沿空留巷主動控頂區(qū)補強加固技術(shù)實踐

古際亮

（冀中能源股份有限公司 邢臺礦，河北 邢臺 054000）

1 工作面概況

51119 綜采工作面所采煤層為5 號煤。工作面標高-150—-210 m，地面標高+85 m。工作面走向長357～415 m，傾向長132 m，面積50 952 m2。51119 綜采工作面采掘工程示意如圖1 所示。

圖1 51119 綜采工作面采掘工程示意Fig.1 Excavation of 51119 fully mechanized mining face

本區(qū)域5 號煤呈黑色，瀝青光澤，煤巖類型為光亮型，煤質(zhì)類型為氣肥煤，煤層結(jié)構(gòu)簡單，局部含夾矸，煤層較穩(wěn)定，屬穩(wěn)定可采中厚煤層。煤層最大厚度2.4 m，最小1.65 m，平均厚度2.02 m，煤層傾角9°~22°，平均12°。

老頂為0.9~2.1 m 厚細砂巖，淺灰色夾有深灰色條紋，泥質(zhì)膠結(jié)；直接頂為3.96~5.77 m 厚的粉砂巖，深灰色，中厚層理，見方解石充填裂隙含黃鐵礦結(jié)核；直接底為1.25~2.71 m 厚的粉砂巖，灰褐色，斷口呈鋸齒狀，發(fā)育裂隙，局部受擠壓，富含植物根部化石；老底為6.37~11.68 m 厚的細砂巖，褐灰夾深灰色條帶，質(zhì)地較硬，夾雜粉砂巖微層，富含植物莖葉化石，富含黑云母碎片。51119綜采工作面綜合柱狀圖如圖2 所示。

圖2 51119 綜采工作面綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive bar chart of 51119 fully mechanized mining face

2 51119 運輸巷原支護參數(shù)

2.1 原支護參數(shù)

51119 綜采工作面運輸巷平行運料巷布置，巷道采用4.0 m×2.2 m 錨網(wǎng)支護。51119 運輸順槽支護參數(shù)如圖3 所示。

圖3 51119 運輸順槽原支護Fig.3 Original support of 51119 transportation roadway

頂錨桿采用φ22 mm 的高強度左旋螺紋鋼錨桿，長度2.0 m；頂鋼帶選用φ14 mm 的A3 圓鋼制成的梯子型鋼帶，鋼帶長4.0 m，使用金屬托盤，配合金屬網(wǎng)護頂。

幫錨桿采用φ16 mm×1 900 mm 的鋼筋錨桿，使用金屬網(wǎng)和鐵托盤，每幫垂巷各布置3 趟，間排距900 mm×900 mm，矩形布置。

錨索使用φ15.24 mm 的低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度8 m，使用長度2.2 m 的14 號槽鋼做鋼帶，托盤為200 mm×80 mm×20 mm 的鋼板，在槽鋼與鐵托盤之間加墊木托盤。

2.2 原支護巷道礦壓顯現(xiàn)

根據(jù)運輸巷離層儀臺賬顯示，51119 運輸順槽頂板淺部最大離層為30 mm，深部離層并不明顯。巷道在2 個半月后基本達到穩(wěn)定。但是局部地段在4 個月后頂板仍有離層發(fā)生，且不穩(wěn)定。局部巷道幫部已有明顯變形，局部地段幫鼓現(xiàn)象較為明顯，頂板錨網(wǎng)索支護強度明顯不足，一些頂板巖石整體性遭到破壞。目前，巷道所采用的排距較大，且采用的錨索直徑較小，支護密度不足，在后期經(jīng)歷兩次開采動壓影響時，φ15.24 mm 錨索很容易發(fā)生破斷，巷道難以維持穩(wěn)定，因此，必須提前對頂板和幫部進行加強支護。

2.3 沿空留巷前加強支護參數(shù)設(shè)計

51119 運輸巷原掘進支護僅僅考慮巷道掘進期間和本工作面支承壓力影響的支護強度要求，支護強度相對較低。考慮到該巷道今后將作為無煤柱沿空留巷使用，需要經(jīng)歷51119 工作面和下一個工作面51121 工作面兩次開采強烈的動壓影響，因此必須對巷道頂板和幫部進行加強支護。同時，為了實現(xiàn)切頂卸壓，有效維護切頂側(cè)頂板的完整性，采用高強錨索配合槽鋼靠近切頂側(cè)進行切頂錨索的施工。在原來支護的基礎(chǔ)上，具體采用的加強支護參數(shù)如圖4 所示。

圖4 巷道支護參數(shù)示意Fig.4 Roadway support parameters

3 結(jié) 語

邢臺礦2020 年1 月底開始巷道加固工作至3月份施工完成，3 月份綜采一隊開始回采工作后巷道超前壓力段頂板完整，沒有頂板明顯下沉現(xiàn)象，兩幫移進量和頂?shù)装逡七M量均控制在50 mm 以下，巷道無明顯礦壓顯現(xiàn)。51119 工作面采用頂板加固技術(shù)方案后解決了回采工作面超前壓力對運輸巷的不利影響，杜絕了冒頂、片幫等事故的發(fā)生。該工作面運輸巷的技術(shù)實踐，為該礦沿空留巷頂板加固工作提供了經(jīng)驗。