深部窄煤柱沿空掘巷回采期間圍巖變形與控制技術(shù)

摘要：2903軌道順槽作為城郊煤礦二水平第一條沿空掘巷，回采期間針對(duì)該巷道的圍巖位移（變形量）進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集、分析、控制，并提出了反饋、建議，為今后類似條件巷道支護(hù)以及回采期間巷道超前支護(hù)等工作提供了借鑒依據(jù)。

關(guān)鍵詞：沿空掘巷;變形

2903軌道順槽為沿2902工作面采空區(qū)留窄煤柱（5m）掘進(jìn)巷道。

1.支護(hù)方式

2903軌道順槽里段支護(hù)方式（見附圖1）

巷道斷面為矩形，斷面凈寬4200mm。巷道頂部均采用錨網(wǎng)帶支護(hù)，錨桿為Φ20×2400mm的高強(qiáng)錨桿，鋼帶選用4200mm長M鋼帶，網(wǎng)為1000×2000mm型鋼筋網(wǎng)，錨桿間排距為750×800mm。頂板除正常的錨網(wǎng)帶支護(hù)外，垂直于巷道走向布置一排錨索梁。錨索梁長3000mm，一梁三索，錨索梁采用槽鋼加工而成，距錨索梁兩端200mm及中間各打一個(gè)Φ24mm錨索孔，錨索梁排距為1600mm。幫部采用錨網(wǎng)帶支護(hù)，錨桿選用Φ20×2400mm的高強(qiáng)錨桿，錨桿間排距為800×800mm，矩形布置，從頂板向下300mm開始起錨，煤柱側(cè)從上部起第三根錨桿替換為Φ21.6×4000mm錨索，每根錨索使用3支MSK2335型（里側(cè)）和2支MSZ2335型（外側(cè)）錨固劑，最下部錨桿到底板的高度不超過400mm。

附圖1-2903軌道順槽里段斷面及支護(hù)圖

2.分析總結(jié)變形規(guī)律

回采期間，針對(duì)以下指標(biāo)進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集、分析：沿空幫變形量（分高幫、低幫）、實(shí)體幫（分高幫、低幫）、兩幫移近量（分高幫、低幫）、頂板下沉量、底板鼓起量、頂?shù)装逡平俊Ｊ芷?，日常觀測數(shù)據(jù)未附于本項(xiàng)目中。本項(xiàng)目展示內(nèi)容為不同位置處的平均變形量。

觀測手段：

①頂板離層儀。②巷道圍巖表面位移采用十字布點(diǎn)法觀測。

頂板離層監(jiān)側(cè)：采用頂板離層儀對(duì)頂板離層進(jìn)行觀測。根據(jù)頂板條件從回采工作面向外每50 m安裝1個(gè)，共安裝了18個(gè)，安裝深度分別為2m和6m，回采后每十天監(jiān)測一次2m和6m離層變化規(guī)律，淺部最大地點(diǎn)離層量為38mm，深部最大地點(diǎn)離層量為52mm，采取在巷道頂板明顯下沉處架棚支護(hù)。

采用十字布點(diǎn)法進(jìn)行觀測表面位移。頂板及兩幫監(jiān)測點(diǎn)均用紅色噴漆標(biāo)注，測量時(shí)需保證鋼卷尺平直。

附圖2-幫部平均變形量

附圖3頂?shù)装迤骄冃瘟?/p>

附圖4-兩幫平均移近量與頂?shù)装迤骄平繉?duì)比圖

結(jié)論：

（1）由附圖2可知，兩幫變形呈現(xiàn)非對(duì)稱性：高幫比低幫變形大，沿空側(cè)比實(shí)體側(cè)變形大。

（2）由附圖2可知，兩幫的移近量以沿空側(cè)變形量為主。

（3）由附圖3可知，頂?shù)装逡平恳缘装骞钠馂橹鳌?/p>

（4）由附圖4可知，兩幫移近量大于頂?shù)装逡平俊?/p>

（5）根據(jù)掘進(jìn)期間和安裝期間的頂板離層儀監(jiān)測結(jié)果表明：沿空掘巷在掘進(jìn)及安裝期間圍巖變形較小，但在回采期間圍巖變形較為嚴(yán)重。

（6）頂板總離層量范圍為3mm-52mm

巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)有可進(jìn)一步完善的空間，例如合理改變錨桿、錨索、錨固劑參數(shù)，以加強(qiáng)支護(hù)。

回采期間采取的應(yīng)對(duì)措施：

3.回采期間應(yīng)對(duì)措施

（1）在兩幫（超前棚內(nèi)）掛設(shè)雙層塑編網(wǎng)護(hù)幫，使用聯(lián)網(wǎng)繩與巷幫鋼板網(wǎng)連接，相鄰網(wǎng)片間緊密連接。雙抗網(wǎng)鋪設(shè)松緊適度，以增加對(duì)竄出錨桿的緩沖作用。

（2）提前將機(jī)尾超前范圍內(nèi)的頂板錨桿和兩幫幫錨采用14#鍍鋅鐵絲進(jìn)行綁扎，防止錨桿崩出傷人。

（3）加強(qiáng)超前棚內(nèi)單體支柱支護(hù)質(zhì)量管理，以保證支護(hù)強(qiáng)度能夠滿足安全生產(chǎn)需要。

（4）局部幫部變形量較大地段對(duì)幫部錨桿托盤、錨索鎖具、托盤及頂板錨桿托盤、錨索鎖具、托盤等支護(hù)材料不予拆卸。

（5）在局部幫部變形較大地段，為防止沿空側(cè)單體支柱受壓折斷傷人，在單體支柱上綁兩根6′鐵防護(hù)管。

4.結(jié)論

本項(xiàng)目通過實(shí)測，收集數(shù)據(jù)、分析與總結(jié)了2903軌道順槽回采期間變形情況，歸納了針對(duì)巷道變形采取的控制措施，為今后類似地質(zhì)條件下沿空掘巷時(shí)的巷道支護(hù)提供了借鑒依據(jù)。

作者簡介：

王晨輝（1987-），男，安徽淮北人，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，2010年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院采礦工程系，現(xiàn)任河南能源化工集團(tuán)永煤公司城郊煤礦綜采一隊(duì)技術(shù)員，主要從事煤礦開采技術(shù)與管理工作。