巷道掘進過老空注漿充填區施工方法及支護探討

白偉偉

(山西煤炭運銷集團長治有限公司，山西 長治 047100)

荊寶煤業三采區回風巷在掘進過程中遇到一老空區，老空為跨度×凈長×凈高=15 m×10 m×5.6 m，體積約750 m3，通過對老空進行注漿充填加固(見圖1)，實際注漿約167.3 t。并對注漿充填效果進行了驗證，使用錨桿機向上鉆探注漿材料，注漿材料已接頂，使用手持式風動鉆機鉆探左右兩幫各鉆探10 m均為注漿充填材料。但是，如何確保巷道掘進過老空期間的安全作業，就成了下一步工作的難點。

圖1 三采區回風巷過3號老空位置平面示意

1 施工方法

由于老空已經進行注漿充填，過老空期間，按照揭露老空方式進行管理，即要短探驗證，鉆孔深度必須超過5 m，鉆孔有水及有毒有害氣體涌出時，進行疏放，鉆孔疏放干凈無水涌出、瓦斯排放干凈后，確認安全的前提下，方可繼續向前掘進。

過老空期間永久支護采用單一梯形工字鋼棚支護，過老空后5 m，永久支護采用錨網索+梯形工字鋼棚復合支護。臨時支護打設超前錨桿配合使用金屬前探梁，兩幫存在注漿材料破碎、未凝結成塊、片幫等情況時，要及時打設逼幫柱進行護幫[1]。

1) 向前掘進時，必須進行探放水作業，當前方存在積水、積氣、注漿料未凝固、填充不實時，必須停止掘進，及時砌筑注漿磚墻，重新打設注漿鉆孔進行注漿加固。

2) 在過空期間，每掘進2 m，使用錨桿機向上鉆探探明接頂情況，以及使用手持式風動鉆機探明左右兩幫注漿情況，當注漿材料不接頂或兩幫注漿材料厚度小于10 m時，停止掘進，重新打鉆孔進行注漿加固至直接頂。當注漿材料頂板不穩定存在垮落風險時，必須停止掘進，重新打鉆孔進行注漿加固，待注漿材料穩定凝固后，在掘進前先進行探放水作業[2]。

3) 搭設可靠的腳手架操作平臺，施工人員必須佩戴安全帶，為防止因操作不當工鋼棚不慎掉落，安全帶佩戴太近躲閃不開砸傷施工人員，安全帶的固定必須滯后迎頭工鋼棚支護三架。施工人員必須穿戴公司統一的鐵頭雨鞋、專用勞保手套[3]。

4) 過老空期間，梯形工字鋼棚支護棚距為500 mm，截割后，架棚作業前，注漿頂板破碎垮落超過巷道過空期間設計高度時，架棚時必須進行絞頂，架棚前，首先鋪設金屬網接頂和接幫，金屬網規格：網孔規格50 mm×50 mm，頂金屬網長4 200 mm，寬1 100 mm，兩幫金屬長3 600 mm，寬1 100 mm,相鄰的兩片金屬網重合搭接寬度50 mm，同一循環內頂網與幫網重合搭接寬度50 mm，相鄰金屬網搭接時均采用16號鐵絲聯接，孔孔相連，雙絲三扣，梳理成辮。

5) 安裝棚腿時，必須調整好棚腿扎角，棚腿必須放在實底上。否則，必須“穿鞋”，確保工鋼棚支撐有力。立棚腿時，必須至少安排2人同時將棚腿扶穩，防止傾倒傷人。架第一架工字鋼棚時，必須在棚腿兩側打設固定錨桿將棚腿固定牢固，安裝其他棚腿時，必須先使用拉桿將棚腿臨時固定。

6) 安裝棚梁時，必須先合一頭后再合另一頭。安裝棚梁期間嚴禁任何人員在下方行走、逗留。將棚梁兩端合口后，先使用拉桿將棚梁連接固定，根據巷道中線調整工鋼棚扭斜度。在工字鋼梯形棚棚梁的兩端與煤幫之間空隙處插入木楔背緊、剎牢，將工字鋼梯形棚整體固定。檢查架設質量符合要求后，及時使用木板將工鋼棚與頂幫之間空隙背緊背牢，背板之間的縫隙使用木楔剎緊背牢。

