動壓巷道圍巖變形特征及控制技術研究

王冬

摘 要：煤炭回采帶來的動壓會給巷道圍巖穩定性帶來不利影響。以62105采面進風巷為研究對象，采用現場實測方法對動壓影響下的巷道圍巖變形規律進行分析，并根據圍巖變形監測結果提出采用錨網索+注漿方式對動壓巷道圍巖進行控制。現場應用表明，巷道圍巖最大變形量為95 mm，有效降低了動壓對巷道圍巖變形的影響，取得了顯著的圍巖控制效果。

關鍵詞：動壓巷道;圍巖控制;圍巖變形;注漿加固

中圖分類號：TD353;TD322文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2020）19-0070-03

Abstract： The dynamic pressure brought by coal mining will adversely affect the stability of roadway surrounding rock. Taking 62105 mining face inlet airway as the research object， the field measurement method was used to analyze the deformation law of roadway surrounding rock under the influence of dynamic pressure. According to the monitoring results of surrounding rock deformation， it was proposed to use anchor net and grouting to control the surrounding rock of dynamic pressure roadway. Field application shows that the maximum deformation of the surrounding rock of the roadway is 95 mm， which effectively reduces the influence of dynamic pressure on the deformation of the surrounding rock of the roadway and achieves a significant effect of controlling the surrounding rock.

Keywords： dynamic pressure roadway;surrounding rock control;surrounding rock deformation;grouting reinforcement

眾多學者對動壓影響巷道圍巖變形規律及控制技術展開研究，但是研究成果顯然不能滿足動壓影響巷道圍巖控制需要[1-3]。受動壓影響，巷道圍巖變形顯著、控制困難，且變形規律較為復雜[4-6]。對動壓影響巷道圍巖變形規律進行研究，從而針對性提出圍巖控制措施，對控制動壓影響巷道圍巖變形具有重要的現實意義。

1 工程概況

某礦開采的6號煤層埋深平均650 m，上覆4號煤層已回采完畢。62105回采工作面位于21采區，東側為正在回采的62103回采工作面，西側為劃定的62107采面。6號煤層平均厚6.12 m，賦存穩定，頂板巖性主要為中砂巖及粉砂巖，底板主要為細砂巖。采面回采巷道受到回采動壓影響，圍巖變形嚴重，因此，需要布置合理的動壓巷道圍巖支護措施，確保巷道使用安全。

2 動壓巷道圍巖變形分析

2.1 測站布置

在62105采面進風巷掘進至175 m和325 m位置處布置測站，對應1號、2號測站，測量采面每回采20～30 m期間圍巖變形量，對巷道在臨近采面動壓影響下的巷道圍巖變形情況進行監測。

2.2 結果分析

2.2.1 1號測站測量結果。運輸巷掘進175 m時布置1號監測站，具體測量結果見表1。

依據1號測站監測結構繪制得到的圍巖變形量情況如圖1所示。

2.2.2 2號測站測量結果。運輸巷掘進325 m時布置2號測站，具體測量結果見表2。

依據2號測點測量情況繪制的圍巖變形量圖見圖2。

2.3 動壓影響巷道圍巖變形分析

分析上述結果可知，運輸巷受到采面采動影響圍巖變形呈現3個階段的變化。

第一，采面推進超前支承壓力影響階段。當回采工作面與運輸巷測站間距為20～70 m時，測站位置處巖層呈現出蠕變變化特征，圍巖變形增加速度較低，圍巖變形呈現逐漸增加趨勢。巷道巷幫變形量要先于頂、底板收斂量變化。

第二，采面與測站交鋒階段。當回采工作面開采至回風巷圍巖測點時，測點圍巖變形量增加值處于高位，巷幫變形量最大，同時頂、底板變形量呈現不斷增加的趨勢。

第三，測站滯后采面階段。當回采工作面推進超過測站40～60 m距離時，在該范圍內頂、底板變形量處于高位，巷幫變形量增加值減少。

3 動壓巷道圍巖控制技術

3.1 錨網索支護

根據62105采面進風巷受采面采動影響圍巖變形情況，采用錨網索支護方式控制圍巖變形。巷道頂幫、兩幫圍巖支護采用高強錨桿（規格：Φ20 mm×2.0 m），間距、排距均為0.80 m。

巷幫每側布置2根錨桿。布置的錨網全斷面對圍巖進行控制，網間搭接距離為100 mm，搭接位置用14號鐵絲綁扎，每個1孔扣1環。支護采用的錨索為鋼絞線（規格為：Φ18.90 mm×6.50 m）。62105采面進風巷錨網索參數如表3所示，錨網索具體支護設計如圖3所示。

3.2 注漿加固

62105采面進風巷由于受到臨近回采工作面采動動壓影響，圍巖更為破碎，為了提升巷道圍巖穩定性，采用注漿措施對圍巖進行控制。注漿段長度共計60.0 m，沿著巷道斷面布置5個注漿孔，孔徑85 mm，注漿孔深4 500 mm，注漿漿液采用水泥漿（水泥PS32.5R），水灰比控制在0.45～0.5。注漿時加入一定量的水玻璃，提升水泥漿可注性及和易性。注漿時壓力緩慢提升，初期注漿壓力控制在0.5～1.0 MPa，終孔注漿壓力控制在2.0 MPa。

3.3 巷道圍巖控制效果

在對62105采面進風巷采用錨網索+注漿加固圍巖控制措施后，在巷道內布置測站，監測到圍巖變形得到顯著控制，具體圍巖變形監測情況如圖4所示。頂板、巷幫及底板最大變形量分別為35、78、95 mm，有效控制了動壓影響圍巖變形，取得了顯著圍巖控制效果。

4 結語

在62105采面進風巷掘進175 m和325 m時對動壓影響巷道圍巖變形進行監測，巷道圍巖變形分三個階段。運輸巷受到臨近的回采工作面采動影響顯著，根據圍巖變形特征提出采用錨網索+注漿加固措施對圍巖變形進行控制，并對圍巖控制支護參數進行設計。現場應用表明，采用動壓巷道圍巖控制措施后，圍巖最大變形量為95 mm，較之前圍巖變形量顯著降低，動壓巷道圍巖控制取得顯著效果。

參考文獻：

[1]蔡福洋.動壓巷道圍巖變形規律及控制技術[J].中國礦山工程，2020（1）：38-41.

[2]尚健.動壓巷道圍巖變形規律及控制技術研究[J].山東煤炭科技，2019（12）：57-59，62.

[3]王猛，鄭冬杰，李杰，等.動壓作用大巷破碎圍巖分區域差異性修復技術研究[J].煤炭科學技術，2019（11）：255-262.

[4]李博.動壓巷道圍巖變形規律及控制技術研究[J].內蒙古石油化工，2019（9）：82-83，105.

[5]劉翔.動壓影響巷道圍巖控制技術研究[J].能源與節能，2019（5）：112-114，122.

[6]王成，丁子文，熊祖強，等.大斷面動壓回采巷道圍巖變形規律及其控制技術[J].中國安全科學學報，2018（5）：135-140.