巷道冒漏區(qū)安全支護技術(shù)應(yīng)用

楊 勇

（山西焦煤霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦， 山西 呂梁 033102）

1 2061 巷道概述

山西焦煤霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦2061 巷位于二采區(qū)東翼，巷道設(shè)計長度為1 724 m，巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.4 m×3.1 m，巷道沿9 號煤層底板平行掘進，煤層平均厚度為3.1 m。

2061 巷掘進至580 m 處時揭露一條正斷層，斷層落差為1.7 m，傾角為55°，巷道掘進至578 m 處時受構(gòu)造應(yīng)力影響，巷道頂板出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致頂板形成冒漏區(qū)，冒漏長度為4.2 m，寬度為3.0 m，冒漏高度為1.8 m。通過對冒漏區(qū)圍巖觀察發(fā)現(xiàn)，冒漏區(qū)內(nèi)巖體主要以泥巖為主，巖體層狀結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差且冒漏區(qū)成不規(guī)則狀，采用原巷道頂板錨桿（索）支護難度大，支護效果差，不利于高冒區(qū)頂板安全維護；針對這一技術(shù)難題，店坪煤礦通過研究決定對2061 巷高冒區(qū)采用撞楔錨噴支護技術(shù)，確保達到控制高冒區(qū)圍巖失穩(wěn)的目的[1-2]。

2 撞楔鋼棚錨噴支護工藝

2061 巷過斷層期間頂板壓力較大，頂板冒漏區(qū)已被煤矸石堵塞，若僅僅采用人工的方式對矸石進行清理，不僅降低了掘進速度，還會導(dǎo)致頂板的支護效果差，同時若將冒落區(qū)內(nèi)的矸石全部清理完，很可能導(dǎo)致冒頂處的頂板在構(gòu)造應(yīng)力及采動影響下發(fā)生大面積冒頂，對巷道的正常推進造成一定的影響。通過現(xiàn)場觀察，決定對冒漏區(qū)頂板采用撞楔、鋼棚及錨噴等方式進行控制維護[3-4]。

2.1 撞楔+錨噴支護

1）在巷道頂板冒頂前3.0 m 兩幫處施工掏槽，掏槽的施工方向與巷幫垂直，在距離頂板0.4 m 的位置進行掏槽作業(yè)，掏槽的寬度與深度分別為0.3 m、0.5 m，相鄰兩組槽孔的間距為1.0 m，掏槽施工后在槽內(nèi)安裝一根長度為4.5 m 長的工字鋼梁。

2）將長度與直徑分別為5 m、30 mm 的鋼釬安裝在工字鋼梁上方，鋼釬的安裝方向要與巷道頂板平行且端頭必須插入堅硬的冒頂矸石內(nèi)，確保每根鋼釬埋設(shè)的長度為3.0 m，并按照15 根為一排進行施工，對巷道清理2 m 后開始施工第二排，第二排的安裝工藝與第一排相同，前后兩排撞楔支護要保持交錯布置。

3）鋼釬端頭必須插入堅硬的冒頂矸石后，通過人工的方式將撞楔支護與巷道底板間的矸石進行清理，待巷道2 m 內(nèi)矸石全部清理完畢后對頂板進行噴漿支護[5]。

4）撞楔超前支護施工完后，采用混凝土對頂板進行噴漿，噴漿主要是由水泥與沙子按照1∶2 的比例混合而成。具體噴漿可以分為兩次，第一次噴漿6 h 后進行第二次噴漿，確保巷道頂板噴漿厚度大于120 mm。

2.2 U29 型鋼棚支護

巷道頂板通過撞楔及錨噴支護后，為了能夠更好地增加頂板的穩(wěn)定性，還需繼續(xù)架設(shè)鋼棚，根據(jù)巷道的斷面圖分析，若采用矩形鋼棚進行支護時局部冒頂處壓力較大會導(dǎo)致頂板發(fā)生二次冒頂事故，對此決定采用U29 型鋼棚進行支護。

1）U29 型鋼棚主要由棚腿、棚梁及卡纜組裝而成，棚腿分為上、下棚腿及底座，頂梁主要是由卡纜將5 節(jié)弧形鋼棚連接而成。

2）根據(jù)巷道的高度，棚腿的上、下部長度分別為0.6 m、0.4 m，并由卡纜將棚腿的上、下部穿插連接，棚腿底座的長為0.5 m，寬為0.3 m，厚度為30 mm，并在底座兩端施工兩個直徑為25 mm 的鉆孔，用螺母將下棚腿與底座進行緊固。

3）頂梁由卡纜將5 節(jié)弧形鋼棚連接而成，5 節(jié)鋼棚分別由L（12 節(jié)）、L（22 節(jié)）、L（31 節(jié)）組裝而成，如下頁圖1 所示。

圖1 2061 巷U29 型鋼棚支護斷面示意圖（單位：mm）

4）安裝工藝：首先將地錨穿過底座并與底板進行固定，確保底座與底板接觸嚴密且無間隙，底座安裝完畢后將下棚腿安裝在底座上，確保下棚腿安裝牢固后繼續(xù)將上棚腿與下棚腿對接，待上棚腿與下棚腿全部對接好后安裝棚梁。由于巷道較高，為了確保工作人員的生命安全，在安裝棚梁前要在其下方搭建一個工作平臺，相鄰兩個鋼棚的安裝距離為1.0 m，為了確保鄰兩個鋼棚相互支撐，須采用連接桿將相鄰兩個鋼棚進行對接。

5）為了能夠有效地對冒頂頂板進行支護，架設(shè)鋼棚后要確保鋼棚與頂板之間接觸嚴實，并采用長、寬分別為1.2 m、0.3 m 的料石將頂板、巷幫與鋼棚的間隙進行填充。

3 結(jié)語

截止目前2061 巷已掘進至650 m，店坪煤礦對2061 巷斷層冒漏區(qū)采取聯(lián)合支護技術(shù)后，對高冒區(qū)附近每隔10 m 安裝一臺頂板離層儀，通過20 d 現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，采取聯(lián)合支護技術(shù)后有效控制了高冒區(qū)范圍擴大，提高了高冒區(qū)頂板整體穩(wěn)定性，冒漏區(qū)及其圍巖未出現(xiàn)大面積變形、下沉現(xiàn)象，冒漏區(qū)下沉量控制在0.14 m 以下，有效保障了巷道安全掘進，取得了顯著應(yīng)用成效。