郭家河煤礦綜采面回風順槽支護探究

張巖 趙勇 張浩

摘要：地質影響因素最基本是原巖應力。主要由巖體的重力和構造殘余應力組成。井巷周圍巖體的應力主要由采深決定，而構造殘余應力一般出現在皺曲和斷層附近。開采技術影響中主要是開采引起局部應力集中和采動壓力大等影響【1】。1308工作面回風順槽僅靠1306采空區，受到回采超前應力和采空區應力疊加，研究其合理支護就尤為必要。

關鍵詞：綜采;壓力;上出口;回風順槽;支護

1 ?工作面及回風順槽概述

1308綜放工作面位于郭家河煤礦I盤區西翼，+820水平，開采3#煤層，該面設計可采走向長度2280m，工作面長度為267m，回采面積為608760m2，地質儲量9749900t，可采儲量9067407噸。1308綜放工作面對應地面標高+1168～+1440m，該面地表為回風立井及措施立井的東南側，主、副井口的東側。1308綜放工作面東側為1301采空區，西側靠近可采邊界，北側為1306采空區，停采線在西翼回風下山117m。如圖1所示。

該工作面水文地質條件復雜，主要充水因素為頂板砂巖水、1306采空區水和日常生產用水，由于該工作面存在多條背向斜及斷層，建議回采前對頂板砂巖水進行電法勘探，并對工作面內部進行無線電波透視法勘探，查明工作面及頂板砂巖水的富水性，圈定出富水異常區，以便對富水異常區進行探放水，同時工作面必須具備相應的排水能力，回采中加強工作面頂板水、采空區水及礦壓的觀測，防止頂板砂巖水涌入工作面。根據2013年9月7日1304工作面頂板淋水情況及1306工作面2016年1月12日、2016年5月13日頂板掉水情況，在不計算2012年8月24日1303工作面頂板離層水潰入工作面最大潰水量為2300m3/h的情況下，參照礦井水文地質類型劃分報告，預計1308工作面正常涌水量50m3/h，最大涌水量595m3/h（工作面頂板離層帶潰水量未計算在最大涌水量之內），工作面兩道排水系統按照西安煤科院編制的1308工作面防治水設計要求，具備相應的排水能力，頂板離層水應采取相應的防治水措施。參照礦井初步設計，預計1308工作面涌水量如下：（工作面頂板離層帶潰水量未計算在最大涌水量之內），工作面兩道排水系統按不小于1000m3/h布置。

煤層頂底板情況：

老頂：細粒砂巖，厚度8.18m，灰色，成分以石英為主，巖屑次之，分選性、滾圓度均較好，顆粒次圓狀，中厚層狀，泥鈣質膠結，具波狀層理，巖芯較完整，夾粉砂巖，下部0.3m為淺灰色粗粒砂巖。

直接頂：泥巖，厚度1.6m，深灰色，含植物化石、云母片，局部含炭屑及包體，巖芯易風化破碎。

偽頂：炭質泥巖，厚度0.26m，灰黑色，含大量植物化石、炭質及煤包體，斷面較平整，巖芯較完整。

偽 底：炭質泥巖，厚度0.45m，灰黑色，含大量植物根系化石及煤包體，斷面較平整，巖芯較完整，易風化破碎。

直接底：細粒粉砂，厚度0.5m，灰黑色，成分以石英為主，巖屑次之，含大量云母片、植物化石及少量炭屑包體，分選性滾圓度均較好，泥鈣質膠結。

2 ?巷道初始支護參數

回風順槽斷面尺寸為凈寬5.3m，凈高3.7m，凈斷面19.61m2。頂板錨桿采用?22×2400mm左旋無縱筋等強螺紋鋼，間排距為850×900mm;錨索采用?18.9×8300mm，間排距為1700×1800mm;金屬網采用10#鐵絲金屬菱形網。1308回風順槽兩幫、皮帶順槽兩幫支護錨桿選用?22×2400左旋螺紋鋼錨桿，上、下順槽兩幫均采用金屬網采用10#鐵絲金屬菱形網。

3 ?工作面周期來壓及超前應力分布

1308工作面初次來壓步距為26m。周期來壓步距為13m，大面積來壓步距為103m左右。根據煤炭科學研究總院對1306工作面試驗結果，工作面回風巷超前支承壓力影響范圍為100-120m之間，工作面支承壓力峰值點出現在超前5-8m。工作面每天推進3.2m。上出口的應力疊加造成巷道變化極大。根據現場數據觀測上出口100m范圍之內，巷道高度變化0.3m/d，寬度變化0.2m/d。

4 ?修護工藝及支護參數

刷幫采用錨桿、金屬網、平鋼帶、錨索聯合支護。

錨桿規格：頂、幫均采用Φ22×2400mm左旋無縱筋等強螺紋鋼錨桿（強度500MPa），間排距為850×800mm。每根錨桿配MSCK-Z2370型樹脂藥卷1支進行端頭錨固。錨桿托板規格為150×150×10mm鋼板制作，托板采用沖床或鉆床加工錨桿安裝孔，孔徑為24mm。所有斷面中肩窩與底角錨桿及施工時需與巷道斷面有夾角的錨桿均需使用相應的異形托盤進行支護。

錨索：頂板采用Φ21.8×6300mm鋼絞線，間距1600mm，錨索距肩窩800mm;幫部采用Φ21.8×4300mm鋼絞線，超前棚范圍內，幫部沿走向布置一排錨索，錨索間距1600mm，錨索距肩窩1500mm;超前棚向外，幫部施工兩排走向錨索加強支護，錨索間排距為1000×1600mm，第一排錨索距巷道肩窩1000mm。向孔內裝入1支MSCK2370樹脂錨固劑（里側）和1支MSK2370樹脂錨固劑（外側）進行端頭錨固，錨索托板由400×200mm的20#槽鋼制成，中間加焊170×170×10mm鋼板，錨索托板上的錨索安裝孔需用沖床或鉆床加工，孔徑為24mm。

菱形網：巷道頂幫采用10#鐵絲金屬菱形網，網與網之間采用自連自式連接，連接點間距200mm，壓茬搭接200mm，網片必須壓在錨桿托盤及W鋼帶（扁鋼帶）下面。

5 ?結論

通過對工作面回風順槽應力及變化量分析，并結合強支護多循環修護的方式，可以滿足工作面的正常通風斷面。

參考文獻：

[1] 熊禮軍，查文華，劉小虎.大采高綜采工作面應力分布特征的數值模擬分析[J].煤礦安全，2013（02）：84-86.

[2] 李建功.莊子河礦15002工作面圍巖應力分布規律數值模擬研究[J].煤炭與化工，2018（5）.

（作者單位：1、郭家河煤業;2、郭家河煤業;3、郭家河煤業）