南陽煤業(yè)3205 工作面巷旁充填沿空留巷控制技術(shù)及應用

任玉濤

（山西高平科興南陽煤業(yè)有限公司，山西 高平 048400)

1 工程概況

山西高平科興南陽煤業(yè)有限公司3205 綜放工作面位于二采區(qū)中部，井下標高+803～+818 m，東部為采空區(qū)，西部為實體煤（3204 備用面），南部為物探異常區(qū)，北部為皮帶大巷和軌道大巷。設(shè)計3205 綜放工作面長190 m（凈），3205 皮帶順槽長度為1030 m，軌道順槽長度為980 m，工作面可推進長度為910 m。3205 工作面開采3 號煤層，煤層平均厚度5.31 m，傾角為0～3°，頂板為細砂巖、粉砂巖，基本頂厚6.11～8.73 m，底板為細砂巖、粉砂巖、泥巖，基本底厚7.36 m。

3205 工作面開采時，膠帶順槽進行沿空留巷，作為3204 工作面回風順槽使用，實現(xiàn)無煤柱開采。3205膠帶順槽采用充填柔模混凝土墻進行巷旁支護，為矩形斷面，寬6 m，高3.2 m，斷面積19.2 m2。如圖1。

圖1 3205 工作面布置圖

2 沿空留巷圍巖變形破壞情況分析

根據(jù)井下實地觀測可知，3205 工作面膠帶順槽圍巖變形主要如下：

（1）3205 工作面膠帶順槽要在回采過程中采用充填柔?；炷翂M行巷旁支護的方式進行保留，巷道圍巖應力比較集中，巷道頂板及兩幫圍巖受力大，回采過程中膠帶順槽變形嚴重，頂?shù)装遄冃瘟孔畲鬄?025 mm，兩幫變形量最大為930 mm。

（2）由于3205 工作面膠帶順槽矩形斷面為19.2 m2，為大斷面巷道，即使沿空留巷寬度為4 m，但從現(xiàn)場觀測可知，在巷道900 m 處最大頂板下沉量可達575 mm，頂板錨桿、錨索個別出現(xiàn)失效，在巷道920 m 處局部錨桿被拉斷，頂板局部有明顯的網(wǎng)兜現(xiàn)象。巷道底板底鼓量最大處在巷道中部，日變形速率可達35 mm/d，最大變形量可達450 mm。

（3）沿空留巷寬度為4 m，巷道寬度、斷面較大導致圍巖塑性區(qū)增大，留巷初期圍巖兩幫變形速率可達22 mm/d。

3 沿空留巷支護技術(shù)

3205 工作面沿空留巷支護斷面圖如圖2，對沿空留巷采用“巷內(nèi)錨網(wǎng)索+巷旁充填柔?；炷翂?單體柱”聯(lián)合支護技術(shù)[1-7]。 其中具體支護參數(shù)如下：

圖2 沿空留巷支護斷面圖（mm）

（1）頂板支護。頂板共布置7 根錨桿，規(guī)格為螺紋鋼錨桿Ф22-M24-2500 mm，間排距為700 mm×900 mm，靠近巷幫的頂板錨桿安設(shè)角度與垂線成25°（朝向巷外），中部5 根錨桿與頂板垂直。每根錨桿匹配1 支MS2360 和1 支MSZ2360 錨固劑。頂板布置5 根垂直巷道走向打設(shè)的錨索加強支護，錨索規(guī)格為Ф22-8300 mm，錨索間排距為900 mm×1800 mm，錨索預緊力≥300 kN，采用2500 mm 的16#槽鋼為托梁，鎖具與槽鋼托梁間墊片規(guī)格120 mm×150 mm×20 mm。每根錨索匹配1 支MS2360 和2 支MSZ2360 錨固劑。

（2）兩幫支護。兩幫各打設(shè)3 根錨桿，規(guī)格為螺紋鋼錨桿Ф22-M24-2500mm。錨桿間排距1100 mm×900 mm，幫上部錨桿與水平線成10°（仰角），其他2 根錨桿水平布置。錨桿托盤規(guī)格為150 mm×150 mm×10 mm 拱形托盤，托盤拱高不得小于36 mm。所有錨桿配套使用1010 尼龍阻尼墊圈及球型墊。

（3）巷旁支護。采用充填柔模混凝土墻體，柔性模板材料選為高強度長絲機織型纖維布。柔性模具規(guī)格為長×高×寬=4000 mm×3500 mm×1500 mm，充填率不低于95%，設(shè)有錨桿孔、灌注口。在混凝土支護墻體內(nèi)預置錨桿，兩端配置托盤及螺母，錨桿規(guī)格Ф22 mm×1650 mm。柔?；炷翂ν鈧?cè)加單體柱，使用單體柱將外側(cè)柔模掛起，外側(cè)支設(shè)不少于4 根單體柱，單體柱柱距為40～60 cm，將柔模完全接頂，留巷后支護排距為1000 mm，單體支柱必須成一直線，偏差不超過100 mm，柱徑為100 mm 的液壓單體支柱初撐力≥90 kN（11.5 MPa），柱徑為110 mm 的液壓單體支柱初撐力≥140 kN（14.7 MPa）。保證單體柱和頂板接觸良好，方便柔?；炷翂M行充填作業(yè)。

4 礦壓觀測

為檢查柔性混凝土墻寬1.5 m 和聯(lián)合支護后巷道圍巖變形量控制效果，在3205 工作面膠帶順槽內(nèi)700 m、500 m、600 m 處各布置一個測點來監(jiān)測留巷圍巖頂?shù)装逡平亢蛢蓭妥冃瘟俊Ｓ^測周期為50 d，觀測頻率為2 d/次。觀測結(jié)果如圖3。

圖3 沿空留巷圍巖變形監(jiān)測圖

由圖3（a）可知，3 個測點圍巖頂?shù)装遄冃我?guī)律大致相同，在觀測前24 d 沿空留巷圍巖頂?shù)装遄冃瘟吭鲩L速度明顯，在觀測24 d 后圍巖頂?shù)装遄冃瘟块_始趨于穩(wěn)定，測點1、測點2 和測點3 監(jiān)測的3205 工作面膠帶順槽頂?shù)装逡平糠謩e穩(wěn)定在302 mm、276 mm 和262 mm。

由圖3（b）可知，3 個測點圍巖兩幫變形規(guī)律大致相同，在觀測前25 d，3205 工作面膠帶順槽圍巖兩幫移近量增長速度明顯，在觀測25 d 后圍巖兩幫移近量開始趨于穩(wěn)定，測點1、測點2 和測點3監(jiān)測的3205 工作面膠帶順槽兩幫移近量分別穩(wěn)定在321 mm、304 mm 和282 mm。

監(jiān)測結(jié)果表明，3205 工作面膠帶順槽采用巷旁充填柔?；炷翂吐?lián)合支護方案后巷道圍巖頂?shù)装寮皟蓭妥冃瘟康玫搅擞行Э刂啤?/p>

5 結(jié)語

3205 工作面膠帶順槽采用巷旁充填1.5 m 柔模混凝土墻+單體柱+巷內(nèi)錨網(wǎng)索聯(lián)合支護后，沿空留巷圍巖頂?shù)装寮皟蓭妥冃瘟孔畲蠓謩e為302 mm和321 mm，分別為原變形量的29.5%和34.5%，能有效控制圍巖變形量，為礦井帶來了可觀的經(jīng)濟效益，具有很高的推廣價值。