淺談沿空留巷大斷層段整修技術(shù)實(shí)際應(yīng)用

王小生

摘 要：以冀中能源股份有限公司章村礦2#煤層31采區(qū)3103薄煤綜采工作面為研究對(duì)象，根據(jù)該工作面斷層大的特點(diǎn)，進(jìn)行了沿空留巷整修技術(shù)研究。提出了大斷層下盤挑頂施工的整修方法；該方法效果顯著，最大限度的保證了巷道成型。杜絕了沿空留巷整修在遇大斷層地段冒頂事故。

關(guān)鍵詞：留巷整修；大斷層；挑頂

1 工作面概述

冀中能源股份有限公司章村礦31采區(qū)為該礦-350水平第一個(gè)規(guī)劃設(shè)計(jì)的采區(qū)，該采區(qū)僅設(shè)計(jì)5個(gè)工作面，工作面跳采困難，結(jié)合該礦原24采區(qū)沿空留巷經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)研究決定繼續(xù)在該采區(qū)實(shí)行沿空留巷技術(shù)。

3103薄煤綜采工作面為31采區(qū)第二個(gè)回采工作面，平均煤厚1.3m，直接頂為3.2m厚砂質(zhì)泥巖，老頂為8.2m粉砂巖，直接底為2.9m泥巖，老底為3.9m粉砂巖；運(yùn)料巷距工作面切眼150m處揭露f3103上-1正斷層，落差3.2m； 3103工作面自回采開始至結(jié)束在運(yùn)料巷沿空留巷，運(yùn)料巷留巷結(jié)束進(jìn)行整修后作為3101工作面運(yùn)料巷使用。

2 沿空留巷支護(hù)及正常期間留巷整修概述

考慮到3103工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，留巷段斷層發(fā)育，部分地段頂板破碎，因此在巷道掘進(jìn)、留巷、留巷整修三個(gè)階段分別對(duì)留巷進(jìn)行支護(hù)加固。

2.1 巷道掘進(jìn)期間加固

巷道掘進(jìn)期間采用錨網(wǎng)支護(hù)，巷道規(guī)格4.0m*2.3m（巷寬*巷高）。頂錨桿選用Ф22的高強(qiáng)度左旋螺紋鋼體制作，頂錨桿全長錨固；幫錨桿選用直徑Ф16的A3圓鋼端頭錨固。錨桿長度均取2m，間排距為700mm×800m。錨索梁采用14#槽鋼制作，錨索繩采用Ф21.8L8300mm鋼絞線，一梁三孔，錨索垂直巷道布置，間距2.4m。

2.2 留巷期間支護(hù)加固

工作面超前留巷不小于20m的采空區(qū)側(cè)采用掛雙層金屬網(wǎng)擋矸，金屬網(wǎng)規(guī)格5m×1m，留巷時(shí)加打兩排單體配鉸接頂梁支護(hù)，靠近采空區(qū)側(cè)單體采用雙肖鉸接頂梁。

2.3 正常期間留巷整修支護(hù)

留巷維修施工在工作面切頂線后約120m以處待采動(dòng)壓力穩(wěn)定后開始整修，頂板較完整段在采空區(qū)側(cè)距原巷道中線1750mm處采用矩形順硐木抬棚支護(hù)，梁長2400mm，抬棚采用直徑不小于180mm優(yōu)質(zhì)紅松圓木，抬棚腿上端開月牙口，一梁三柱支設(shè)，腿間距中—中800mm，順硐抬棚頭尾相接并確保巷道規(guī)格不小于3200×2200mm（寬×高）；頂板破碎或下沉嚴(yán)重時(shí)套礦工字鋼對(duì)棚支護(hù)，梁長2800mm，腿長2600mm，棚距中—中1000～2000mm。

3 大斷層段沿空留巷整修

3.1 留巷前后斷層段巷道變化

因f3103上-1斷層落差大，斷層下盤段頂板破碎，且頂板淋水嚴(yán)重，造成原巷道支護(hù)失效，留巷后巷道變形嚴(yán)重，加大了留巷整修困難。見附圖一：留巷前后斷層段巷道參數(shù)。

3.2 斷層段巷道動(dòng)態(tài)觀測

采用十字布點(diǎn)法對(duì)留巷段每日觀測分析，以確定留巷頂板及兩幫的變形量及變形速度，具體的動(dòng)態(tài)觀測結(jié)果如圖二、圖三所示。

由圖二、圖三可知，斷層面前后5m范圍巷道變形最為強(qiáng)烈，在約 10m后基本穩(wěn)定，據(jù)現(xiàn)場實(shí)測，斷層附近底鼓量最大為850mm，頂板下沉最大為200mm，頂?shù)鬃畲笠平窟_(dá)到1050mm。因此， 斷層下盤已經(jīng)嚴(yán)重離層，按照常規(guī)方式整修易造成大面積冒頂事故。

3.3 斷層下盤挑頂支護(hù)參數(shù)

針對(duì)斷層段頂?shù)装鍘r性分析，決定對(duì)斷層下盤采取挑頂以保證巷道平直及支護(hù)效果。挑頂巷道挑頂后高度不小于2.2m，擴(kuò)幫寬度不小于2.5m，頂、幫錨桿間排距為800mm×800mm，頂錨桿采用L2000mm高強(qiáng)度全長錨固，頂鋪金屬編織網(wǎng)配合鋼筋梯子梁；幫錨桿采用Φ16mm，L2000mm圓鋼制作，采用樹脂藥卷S2370一卷端頭錨固，幫鋪雙抗塑料網(wǎng)配合鋼筋梯子梁，二次預(yù)緊后頂錨桿預(yù)緊力扭矩不小于300Nm，幫錨桿預(yù)緊力扭矩不小于100Nm。挑頂段加密錨索支護(hù)，錨索采用一梁三孔順巷布置，錨索間距1.0m。

4 結(jié)論

針對(duì)該斷層落差大的特點(diǎn)，結(jié)合斷層下盤頂板巖性分析，采取了對(duì)下盤挑頂并重新補(bǔ)打錨桿、錨索的支護(hù)方案，結(jié)論如下：

①斷層面前后5m范圍巷道頂板及兩幫變形最為強(qiáng)烈導(dǎo)致頂、幫支護(hù)失效，在約 10m后基本穩(wěn)定，因此留巷斷層段整修挑頂作業(yè)長度不小于10m。②斷層段上部巖層離層嚴(yán)重，采用錨網(wǎng)支護(hù)后采用錨索加強(qiáng)支護(hù)，錨索應(yīng)加密布置，錨索梁應(yīng)橫跨原斷層面。③通過對(duì)留巷挑頂重新支護(hù)，有效的保證了巷道成型以及斷層上下盤的支護(hù)，有效的避免了頂板事故，為留巷整修后使用提供了便利條件。

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