近距離立交巷道加強支護方案研究

李自剛

（北京天地華泰礦業(yè)管理股份有限公司，北京 100013）

為減少資源浪費和提高開采效率，井工開采過程中近距離立交式巷道是常用的布置方式。巷道圍巖穩(wěn)定性是立交巷道備受關注的問題。立交巷道掘進時，巷道圍巖應力分布發(fā)生改變，常規(guī)的支護設計無法滿足巷道圍巖穩(wěn)定，所以合理的加強支護設計十分必要。

1 工程概況

銀星二號煤礦在10#煤層內(nèi)布置有多個綜采工作面。10#煤層平均厚2.87m，煤層傾角5°～24°，全區(qū)穩(wěn)定可采。根據(jù)已有勘探結果，10#煤層偽頂為砂質(zhì)泥巖，均厚0.3m，隨煤層的開采冒落；直接頂為灰黑色粉砂巖，夾薄層泥巖，均厚2.38m；基本頂為粗砂巖，夾薄層細砂巖，巨厚層狀，均厚為15.7m。

10#煤層的開拓巷道為斜井，斜井與各工作面回采巷道采用車場連接。因斜井與回采巷道層位不同，掘進回采巷道時會形成立交巷道。1131003工作面皮帶順槽開掘至中車場位置時，兩條巷道最近垂距只有2.6m，兩條巷道在該位置均位于10#煤層基本頂粗砂巖中。巷道立交示意圖如圖1所示。

圖1 立交巷道示意圖

2 加強支護設計

施工工作面皮帶順槽至中車場位置附近時，中車場可能出現(xiàn)頂板冒落、巷道變形等現(xiàn)象，可能導致工作面皮帶順槽巷道底板變形，從而影響綜掘安全。為保證施工安全及巷道的使用安全，需對巷道立交位置進行加強支護。

2.1 中車場巷道加強支護設計

中車場為直墻半拱形巷道，巷道寬度為5m，墻高2.2m。中車場原有支護為普通錨桿支護，間排距為1200×1200mm。

工作面皮帶順槽掘進位置至立交點80m時，對中車場立交點15m范圍內(nèi)采用“錨網(wǎng)+U型鋼棚+臨時木垛”加強支護（如圖2所示）。具體參數(shù)如下：

圖2 立交巷道加強支護區(qū)域示意圖

（1）錨網(wǎng)。對中車場加強支護區(qū)巷道拱脊線以上打設錨桿、網(wǎng)，錨桿間排距800×1200mm，加強支護的錨桿在巷道走向上位于原有支護錨桿兩排之間。采用Ф20×2200mm左旋無縱筋錨桿，每根錨桿使用一卷MSK-2370型錨固劑。錨桿錨固力不小于80kN，扭矩力100N·m，托盤為長×寬×厚=120×120×10mm蝶形托盤。鋪設雙層網(wǎng)片，網(wǎng)片采用Ф6.5mm鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格100×100mm。

（2）U型鋼棚。在中車場加強支護區(qū)內(nèi)布置型號為29的U型鋼棚加強支護，U型鋼支架棚距1000mm，自加強支護區(qū)中部向兩側布置。

（3）木垛。在中車場加強支護區(qū)內(nèi)使用長2000mm×寬200mm×厚200mm方木呈“#”字型加設臨時木垛4個。木垛間距300mm，木垛布置在加強支護區(qū)中央。綜掘機穿過立交15m范圍后拆除木垛。

2.2 工作面皮帶順槽加強支護設計

工作面皮帶順槽掘進時影響中車場立交區(qū)域的穩(wěn)定。掘進機通過立交區(qū)域后，掘進巷道的穩(wěn)定性同樣值得關注。已有案例表明，立交巷道掘進后，掘進巷道底板容易產(chǎn)生巷道底鼓等變形現(xiàn)象，影響回采期間的安全和正常使用，因此需要對工作面皮帶順槽立交區(qū)域段進行加強支護。工作面皮帶順槽掘進通過立交區(qū)域后，對工作面皮帶順槽立交點底板10m范圍內(nèi)加固，采用工字鋼鋪設和砼底板硬化。具體參數(shù)為：

（1）在皮帶順槽底板以立交點為中心沿巷道走向鋪設一排11#工字鋼，每道工字鋼長10m，每道工字鋼間距0.5m。

（2）對工作鋼鋪設范圍巷道底板進行砼底板硬化，混凝土強度等級為C25，厚度為400mm。

3 加強支護效果

為分析立交段巷道的加強支護效果，對掘進機施工立交區(qū)域前后的巷道變形進行了監(jiān)測。結果表明：1131003皮帶順槽掘進至立交點位置時，立交區(qū)域的中部車場巷道頂?shù)装謇塾嬜畲笠平績H為6mm，巷道無破壞，1131003皮帶順槽無底鼓現(xiàn)象，加強支護措施后，能保證掘進施工的順利進行。目前，1131003工作面已回采完畢，立交段的皮帶順槽和中車場均無異常，加強支護取得了較好的效果。