2106巷過(guò)老空巷支護(hù)工藝優(yōu)化

張 雁

（大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司，山西 大同 037003）

1 工程概況

大同煤礦集團(tuán)雁崖煤業(yè)公司位于大同南郊區(qū)西南12km，現(xiàn)開(kāi)采二水平14-2層412盤區(qū)，盤區(qū)內(nèi)回采14-2煤層厚度為3.5m，屬侏羅紀(jì)煤層。2106巷位于盤區(qū)西翼，巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1200m，斷面規(guī)格為寬×高=4×3.1m，巷道從盤區(qū)皮帶巷開(kāi)口施工并沿14-2煤層頂?shù)装寰蜻M(jìn)，初步支護(hù)設(shè)計(jì)采用錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)。2106巷頂板存在一層偽頂，主要以砂質(zhì)泥巖為主，平均厚度為0.5m，隨采隨落；直接頂主要以中、細(xì)粒砂巖為主，厚度為7.8m，該巖石層脆性大。通過(guò)對(duì)2106巷探放發(fā)現(xiàn)2106巷施工至540m處將遇一條老空巷，該老空巷為原小煤窯3107巷，3107巷與14-2煤層成45°夾角延伸，如圖1所示，3107巷斷面規(guī)格為寬×高=3.0×2.0m。當(dāng)2106巷施工至520m處巷道頂板出現(xiàn)破碎，甚至出現(xiàn)頂板局部冒頂現(xiàn)象。

圖1 2106巷與老空巷空間布置剖面圖

2 原支護(hù)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1 2106巷原支護(hù)設(shè)計(jì)

2106巷原支護(hù)設(shè)計(jì)中，頂板采用錨桿、錨索、鋼帶聯(lián)合支護(hù)，頂板錨桿采用長(zhǎng)度為1.8m，Ф18mm螺紋鋼錨桿，錨索采用長(zhǎng)度為5.3m，Ф17.8mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線，鋼帶長(zhǎng)度為3.8m，寬度為150mm。每根鋼帶穿插四根單錨桿，錨桿間距為1.2m，排距為1.0m，頂板錨索每排施工兩根，間距為1.8m，排距為3.0m。錨桿配套一支型號(hào)為MSZ23/60樹(shù)脂藥，錨索配套一支型號(hào)為MSZ23/60和一支型號(hào)為MSZ23/35樹(shù)脂藥。

2.2 原支護(hù)過(guò)老空巷時(shí)存在的問(wèn)題

（1）2106巷在掘進(jìn)時(shí)頂板存在一層偽頂，伴隨著回采壓力的影響，該巖石層出現(xiàn)破碎、局部冒頂現(xiàn)象，而原支護(hù)設(shè)計(jì)中頂板錨桿長(zhǎng)度為1.8m，錨固段處于偽頂與直接頂之間的不穩(wěn)定區(qū)域，特別是在過(guò)老空巷前5m開(kāi)始頂板壓力加大，頂板錨桿支護(hù)效果不佳。

（2）由于3107巷以45°夾角從14-2煤層頂板向下延伸，而3107巷寬度為3.0m，高度為2.0m，所以2106巷在揭露老空巷后頂板暴露空頂長(zhǎng)度2.8m、寬度3.0m，無(wú)法施工錨桿、錨索支護(hù)，同時(shí)3107巷廢棄時(shí)間長(zhǎng)，巷道頂板及巷幫變形嚴(yán)重，在老空巷無(wú)支護(hù)下掘進(jìn)危險(xiǎn)系數(shù)大。

（3）3107巷一段為下山段，一段為平巷段，平巷段距14-2煤層頂板間距為4m，當(dāng)2106巷過(guò)老空巷后繼續(xù)掘進(jìn)時(shí)，前4m施工巷道頂板三角煤柱，如果采用長(zhǎng)度為1.8m錨桿無(wú)法施工，頂板難以預(yù)留。而原支護(hù)設(shè)計(jì)中頂板采用長(zhǎng)度為5.3m錨索，在3107巷平巷段下方掘進(jìn)2106巷時(shí)采用5.3m錨索無(wú)法施工。

3 2106巷過(guò)老空巷支護(hù)工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 架設(shè)工字鋼棚

（1）2106巷在揭露老空巷前5m處開(kāi)始架設(shè)工字鋼棚，鋼棚間距為1.0m，鋼棚主要由棚腿、橫梁、縱梁以及底座組成。

（2）架設(shè)鋼棚前，首先在支設(shè)棚腿位置進(jìn)行起底，起底寬度為0.3m，深度為0.2m，起底后將棚腿埋入坑內(nèi)并采用混凝土澆筑。

（3）待底座處澆筑完全凝固后，依次安裝棚腿及橫梁，棚腿與橫梁及底座之間采用卡纜進(jìn)行連接，棚腿高度為3.0m，第一架鋼棚架設(shè)完后開(kāi)始架設(shè)第二架鋼棚，相鄰兩架鋼棚之間架設(shè)四根長(zhǎng)度為1.2m縱梁且縱梁緊貼頂板，如圖2所示。

圖2 2106巷架設(shè)鋼棚及施工人工假頂斷面圖

3.2 施工人工假頂

（1）當(dāng)施工巷道揭露老空巷后，在其下方架設(shè)兩架鋼棚然后依次在其上方鋪設(shè)半圓木和道木，半圓木和道木成“井”字型布置。

（2）2106巷頂板架設(shè)完半圓木后，采用注漿泵對(duì)假頂處注射高水速凝固化充填材料，待高水材料完全膨脹凝固后2106巷方可繼續(xù)掘進(jìn)。

3.3 近距離煤層注漿及施工加長(zhǎng)錨桿支護(hù)

（1）為確保2106巷過(guò)老空巷后4.0m范圍內(nèi)頂板三角煤柱安全穩(wěn)定，決定對(duì)三角煤柱采用注漿維護(hù)。對(duì)三角煤柱施工注漿鉆孔，然后采用注漿泵對(duì)其注射馬麗散凝固液，待漿液完全凝固后再繼續(xù)掘進(jìn)，同時(shí)在三角煤柱下方繼續(xù)架設(shè)工字鋼棚。

（2）當(dāng)2106巷揭露老空巷且掘進(jìn)4.0m后，施工巷道與3107巷平巷段間距為4.0m，屬近距離煤層掘進(jìn)，掘進(jìn)時(shí)頂板施工加長(zhǎng)錨桿，錨桿長(zhǎng)度為3.5m，每排施工5根，錨桿間距為0.9m，排距為1.0m，頂板鋼帶采用長(zhǎng)度為3.8m高強(qiáng)度“JW”型鋼帶，鋼帶寬度為0.28m，頂板錨索采用長(zhǎng)度為8.3m，Ф21.6mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線，將錨索頂端直接錨固在3107巷頂板上方穩(wěn)定巖石層中，頂板永久支護(hù)施工完后繼續(xù)架設(shè)工字鋼棚。

4 效果

雁崖煤業(yè)公司普掘四隊(duì)在2106巷過(guò)老空巷施工期間，采用架設(shè)工字鋼棚、施工人工假頂、注漿、施工加長(zhǎng)錨桿、錨索支護(hù)等聯(lián)合支護(hù)方法，對(duì)老空巷前后破碎頂板進(jìn)行加固，確保了巷道頂板安全穩(wěn)定，安全順利過(guò)老空巷，取得較好效果。