導(dǎo)語：采空區(qū)回采巷道掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：以30903運(yùn)輸巷掘進(jìn)為背景，對(duì)支護(hù)重點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出采用錨桿網(wǎng)、鋼架棚相結(jié)合方式控制圍巖。依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，確定圍巖支護(hù)方案并進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。結(jié)果表明，圍巖支護(hù)后頂?shù)装?、巷幫變形量均?63.60mm、81.33mm以內(nèi)，同時(shí)鋼架棚未有明顯變形，取得較好圍巖支護(hù)效果。研究成果可為其他礦井類似情況下采空區(qū)下回采巷道圍巖控制提供經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)；巷道掘進(jìn)；采空區(qū)；破碎頂板；架棚支護(hù)

隨著礦井采掘深度增加，開采煤層賦存條件更趨復(fù)雜，給煤炭開采以及回采巷道掘進(jìn)等均帶來一定制約[1-3]。部分礦井開采煤層為近距離煤層群，如河南平頂山、山西大同、貴州六盤水、山東新汶等，開采時(shí)上覆煤層回采完畢后往往會(huì)導(dǎo)致煤層底板裂隙發(fā)育，從而給下覆煤層回采巷道掘進(jìn)、采面頂板控制等帶來影響[4-5]。當(dāng)復(fù)雜地質(zhì)條件下回采巷道位于近距離煤層群采空區(qū)下覆施工巷道時(shí)，巷道掘進(jìn)以及支護(hù)期間面臨頂板冒落、圍巖控制難度加大等問題[6-7]。

1工程概況

山西某礦現(xiàn)階段回采時(shí)間已超過45年，礦井井田面積為15.98m2，設(shè)計(jì)產(chǎn)能280萬t/年。礦井井田范圍內(nèi)可采煤層包括有2-1、2-2、7號(hào)、9號(hào)、11號(hào)等多層煤層，煤層間距一般在15~30m間，部分區(qū)域煤層間距在10m以內(nèi)。隨著礦井開采時(shí)間增加，現(xiàn)階段淺部的2-1號(hào)、2-2號(hào)煤層已基本回采完畢，生產(chǎn)逐漸向7號(hào)、9號(hào)煤層轉(zhuǎn)移。7號(hào)煤層與9號(hào)煤層為近距離煤層區(qū)，內(nèi)層厚度分別為3.8m、2.5m，頂?shù)装鍘r性以粉砂巖、泥巖等為主，煤層間間距平均為15m，在局部范圍內(nèi)煤層間間距縮小至5m。7號(hào)開采完畢后，導(dǎo)致9號(hào)煤層頂板巖層裂隙發(fā)育、頂板破碎，回采巷道在7號(hào)煤層采空區(qū)下掘進(jìn)時(shí)面臨較大困難。30903運(yùn)輸巷涉及掘進(jìn)長度1203m，根據(jù)已有地質(zhì)資料顯示，巷道掘進(jìn)會(huì)揭露斷層、小型陷落柱等構(gòu)造，為確保巷道圍巖穩(wěn)定，提出采用錨網(wǎng)索+工字鋼架棚方式支護(hù)圍巖。

2圍巖支護(hù)技術(shù)

