厚煤層沿空留巷墩柱注漿支護(hù)技術(shù)研究應(yīng)用

陸鴻濤

（山西晉煤集團(tuán)坪上煤業(yè)有限公司 ，山西 晉城 048203）

一、工作面概述

工作面運(yùn)輸巷沿煤層頂板布置，梯形斷面35.67m2，錨帶網(wǎng)支護(hù)，錨桿采用φ22mm×L2200mm全螺紋鋼等強(qiáng)錨桿；頂板采用錨桿配W鋼帶及塑鋼網(wǎng)支護(hù)。

巷道頂板破碎時(shí)，以巷道中心線為基準(zhǔn)左右各1.5m處錨索加強(qiáng)支護(hù)；每隔三排錨桿一根錨索，跨步式布置，錨索在頂板兩排錨桿中間。

二、 沿空留巷

1 支護(hù)方式

下平巷在推進(jìn)過程中，對(duì)其沿空留巷，采用鋼混墩柱和錨索進(jìn)行永久支護(hù)。

⑴臨時(shí)支護(hù)。①沿空留巷自上而下共支設(shè)四排單體支護(hù)。上幫側(cè)為第一排單體支護(hù)時(shí)，則第1、2、4排為柱梁支護(hù)，第1排柱距0.6m，第2、4排柱距1.2m，第3排為帶帽單體支護(hù)柱距0.8m。1～2排排距為0.6m，2～3排排距為0.7m，3～4排排距1m。②1～4排均在下端頭架或超前支架后側(cè)支護(hù)，工作面下端頭每移架一次，及時(shí)對(duì)支架及后尾梁注液護(hù)頂，插梁調(diào)節(jié)支護(hù)老空側(cè)頂板，在其掩護(hù)下支設(shè)1～4排單體支護(hù)，確保單體支護(hù)及時(shí)支護(hù)到端頭支架和超前支架處，間距不大于1m。③2、4排采用中懸梁支護(hù)，所使鉸接頂梁長(zhǎng)度1.2m。④四排臨時(shí)支柱穿鐵鞋支設(shè)，初撐力不小于90kN，并及時(shí)拴牢防倒繩防倒。

⑵永久支護(hù)（沿空留巷支護(hù)）。永久支護(hù)方式為：混凝土墩柱+錨索梁支護(hù)。墩柱支設(shè)在第3排單體支柱間，墩柱的柱距為800mm。墩柱以下1.5m處、沿走向每隔3m打安一棵錨索梁，加強(qiáng)沿空留巷頂板支護(hù)，錨索垂直頂板布置，錨索長(zhǎng)6.2m，錨索托梁位置與鋼帶平行，托梁長(zhǎng)度為0.6m。

⑶支護(hù)強(qiáng)度驗(yàn)算。參照同煤層工作面礦壓參數(shù)

①回歸分析法：

Ps=200+8L0=528 KN/m2式 中：Ps—支護(hù)強(qiáng)度，kN/m2；L0—初次來(lái)壓步距，m；②8倍采高的巖石重量對(duì)支柱造成 的載荷強(qiáng)度Pt＝ 8×9.81×h×r=8×9.81×4.7×2.5=921.2 kN/m2

H－采高 取4.7m

r－頂板巖石容重 取2.5t/m3

通過上述計(jì)算， 按8倍采高計(jì)算本工作面的支護(hù)強(qiáng)度為921.2 KN/m2。③選擇留巷支護(hù)強(qiáng)度。按8倍采高計(jì)算本工作面的支護(hù)強(qiáng)度（921.2 kN/m2）大于回歸分析法計(jì)算支護(hù)強(qiáng)度（528 kN/m2），因此支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)大于921.2 kN/m2。墩柱直徑299mm（面積0.058505m2），支撐巷道寬度為5.0m，參照長(zhǎng)城煤礦相同墩柱承壓380噸經(jīng)驗(yàn)值，按承重380t（3800kN）計(jì)算該工作面墩柱柱距為：3800kN/5.0m/921.2kN/m2=0.82m

因此永久支護(hù)墩柱柱距取0.8m，小于0.82m；可保證滿足支護(hù)強(qiáng)度要求。

2 護(hù)巷措施

為確保墩柱內(nèi)混凝土凝固、承壓，自鋼混墩柱注漿后15天后方可回撤臨時(shí)支護(hù)，若存在頂板下沉量大以及頂板出現(xiàn)明顯斷裂裂隙，臨時(shí)支護(hù)段不進(jìn)行回撤，若遇巷內(nèi)頂板破碎處，可補(bǔ)打錨網(wǎng)進(jìn)行支護(hù)，對(duì)頂板下沉處采取架設(shè)工字鋼棚方法，工字鋼棚要背實(shí)頂幫。

