沿空留巷主動(dòng)控頂區(qū)補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)實(shí)踐

古際亮

（冀中能源股份有限公司 邢臺(tái)礦，河北 邢臺(tái) 054000）

1 工作面概況

51119 綜采工作面所采煤層為5 號(hào)煤。工作面標(biāo)高-150—-210 m，地面標(biāo)高+85 m。工作面走向長(zhǎng)357～415 m，傾向長(zhǎng)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(hào)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(jiǎn)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(xì)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(jiàn)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(xì)砂巖，褐灰?jiàn)A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(yùn)輸巷原支護(hù)參數(shù)

2.1 原支護(hù)參數(shù)

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

圖3 51119 運(yùn)輸順槽原支護(hù)Fig.3 Original support of 51119 transportation roadway

頂錨桿采用φ22 mm 的高強(qiáng)度左旋螺紋鋼錨桿，長(zhǎng)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(zhǎng)4.0 m，使用金屬托盤，配合金屬網(wǎng)護(hù)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(zhǎng)度8 m，使用長(zhǎng)度2.2 m 的14 號(hào)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(hù)巷道礦壓顯現(xiàn)

根據(jù)運(yùn)輸巷離層儀臺(tái)賬顯示，51119 運(yùn)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(gè)半月后基本達(dá)到穩(wěn)定。但是局部地段在4 個(gè)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(hù)強(qiáng)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(hù)密度不足，在后期經(jīng)歷兩次開(kāi)采動(dòng)壓影響時(shí)，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(duì)頂板和幫部進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

2.3 沿空留巷前加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)

51119 運(yùn)輸巷原掘進(jìn)支護(hù)僅僅考慮巷道掘進(jìn)期間和本工作面支承壓力影響的支護(hù)強(qiáng)度要求，支護(hù)強(qiáng)度相對(duì)較低?？紤]到該巷道今后將作為無(wú)煤柱沿空留巷使用，需要經(jīng)歷51119 工作面和下一個(gè)工作面51121 工作面兩次開(kāi)采強(qiáng)烈的動(dòng)壓影響，因此必須對(duì)巷道頂板和幫部進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)切頂卸壓，有效維護(hù)切頂側(cè)頂板的完整性，采用高強(qiáng)錨索配合槽鋼靠近切頂側(cè)進(jìn)行切頂錨索的施工。在原來(lái)支護(hù)的基礎(chǔ)上，具體采用的加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)如圖4 所示。

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

3 結(jié) 語(yǔ)

邢臺(tái)礦2020 年1 月底開(kāi)始巷道加固工作至3月份施工完成，3 月份綜采一隊(duì)開(kāi)始回采工作后巷道超前壓力段頂板完整，沒(méi)有頂板明顯下沉現(xiàn)象，兩幫移進(jìn)量和頂?shù)装逡七M(jìn)量均控制在50 mm 以下，巷道無(wú)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(duì)運(yùn)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(yùn)輸巷的技術(shù)實(shí)踐，為該礦沿空留巷頂板加固工作提供了經(jīng)驗(yàn)。