm×16 mm，雙托板雙螺母；錨栓的間排距為750×750 mm。

3 3G02軌道順槽巷道支護(hù)與圍巖變形情況分析

巷道現(xiàn)狀：整體巷道基本完好，頂、幫受壓變形不嚴(yán)重。局部底鼓較為嚴(yán)重的地方采取了起底落道措施，沿墻體旁打一排單體支柱或單根工字鋼進(jìn)行了支護(hù)，個別錨索失效已補(bǔ)打錨索，個別墻體靠巷道側(cè)有剪切現(xiàn)象，部分對拉錨栓螺帽失效，但墻體沒有出現(xiàn)粉碎性破壞，支護(hù)有效。經(jīng)現(xiàn)場進(jìn)行巷道變形量實(shí)測以及留巷觀察，得出全巷道的留巷情況統(tǒng)計，特殊位置單獨(dú)記錄，具體觀察情況見第126頁表1。

4 G02軌道順槽優(yōu)化方案

4.1 臺階下沉嚴(yán)重段注漿錨索頂板加固

為防止大面積離層脫頂、頂板繼續(xù)下沉的情況發(fā)生，在頂板受柔模墻體剪切應(yīng)力離層斷裂下沉嚴(yán)重地段(下沉量大于1 000 mm)，沿墻體補(bǔ)打一排Φ22 mm、1×7股螺旋肋預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度8 400 mm的中空注漿錨索，錨索排距1 900 mm，與原巷道內(nèi)錨索形成“三、三”相間布置形式(根據(jù)目前頂板補(bǔ)打錨索的情況作適當(dāng)調(diào)整)。通過提高注漿壓力，使?jié){液在充滿鉆孔、實(shí)現(xiàn)全長錨固的同時，向鉆孔周圍巖石裂隙中擴(kuò)散，對圍巖起到粘結(jié)固化作用，實(shí)現(xiàn)深孔錨注，使其離層松散頂板形成整體結(jié)構(gòu)，達(dá)到加固頂板的目的。

4.2 臺階下沉輕微段補(bǔ)強(qiáng)錨索頂板加固

考慮到中空注漿錨索施工難度高，材料消耗大，因此，建議在頂部煤巖體受墻體剪切應(yīng)力破壞不明顯的地段(臺階下沉量小于1 000 mm)，選用Φ21.8 mm、長8 400 mm或10 300 mm，拉斷載荷為582 kN的1×19結(jié)構(gòu)，延伸率7%鋼絞線普通錨索代替中空注漿錨索進(jìn)行頂板加強(qiáng)支護(hù)。錨索打設(shè)方式同中孔注漿錨索的打設(shè)，根據(jù)目前軌道順槽頂板錨索補(bǔ)打情況作適當(dāng)調(diào)整。打設(shè)順序不受回采工作面影響，超前連續(xù)打設(shè)。

表1 沿空留巷巷道情況觀測

4.3 “掛網(wǎng)+打設(shè)點(diǎn)柱+巷道肩角噴漿”聯(lián)合支護(hù)

針對柔模墻剪切嵌入頂板，提出在巷道肩角噴漿控制縫隙持續(xù)發(fā)育導(dǎo)致頂板完整性被破壞而積聚下沉，具體支護(hù)方案如下。

1) 頂板和墻體頂部之間的三角區(qū)(尤其是受損墻體)利用雙層金屬網(wǎng)進(jìn)行連接，最好使用鋼筋托梁將頂板錨桿和墻體拉桿連為一體，超前工作面連續(xù)掛網(wǎng)。

2) 在每個受損墻體旁按間距600 mm～1 000 mm的要求，支設(shè)工字鋼或單體液壓支柱進(jìn)行支護(hù)，作為信號柱使用。要求點(diǎn)柱緊靠受損墻體，下端支在實(shí)底上，頂端帶帽，柱帽規(guī)格為厚80 mm、寬200 mm、長500 mm的木板。

3) 根據(jù)現(xiàn)狀需對頂板破碎嚴(yán)重，導(dǎo)致軌道順槽與3G02采空區(qū)聯(lián)通，出現(xiàn)空洞，存在漏風(fēng)隱患地段，頂板和墻體之間的三角區(qū)進(jìn)行噴漿支護(hù)，并對受損墻體裂縫噴(或灌)漿使其形成整體，頂板及墻體側(cè)噴漿厚度不低于100 mm，巷道肩角噴漿厚度不低于200 mm，這樣即支護(hù)了頂板、加固了受損墻體又起到封閉采空區(qū)瓦斯的作用。

4.4 其他措施

1) 按3G01綜采放頂煤工作面開采設(shè)計要求的通風(fēng)斷面及輔助運(yùn)輸條件，若巷道不能滿足通風(fēng)斷面及輔助運(yùn)輸時，可通過起底、擴(kuò)幫處理。

2) 工作面初采時，對切眼采取切頂預(yù)裂爆破措施。

3) 做好工作面及兩順槽、尤其是回風(fēng)順槽的礦壓觀察、采空區(qū)積水等日常監(jiān)督檢查。一旦發(fā)現(xiàn)異常，需及時查明原因，采取措施進(jìn)行處理。