3 掛鋼筋網(wǎng)和擋風(fēng)簾、壘矸石袋墻

（1）工作面下端頭每移架一次，對(duì)支架及后尾梁注液護(hù)頂，插梁調(diào)節(jié)支護(hù)老空側(cè)頂板，在其掩護(hù)下支設(shè)1～4排單體支護(hù)，單體支護(hù)時(shí)支護(hù)到端頭支架和超前支架處，間距不大于1m。（2）1～4排單體支護(hù)完后，在第3排帶帽單體支護(hù)上側(cè)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)接頂接底，搭接處用8#鐵絲每0.5m打一死結(jié)。（3）擋風(fēng)簾掛好后，由北向南、自下而上在第2排柱擋內(nèi)壘砌矸石袋擋風(fēng)墻，墻體底部寬1.0m，上部寬0.5m，呈梯形狀，墻體必須接實(shí)頂板。施工人員在1～2排柱梁的保護(hù)下施工，所壘矸石袋墻逐茬壘砌、接頂后，及時(shí)按規(guī)定回撤1～2排柱梁。

4 支回支護(hù)

⑴巷內(nèi)臨時(shí)支護(hù)中，墩柱空檔內(nèi)的臨時(shí)支護(hù)為帶帽點(diǎn)柱，所有臨時(shí)支護(hù)必須栓設(shè)防倒繩并且支設(shè)在硬底上，底板松軟必須穿鐵鞋。

⑵待墩柱澆灌完后，自注漿之日起15天后逐步回撤墩柱空檔內(nèi)臨時(shí)支護(hù)，在回撤臨時(shí)支護(hù)前，必須檢查沿空留巷的頂板情況，若發(fā)現(xiàn)頂板裂隙多，則不回撤臨時(shí)支護(hù)，若發(fā)現(xiàn)頂板較為破碎，及時(shí)采取加設(shè)鋼棚的支護(hù)方式。

5 安打錨索措施及方法

在墩柱以下1.5m處、每沿走向3m打安一排錨索加強(qiáng)沿空留巷支護(hù)，錨索垂直頂板布置，規(guī)格：采用低松馳高強(qiáng)度Φ17.8mm的7股左旋鋼絞線，長(zhǎng)6.2m，外露端使用錨索托梁支護(hù)，錨固劑采用Z2335樹脂藥卷，每孔藥卷錨固長(zhǎng)度大于1.5m。選用11#工字鋼，長(zhǎng)0.6m，眼孔為Φ18mm。

6 支設(shè)墩柱

⑴在工作面壘矸石袋前支設(shè)鋼混墩柱，墩柱按線支設(shè)，迎山角3°～5°，墩柱帶帽支設(shè)，柱距0.8m，墩柱注漿口朝下幫，柱帽為厚320mm、長(zhǎng)320mm的楔木。

⑵所支墩柱必須挖窩至硬底后支設(shè)，及時(shí)用防倒繩連接防倒。

⑶由于墩柱比較重，人員運(yùn)輸墩柱時(shí)，要相互配合，抬放墩柱時(shí)要協(xié)調(diào)一致、輕起輕放，嚴(yán)禁亂扔；支設(shè)時(shí)六人扶柱，一人踩方凳用錘緊固木楔。使用手拉葫蘆起吊時(shí)嚴(yán)格遵守本規(guī)程中“使用手拉葫蘆安全措施”規(guī)定執(zhí)行。

7 澆灌墩柱

⑴澆灌時(shí)要備齊澆灌需用的工具、因注漿壓力為4MPa，為防止甩管傷人，必須檢查管路是否連接合格、銷卡是否到位，并且將管路固定在臨時(shí)支護(hù)的管路上，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行澆灌。

⑵澆灌時(shí)由里向外依次進(jìn)行澆灌，澆灌時(shí)將澆灌槍頭卡在墩柱的注漿口上，遠(yuǎn)距離進(jìn)行操作，注漿時(shí)人員全部撤離到注漿泵處，在澆灌完一棵墩柱時(shí)，及時(shí)暫停泵送，將管接頭插入下一棵墩柱后再聯(lián)系泵工開泵，時(shí)間間隔不得超過12分鐘，若超過12分鐘及時(shí)聯(lián)系泵工按停泵處理。

⑶若澆灌時(shí)間超過10分鐘尚未將墩柱澆灌完，及時(shí)暫停泵送，進(jìn)行檢查。

⑷注漿時(shí)，排氣口有混凝土溢出時(shí)方可停止注漿， 4-5min后，拆除注漿泵接頭，注漿口必須塞上封堵塞。

8 強(qiáng)制放頂

⑴為減少沿空留巷上方懸頂超大，視懸頂及后維護(hù)情況，在1-3#支架側(cè)護(hù)間或在1-3排柱梁間布置一排炮眼，炮眼與沿空留巷間距不大于1.5m，沿走向呈一條直線，每組炮孔2個(gè)，炮眼孔間距0.3m，孔深不低于2.0m，其中老塘側(cè)炮眼傾角60左右，煤壁側(cè)炮眼傾角70度左右，炮眼組間距不大于2m。

[1]范祖君，李景濤等.沿空留巷技術(shù)在中厚煤層的應(yīng)用.煤礦支護(hù)，2011（03）.