采動影響下巷道支護(hù)技術(shù)的實踐研究

董冬生

（大同煤礦集團(tuán)宏泰礦山工程建設(shè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037003）

晉華宮礦8714工作面回風(fēng)巷一側(cè)為工作面煤體，另一側(cè)為保護(hù)煤柱，8714工作面回風(fēng)巷在服務(wù)期間除受到巷道掘進(jìn)產(chǎn)生的應(yīng)力集中和本工作面回采形成的采動應(yīng)力影響外，還會受到相鄰工作面的采動影響，巷道圍巖將發(fā)生較大變形。為此，設(shè)計了巷道相應(yīng)的支護(hù)方案，控制巷道圍巖的變形量。

1 工程概況

晉華宮礦8714工作面位于11#煤層，工作面回風(fēng)巷為實體煤巷道，斷面為矩形，尺寸（寬×高）為4.8m×3.0m，巷道沿煤層頂板掘進(jìn)，總長度為2664m。8714工作面位于首采區(qū)中部，工作面北為礦井邊界，南為運(yùn)輸邊巷及東翼軌道大巷，西為8716工作面，東為設(shè)計的8712工作面。8714工作面煤層平均厚度為3.15m，傾角為1～5°，平均3°，煤質(zhì)以半亮煤為主，夾有鏡煤和絲炭條帶，煤層中部含l～2層夾矸，夾矸為黏土巖，且含炭質(zhì)碎屑。

2 8714工作面回風(fēng)巷支護(hù)方案

方案1：錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)。頂錨桿采用Φ20×2500mm左旋螺紋鋼錨桿，間排距為0.8×0.8m，并架設(shè)鋼筋梯，頂網(wǎng)為金屬網(wǎng)。幫錨桿采用Φ18×2000mm圓鋼錨桿，間排距為0.8×0.8m。

方案2：同方案1。增加以下內(nèi)容：另外頂板中間按照單排布置Φ15.24×7000mm錨索，錨索間距為1.6m。錨桿和錨索托盤分別采用規(guī)格為450×280×5mm和250×250×16mm的鐵托盤。

方案3：在方案1的基礎(chǔ)上，調(diào)整幫錨桿間排距為0.9×0.9m，幫網(wǎng)采用塑料網(wǎng)。錨索按照三花型布置，錨索尺寸為Φ15.24×7000mm，間距為3.2m，排距為2.0m。錨桿和錨索托盤分別采用規(guī)格為450×280×5mm和250×250×16mm的鐵托盤。

3 支護(hù)方案選擇

方案1、方案2、方案3圍巖穩(wěn)定性都比較好，方案3比方案2增加了1根錨索，增大了錨桿間排距，但巷道圍巖塑性區(qū)范圍變化不大，而方案3支護(hù)成本較高，因此方案2較好；方案2比方案1加強(qiáng)了支護(hù)強(qiáng)度，巷道圍巖塑性區(qū)范圍明顯變小，巷道圍巖穩(wěn)定性有明顯提高。綜合比較，方案2比較合適。理論分析可知，受采動影響條件下，工作面傾斜方向固定支承壓力峰值范圍為15～20m，82104工作面回風(fēng)巷和6101N工作面采空區(qū)之間區(qū)段煤柱寬度為15m，受采動影響最大。綜合數(shù)值模擬結(jié)果，選擇方案2為82104工作面回風(fēng)巷支護(hù)方案。其巷道斷面和支護(hù)設(shè)計布置如圖1所示。

圖1 82104工作面回風(fēng)巷斷面支護(hù)示意圖（mm）

4 支護(hù)效果

在晉華宮礦8714工作面回風(fēng)巷采用方案2做為其支護(hù)方式后，為了檢驗其實際支護(hù)效果，在回風(fēng)巷30m巷道內(nèi)設(shè)置1組觀測站，對巷道表面位移量進(jìn)行觀測。圖2是從巷道底板支護(hù)完成15d后開始對巷道表面位移進(jìn)行觀測的觀測結(jié)果。

圖2 回風(fēng)巷道表面位移觀測結(jié)果

從圖2中可以看出巷道兩幫的位移在20d后趨于穩(wěn)定，最大位移量僅160mm；頂?shù)装逦灰圃谥ёo(hù)后1個月左右趨于穩(wěn)定，最大位移量180mm。從位移量數(shù)據(jù)上可以看到，該支護(hù)方案取得了良好的支護(hù)效果，有效地控制了巷道圍巖的變形，保障了回風(fēng)巷道的安全穩(wěn)定。