7) 架棚作業必須由外向里逐架架設，工鋼棚之間必須上齊拉桿，接實頂幫，每完成一架驗收合格后，再架設下一架工字鋼棚。

8) 安全通過3號老空30 m后，對工鋼棚支護段進行噴漿。

2 臨時支護

過老空期間，采用打設超前錨桿配合使用金屬前探梁作為頂板臨時支護方式，兩幫打設逼幫柱進行護幫。

2.1 打設超前錨桿臨時支護方式

過老空期間，為了確保安全，打設超前錨桿進行頂板管理。錨桿的末端必須打設在穩定的注漿頂板中，確保超前錨桿末端支撐點穩定。架棚時，將錨桿的外露端置于梯形工字鋼棚的棚梁上，確保接頂嚴實，防止棚梁之間空隙處局部漏頂。支護相關參數，見圖2。

圖2 三采區回風巷過老空超前錨桿支護示意(mm)

2.2 金屬前探梁臨時支護布置形式

在掘進工作面迎頭處的頂板上安裝3根金屬前探梁，前探梁末端距迎頭的距離不得超過200 mm。

前探梁安裝到位后，將其末端焊制的防滑鐵鏈掛在頂金屬網上，防止前探梁下滑傷人，防滑鐵鏈長度不小于0.5 m。最后在前探梁托起的金屬網下方至少均勻布置4塊長木板護頂，木板采用長×寬×厚=1 200 mm×200 mm×50 mm優質木板，在木板與前探梁之間的空隙使用木楔背緊，使木板接頂嚴實(木板或方木不得影響工鋼梁安裝位置)。移動前探梁期間班組長必須在現場監護作業，臨時支護安裝完畢后，人員站在臨時支護下按排距要求調整好工鋼梁。

2.3 逼幫柱臨時支護方式

打設在當前循環頂板下方，兩幫各布置1根逼幫柱，距離巷道兩幫200 mm。木點柱采用長度不小于3.6 m且直徑不小于160 mm的優質松木，柱帽規格：長×寬×厚=500 mm×250 mm×150 mm，柱帽長邊垂直于巷道掘進方向布置，柱窩深度不小于200 mm，要打在堅硬的底板上，最后采用尼龍繩將逼幫柱上端固定在工鋼棚梁上，防止發生傾斜歪倒傷人，見圖3。

圖3 三采區回風巷過老空金屬前探梁臨時支護示意(mm)

3 過空后5 m永久支護

通過老空后5 m范圍內，永久支護采用錨網索(見圖4)+工字鋼梯形棚復合支護，工字鋼梯形棚支護與上文一致。

圖4 三采區回風巷錨網永久支護(mm)

3.1 頂板支護

頂錨桿采用D20 mm×2 400 mm的左旋無縱筋螺紋鋼，配合高強度錨桿螺母、高強度托板調心球形墊、減摩墊圈，120 mm×120 mm×10 mm高強度托盤，錨固劑采用1支MSK2335和1支MSZ2360型樹脂藥卷。布置方式為間排距900 mm×1 000 mm，錨桿向外傾斜15°布置，距兩側煤幫200 mm。鋼筋梯規格由D14 mm圓鋼焊接，鋼筋梯寬80 mm，根據頂板寬度進行裁截。金屬網由10號鐵絲制成，網孔規格50 mm×50 mm，網片長4 200 mm，寬1 100 mm。

錨索采用D18.9 mm×7 m的鋼絞線，每排布置2根，排排打設，間距2 000 mm×1 000 mm；配套300 mm×300 mm×14 mm托盤及配套鎖具，托盤承載能力為353 kN。每孔采用1支MSK2335和2支MSZ2360樹脂藥卷錨固。打設的錨索必須用雙股10號鐵絲捆綁成十字形將錨索吊掛在金屬網上，把鎖具及托盤捆綁在鐵絲范圍內，防止頂板來壓崩斷錨索傷人及損壞設備。

3.2 兩幫支護

錨桿采用D20 mm×2 000 mm左旋無縱筋螺紋鋼，間排距800 mm×1 000 mm，兩幫上部錨桿距頂板200 mm，幫下部錨桿距底板200 mm；配合高強度錨桿螺母、高強度托板調心球形墊、減摩墊圈，120 mm×120 mm×10 mm高強度托盤。錨固劑采用1支MSK2335和1支MSZ2360型樹脂藥卷。鋼筋梯由D14 mm圓鋼焊接，寬80 mm，長3 500 mm。金屬網網孔規格50 mm×50 mm，網片規格3 600 mm×1 100 mm，由10號鐵絲制成。

4 結 語

三采區回風巷過老空注漿充填區時，通過科學的施工方法和合理的臨時支護、永久支護，實現了巷道安全快速掘進，順利通過了老空注漿充填區。