2.1圍巖支護(hù)重點(diǎn)分析

30903運(yùn)輸巷頂板與上覆7號(hào)煤層采空區(qū)間間距較小，7號(hào)煤層開采后導(dǎo)致巷道頂板巖層裂隙發(fā)育，加之地質(zhì)構(gòu)造影響，局部區(qū)域巷道頂板破碎嚴(yán)重。巷道圍巖支護(hù)時(shí)需要重點(diǎn)注意頂板管理、掘進(jìn)初期管理以及淋水影響。1）強(qiáng)化頂板管理。當(dāng)30903運(yùn)輸巷掘進(jìn)遇到頂板破碎且漏頂較為嚴(yán)重區(qū)域是，可采用馬麗散對(duì)頂板破碎巖層進(jìn)行加固，并對(duì)潛在的漏頂區(qū)域進(jìn)行充填；采用鋼架棚、高強(qiáng)錨桿（索）強(qiáng)化圍巖支護(hù)，降低圍巖變形量。2）強(qiáng)化掘進(jìn)初期支護(hù)強(qiáng)度。在巷道完成初期掘進(jìn)后，要及時(shí)給圍巖足夠初期支護(hù)強(qiáng)度，將巷道初期圍巖變形控制在一定范圍內(nèi)。通過強(qiáng)化初期支護(hù)，避免破碎圍巖或者承載結(jié)構(gòu)失穩(wěn)導(dǎo)致巷道需要頻繁修整問題。3）注意淋水影響。經(jīng)過超前探測，發(fā)現(xiàn)7號(hào)煤層局部位置存在一定積水，積水量整體較小不會(huì)導(dǎo)致掘進(jìn)期間出現(xiàn)突水問題，但是少量積水會(huì)從頂板裂隙淋水，從而弱化圍巖性質(zhì)、支護(hù)體系承載能力以及穩(wěn)定性等。因此，在巷道掘進(jìn)以及圍巖支護(hù)期間應(yīng)強(qiáng)化淋水問題控制。

2.2圍巖支護(hù)方案設(shè)計(jì)

30903運(yùn)輸巷圍巖支護(hù)面臨的主要問題是圍巖破碎，鋼支架、砌碹等支護(hù)方式均可增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)度，降低圍巖變形量；采用噴漿、壁后充填等方式可改善支架受力；錨桿、錨索等主動(dòng)支護(hù)技術(shù)可充分利用圍巖自身穩(wěn)定性及承載能力；注漿可改善圍巖力學(xué)性質(zhì)，將破碎圍巖膠結(jié)為結(jié)構(gòu)相對(duì)完整整體文中結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，從施工成本、圍巖控制效果以及施工效率等方面出發(fā)，提出主動(dòng)、被動(dòng)支護(hù)相結(jié)合支護(hù)方案，即采用鋼架棚對(duì)破碎圍巖巷道表面提供強(qiáng)支護(hù)，錨桿、錨索支護(hù)降低圍巖變形量。30903運(yùn)輸巷為梯形斷面，凈高2.2m，巷道斷面上寬、下寬分別為2.8m、3.6m。巷道具體支護(hù)策略：采用高強(qiáng)錨桿、金屬網(wǎng)控制淺部破碎巖體變形，提高巷道頂板巖體穩(wěn)定性；采用鋼架棚給巷道表面巖體較強(qiáng)的支護(hù)強(qiáng)度，避免巷道圍巖出現(xiàn)整體失穩(wěn)、垮落等情況。具體支護(hù)設(shè)計(jì)見圖1所示。巷道頂板采用螺紋鋼錨桿（Φ22mm×2200mm）支護(hù)，每排布置4根，按照800mm×1000mm間排距布置錨桿，靠近巷幫位置的兩根錨桿外插15°，中間2根錨桿垂直頂板布置；頂錨桿配套使用方形托盤（120mm×120mm×8mm）護(hù)表，配合使用的金屬網(wǎng)網(wǎng)片采用8號(hào)鋼絲編織而成。巷道兩幫每幫布置2根錨桿（Φ22mm×2200mm）錨桿間排距均為1000mm，巷幫上下2根錨桿與頂板、底板間間距分別控制在600mm，使用與頂板一致的金屬網(wǎng)進(jìn)行護(hù)表。鋼架棚采用11號(hào)工字鋼，架設(shè)棚距為1000mm，頂部及巷幫架棚采用圓木背實(shí)，以便給巷道表面巖體提供較強(qiáng)的支撐力。

