采空區(qū)下回采巷道支護(hù)技術(shù)研究

李啟壽

（山西介休鑫峪溝煤業(yè)有限公司，山西 介休032000）

1 地質(zhì)條件對于支護(hù)的影響分析

一般情況而言，巷道冒頂事故的發(fā)生主要是由兩個方面的因素造成的：一方面，頂板的地質(zhì)條件會對其造成一定程度上的影響；另一方面，則是巷道支護(hù)的具體情況產(chǎn)生的影響?；谶@兩個方面因素的考慮，只有研究并搞清楚圍巖的具體結(jié)構(gòu)，才能對巷道支護(hù)的方式進(jìn)行有效的設(shè)計。一般情況下，在巷道設(shè)計的初始階段，可以依據(jù)鉆孔地質(zhì)資料以及之前的經(jīng)驗與數(shù)據(jù)，對巷道的地質(zhì)情況進(jìn)行初步的判斷，或者是在掘進(jìn)的過程之中通過目測頂板、鉆進(jìn)的難易等方法來對頂板的狀況進(jìn)行一定程度的分析。然而這些方法都存在著一定的弊端，難以對圍巖的真實情況實現(xiàn)有效的反映。

鉆孔窺視儀能夠?qū)ο锏理敯宓钠茐臓顩r做出最為直觀的反映，近年來人們不斷對其研究與改進(jìn)，使其在各個方面都有了很大程度的提高，如今它已經(jīng)具備日常使用功能，得以普遍采用和推廣。

2 有效確定巷道位置

一般情況下，巷道會在一定程度上受到煤柱集中應(yīng)力的作用，在這一作用之下巷道會出現(xiàn)強烈的來壓，將巷道布置在應(yīng)力降低區(qū)之內(nèi)是巷道布置的重要原則之一。如果上部為采空區(qū)時，應(yīng)當(dāng)注意要將巷道與上部采空區(qū)之間保持相對的距離。本文就以某礦的某一工作面回采后煤柱中的支承壓力在地板中的傳遞規(guī)律為例，并對其進(jìn)行一定程度上的數(shù)值模擬。圖1顯示的是這一工作面回采之后底板應(yīng)力的分布情況，圖2顯示的主要是采空區(qū)一側(cè)的煤層應(yīng)力分布情況。

圖1 10503工作面回采過后底板中的應(yīng)力分布

圖2 采空區(qū)一側(cè)煤層應(yīng)力分布

對上述的兩圖進(jìn)行分析對比，不難發(fā)現(xiàn)煤柱會對底版中的應(yīng)力分布造成較大程度的影響。在煤柱的正下方，應(yīng)力集中的程度為最高，而當(dāng)距離煤柱邊緣的距離大致在2～2.5m的范圍時，應(yīng)力集中程度會出現(xiàn)一定程度的衰減，最終衰減到原巖應(yīng)力，即10.6MPa。綜合上面的分析，在對巷道的位置進(jìn)行確定時，應(yīng)該使12503膠帶運輸巷保持在10503采空區(qū)邊緣水平距離的2.5m之外。

3 錨桿錨固力影響因素分析

在實際的作業(yè)過程之中，在打鉆時采空區(qū)之中的水或多或少都會向巷道之中滲透，頂板會受到一定程度的軟化，除此之外，錨固劑的粘性也會在淋水的作用下發(fā)生降低，這樣一來，錨桿的錨固力就很有可能達(dá)不到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)?；谶@一方面的考慮，如果在掘進(jìn)的過程之中遇到相對嚴(yán)重的淋水時，應(yīng)當(dāng)及時對涌水的原因進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果采取有效措施對其解決。一般情況下，處理淋水問題的方法主要有兩種，如果水量相對較小，那么可以通過布置泄水孔的方式予以解決；如果水量較大，則需要通過注漿來堵水，同時在這一過程之中，還需要對錨桿的錨固力進(jìn)行一定程度上的測試。相關(guān)實踐表明，如果涌水量大于583mL／min時，錨桿的錨固力會下降至原先的35%左右。而一旦錨桿的錨固力出現(xiàn)下降，會對巷道的支護(hù)效果造成十分顯著的影響。因此如果遇到較為嚴(yán)重的淋水問題時，需要做好防排水工作以及錨固力檢測工作。

4 巷道支護(hù)技術(shù)

目前，對于巷道的支護(hù)存在著多種方式，其中錨桿錨索支護(hù)已成為最主流的支護(hù)方式。如果采空區(qū)下的巷道頂板破碎情況相對嚴(yán)重，就需要對其進(jìn)行一次性支護(hù)，以此來對頂板的變形進(jìn)行有效的控制，否則，頂板的破碎程度就會更加嚴(yán)重。以11503工作面為例，采用了3種支護(hù)方式，同時在對其進(jìn)行掘進(jìn)的過程之中每隔50m便進(jìn)行一次頂板巖層結(jié)構(gòu)的窺視，然后再根據(jù)窺視的結(jié)果對支護(hù)方式作出一定程度上的改善。

方式一：當(dāng)02＃煤與2＃煤層之間的距離在5.3m以上時，采用Φ20mm×2000mm螺紋鋼錨桿支護(hù)，同時保持錨桿間排距為1000mm×1000mm，錨固劑選擇為MSK2380型樹脂錨固劑，錨索長度為5.3m。

方式二：當(dāng)02＃煤與2＃煤層之間的距離在4.3～5.3 m的范圍之內(nèi)，保持錨桿的參數(shù)不變，對錨索的長度進(jìn)行一定程度上的降低，使其變4.3m。

方式三：當(dāng)02＃煤與2＃煤層之間的距離在4.3m以內(nèi)時，頂板仍然采用原先的Φ20mm×2000mm螺紋鋼錨桿支護(hù)。如果出現(xiàn)頂板破碎，錨桿支護(hù)難以對頂板巖層的穩(wěn)定性進(jìn)行有效的控制時，還需要進(jìn)行一定程度上的套棚支護(hù)，棚距保持在1.2m，同時對錨桿間的排拒進(jìn)行一定程度上的調(diào)整，具體為1100mm×1200mm。

5 支護(hù)效果分析

在運用3種支護(hù)方式之后，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集與分析，并繪制了巷道表面位移觀測曲線（見圖3）。

圖3 巷道表面位移觀測曲線

根據(jù)上面的曲線圖，可以得出結(jié)論：在近距離煤層采空區(qū)下掘進(jìn)巷道的過程中，可以通過對鉆孔窺測儀進(jìn)行探測，了解頂板巖性、厚度、裂隙以及發(fā)育的程度，然后綜合運用多種支護(hù)方式，以有效控制頂板。

〔1〕陳炎光，陸士良.中國煤礦巷道圍巖控制〔M〕.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994.

〔2〕張百勝，楊雙鎖，康立勛，等.極近距離煤層回采巷道合理位置確定方法探討〔J〕.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2008，27（1）：97－101.

〔3〕康紅普.煤巷錨桿支護(hù)成套技術(shù)研究與實踐〔J〕.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2005，24（21）：3959－3964.