登茂通煤業2208 輔助進風巷切頂留巷技術應用

王 偉

（晉能控股煤業集團安澤登茂通煤業有限公司，山西 安澤 042509）

沿空留巷是將上區段回采巷道保留下來用作鄰近工作面使用。目前沿空留巷的方法主要有切頂留巷和巷旁充填沿空留巷，其中切頂留巷是通過預裂采空區上覆堅硬頂板結構，切斷堅硬頂板支承應力的傳遞，改善巷道圍巖應力環境，同時采用巷道加強支護，從而實現留巷的穩定控制[1-5]。登茂通煤業2208 輔助進風巷計劃進行切頂留巷，用作2210 工作面回采巷道使用，以提高煤炭回收率，降低開采成本，形成Y 型通風，有效防治上隅角瓦斯積聚。

1 工程背景

2208、2210 工作面位于二采區南翼，工作面標高868.4～892.2 m，地面標高1307～1195 m，2210 工作面北部為二采區皮帶巷，西部為未采區域，東部為2208 工作面輔助進風巷，南部為礦界煤柱，工作面布置如圖1。2208、2210 工作面開采2#煤層，煤層厚度1.1～1.7 m，平均厚度1.45 m，煤層走向NE，傾向SE，傾角2°～6°。煤層整體為單一結構，內生裂隙發育，基本頂為細粒砂巖，厚度2.6 m，直接頂為砂質泥巖，厚度6.85 m，偽頂為泥巖，厚度0.1 m，直接底為泥巖，厚度4.2 m。 2208 輔助進風巷計劃進行切頂留巷，用作2210 工作面回采巷道使用，2208 輔助進風巷掘進斷面為矩形，掘進寬度4200 mm，掘進高度2700 mm。

2 切頂留巷支護技術與參數設計

（1）定向預裂切頂卸壓方案

工作面幫200 mm 施工一排定向預裂鉆孔，間距500 mm，預裂鉆孔直徑52 mm，深度7000 mm，向采空區側偏轉15°。預裂鉆孔布置如圖2。預裂鉆孔采用隔孔爆破、不耦和裝藥方式，鉆孔內布置3 根D 型聚能管（單根長2.0 m），D 型聚能管外徑33 mm，炮泥封孔長度2.0 m，預裂鉆孔單孔裝藥量2.7 kg，裝藥結構圖如圖3。

圖2 預裂鉆孔布置圖

圖3 鉆孔裝藥結構圖

（2）巷內永久加強支護方案

① 巷道原支護方案。巷道原支護采用錨網索聯合支護，頂幫錨桿規格分別為Ф20 mm×2500 mm、Ф18 mm×2000 mm 的高強螺紋鋼錨桿，間排距分別為900 mm×800 mm、1000 mm×800 mm，預緊扭矩分別為300 N·m、200 N·m，頂錨桿配1 支K2335、1 支Z2360 型藥卷，幫錨桿配1 支Z2360型藥卷；頂板采用錨索加強支護，規格為Ф17.8 mm×6200 mm 的預應力鋼絞線，間排距為1600 mm×1600 mm，頂幫均鋪設菱形金屬網，頂網規格4400 mm×900 mm，幫網規格2500 mm×900 mm。

② 加強支護方案。巷內采用恒阻大變形錨索進行加強支護，恒阻大變形錨索規格為Ф21.8 mm×9300 mm、1×19 結構的鋼絞線，間排距為1500 mm×1600 mm， 采 用 厚5 mm、 規 格2600 mm×300 mm 的W 鋼帶連接，每根錨索配1 支K2335、3 支Z2360 型藥卷，預緊力不小于200 kN。巷道永久加強支護斷面圖如圖4。

圖4 巷道永久加強支護斷面圖（mm）

（3）巷內臨時加強支護方案

2208 輔助進風巷在超前回采工作面30 m 至滯后回采工作面200 m 范圍內，采用單體柱+π 型梁進行臨時加強支護，單體柱型號為DW2.8 型，π型梁長度為3000 mm，1 梁4 柱，排距1000 mm，采空區巷旁支設一排RTD29-2000/02 型護幫擋矸架進行護幫，擋矸架間距500 mm。巷內臨時加強支護斷面圖如圖5。

圖5 臨時加強支護斷面圖（mm）

3 工程應用分析

采用設計的切頂留巷支護技術與參數在2208輔助進風巷進行工程應用，監測了2208 輔助進風巷留巷過程中巷道變形情況，如圖6。

圖6 2208 輔助進風巷圍巖變形曲線

如6 圖所示，2208 輔助進風巷留巷后，巷道圍巖呈階段性變形。留巷初期的滯后工作面20 m 范圍內，巷道變形速度較緩慢，頂底板平均變形速度4.2 mm/d，兩幫平均變形速度1.7 mm/d，頂底板累計移近量約71 mm，兩幫累計移近量約27 mm；留巷中期（滯后工作面20～65 m 范圍內），巷道出現顯著變形現象，頂底板平均變形速度12.8 mm/d，兩幫平均變形速度9.6 mm/d，頂底板累計移近量約211 mm，兩幫累計移近量約159 mm；留巷后期（滯后工作面65 m 范圍外），巷道變形速度開始降低，巷道圍巖逐漸穩定，留巷穩定后頂底板累計移近量約293 mm，兩幫累計移近量約211 mm。整體看，2208 輔助進風巷采用切頂留巷后留巷圍巖變形較小，均在可控范圍內，表明了設計的切頂留巷支護技術與參數的合理性和可靠性。

4 結論

為提高煤炭回收率，降低開采成本，優化工作面通風系統，基于2208 輔助進風巷生產地質條件，設計了切頂留巷支護技術與參數，實現留巷的穩定控制。工程應用后，2208 輔助進風巷留巷穩定后頂底板累計移近量約293 mm，兩幫累計移近量約為211 mm，表明了設計的切頂留巷支護技術與參數的合理性和可靠性。