3圍巖控制效果分析

在30903運(yùn)輸巷內(nèi)布置測點(diǎn)對(duì)圍巖支護(hù)效果進(jìn)行分析，其中1號(hào)測點(diǎn)距掘進(jìn)迎頭10m、2號(hào)測點(diǎn)距掘進(jìn)迎頭50m，在測點(diǎn)內(nèi)對(duì)圍巖變形（頂?shù)装?、巷幫變形量）、支架變形進(jìn)行監(jiān)測。具體布置的測點(diǎn)內(nèi)圍巖變形監(jiān)測結(jié)果見圖2所示。從圖2看出，2個(gè)測點(diǎn)中巷道圍巖變形規(guī)律相近，在監(jiān)測初期（監(jiān)測一周內(nèi)）圍巖變形量增加速度較快；后隨著支護(hù)時(shí)間增加，圍巖變形量逐漸趨于穩(wěn)定，其中1號(hào)測點(diǎn)頂?shù)装?、兩幫變形量分別穩(wěn)定到163.60mm、81.33mm，2號(hào)測點(diǎn)頂?shù)装?、兩幫頂?shù)装濉蓭妥冃瘟糠謩e穩(wěn)定到158.60mm、76.69mm。通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，30903運(yùn)輸巷采用文中所述支護(hù)方案時(shí)，頂?shù)装濉蓭妥畲笞冃瘟空枷锏罃嗝娉叽绶謩e為7.4%、2.4%，圍巖變形量整體較小，可滿足后續(xù)通風(fēng)、行人以及運(yùn)輸?shù)刃枨蟆?個(gè)測點(diǎn)發(fā)現(xiàn)支護(hù)采用的鋼架棚基本未出現(xiàn)變形，同時(shí)頂板破碎巖體未出現(xiàn)冒落問題。綜合監(jiān)測結(jié)果判定，采用的支護(hù)方案可滿足圍巖控制需要，可確保巷道使用安全。

4結(jié)論

30903運(yùn)輸巷在7號(hào)煤層采空區(qū)下方掘進(jìn)，受到上覆煤層采動(dòng)以及地質(zhì)構(gòu)造等綜合影響，運(yùn)輸巷頂板巖體破碎，巷道掘進(jìn)過程中面臨較大的頂板巖層冒落、圍巖變形量大以及控制困難等問題。根據(jù)以往圍巖支護(hù)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，提出采用鋼架棚、高強(qiáng)錨桿、金屬網(wǎng)相結(jié)合方式對(duì)圍巖進(jìn)行控制，并具體給出圍巖支護(hù)參數(shù)。現(xiàn)場應(yīng)用后，布置測點(diǎn)對(duì)30903運(yùn)輸巷圍巖變形量以及鋼架棚變形情況進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)巷道圍巖變形整體較小，鋼架棚未變形，可為巷道后續(xù)使用創(chuàng)造良好條件。

參考文獻(xiàn)

[1]馮琦勇.西曲礦近距離煤層采空區(qū)下巷道支護(hù)的優(yōu)化[J].山東煤炭科技，2021，39（9）：62-64.

[2]魏建坤.采空區(qū)下底板巖層變形破壞機(jī)理與巷道圍巖控制技術(shù)[J].山東煤炭科技，2021，39（8）：46-48.

[3]王春森，鄭茂慧.大斷面沿空掘進(jìn)巷道窄煤柱內(nèi)裂隙演化規(guī)律分析[J].中國礦山工程，2021，50（4）：9-12；28.

[4]程兆輝.高強(qiáng)錨注支護(hù)技術(shù)在破碎圍巖巷道圍巖控制中的應(yīng)用[J].中國礦山工程，2021，50（4）：74-76.

[5]苗偉杰.木瓜礦近距離采空區(qū)下無煤柱沿空掘巷圍巖穩(wěn)定控制研究[J].煤礦現(xiàn)代化，2021，30（4）：39-41；38.

[6]程兆輝，王春森.破碎圍巖巷道注漿加固技術(shù)研究[J].中國礦山工程，2021，50（3）：30-32.

[7]李世勇.近距離煤層采空區(qū)下動(dòng)壓回采巷道合理布置研究[J].煤礦現(xiàn)代化，2020（4）：11-14；17.

作者：王晉 單位：汾西礦業(yè)正城煤業(yè)