切顶卸压留巷的补强支护技术应用实践.pdf

362020 年第 9 期 切顶卸压留巷的补强支护技术应用实践 田元帅 （山西晋煤集团沁秀公司岳城煤矿，山西 晋城 048006） 摘 要 针对岳城煤矿 2901 工作面切顶卸压留巷前应力集中、易引发事故等现状，提出了基于恒阻大变形锚索的巷道补 强支护措施，对锁口加固段、中间加固段、留巷顶底板及后方采空区挡矸区进行了重点补强。应用结果表明，补强支护后 回采期间顶板移近量为 201 mm，最大底鼓为 79 mm，最大移进速度为 48 mm/d。 关键词 切顶 留巷 支护 中图分类号 TD353 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.09.013 Application of Reinforcement Support Technology for Cutting Top and Unloading Lane Tian Yuanshuai Shanxi Jin Coal Group Qinxiu Company Yuecheng Coal Mine, Shanxi Jincheng 048006 Abstract In view of the current situation of stress concentration and easy to cause accidents in 2901 working face of Yuecheng Coal Mine, the roadway reinforcement and support measures based on constant resistance and large deation anchor cable are put forward. The key points of reinforcement section of lock mouth, middle reinforcement section, roof and floor of retained roadway and gangue retaining area of goaf behind are strengthened. The application results show that after the reinforcement support, the roof movement is 201mm, the maximum floor heave is 79mm, and the maximum moving speed is 48mm / d. Key words roof cutting retained roadways support 收稿日期 2020-03-06 作者简介 田元帅（1985），男，山西晋城人，2013 年 1 月 毕业于武汉理工大学采矿工程专业，采煤助理工程师。 沿空留巷不仅能够治理工作面瓦斯超限难题， 而且能够有效提高煤炭资源回收率，实现前进式和 往复式开采，具有显著的技术优势和经济效益。工 作面采用留设区段煤柱护巷方式，存在掘进速度慢、 出矸率高、资源浪费严重等问题。拟在切顶卸压沿 空留巷时，采用恒阻大变形锚索进行巷道补强，保 证切顶卸压工作的顺利进行。 1 概况 岳城煤矿现主采 9、15煤层。2901 工作面西 面为西盘区大巷，北面为 2902 工作面，东面为矿 界，南面为南闵村。工作面煤层稳定，总体呈一单 斜构造，煤层倾角 3 5，采用“两进一回、Y 型”布置方式。工作面走向长度为 371.2 m，推进 长度为 170 m，煤层厚度平均 1.64 m。巷道设计断 面为矩形，长 374.6 m，沿 9 号煤层底板布置，净 宽 4 m，净高 2.2 m，净断面 8.8 m2，掘进宽度 4.2 m， 高2.3 m，掘进断面积为9.66 m2。29011巷采用锚杆、 钢筋网加锚索联合支护方式。顶板支护每排 4 根锚 杆，锚杆排距 1200 mm，间距 1200 mm，网片规格 20001300 mm，每排布置两根 7.3 m 锚索，排距 2400 mm；巷帮支护每帮每排 2 根锚杆，锚杆排距 1200 mm，间距 900 mm，距顶板 700mm，距底板 700 mm；开采侧帮部采用 Ф202000 mm 的玻璃 钢锚杆支护。原支护设计图如图 1 所示。 工作面推进过程中，预留 29011 巷会受到采动 影响， 围岩应力集中， 因此须采取相应补强支护措施。 2 补强支护方案 2.1 恒阻锚索补强 直接顶上部有一层稳定的中粒砂岩，且恒阻锚 索应超出切缝孔深度不低于1 m， 考虑到切缝参数， 恒阻锚索长度 8.3 m，直径 21.8 mm。恒阻锚索加固 分两个区域，第一个为沿空留巷起始位置的锁口加 固区域，第二个为沿空留巷中间段加固区域。沿空 留巷起始位置在沿空留巷起始位置①～②段，打 设密集恒阻锚索进行巷道锁口加固和补强支护。 ①～②段锁口补强支护暂定顶板采用恒阻锚 372020 年第 9 期 田元帅切顶卸压留巷的补强支护技术应用实践 索补强支护，钢绞线采用 Ф21.88300 m，每排 4 根，间距 1 m，排距 1 m，恒阻锚索垂直于顶板方 向布置，托盘选用 30030016 mm 的平托盘，用 BHW-300-5.00 型 W 钢带相连接。如图 2 所示。 图 1 29011 巷原支护设计图 图 2 锁口加固段锚索补强支护平面、断面图 沿空留巷中间段加固在沿空留巷的②～③段 打设恒阻锚索。在对巷道顶板进行恒阻锚索补强的 同时，对 29011 巷现有支护情况进行抽检、加固。 2.2 留巷帮部锚索补强 帮部锚索补强在留巷之前暂不实施，依据留巷 的实际效果判断是否采用。当留巷效果不佳时， 需对巷帮进行补强。采用锚索梁（2 个锚索配 1 个 1600 mm 长的槽钢，孔间距 1200 mm）对实体煤 帮进行加固，垂直于巷道走向布置，上部锚索距 顶板为 600 mm（仰角 20），下部锚索距底板为 500 mm（下扎角 15）。锚索直径为 21.8 mm， 长度 4300 mm，间排距为 1200 mm2400 mm。 留巷围岩顶锚索补强支护图如图 3 所示。 A 向视图 田元帅切顶卸压留巷的补强支护技术应用实践 382020 年第 9 期 （2）通过构建采场结构力学模型，计算得初次 来压步距为 60 m，周期来压步距为 25 m。实施强制 放顶后，经现场观测相较于理论预估，初次来压步 距提前 25 m，周期来压提前约 10 m，表明强制放顶 操作取得了良好效果，确保了安全生产的需要。 【参考文献】 ［1］ 李冰冰，张培鹏 . 综放工作面初采强制放顶技术 应用及优化措施 [J]. 煤炭技术，2014，33（12） 42-44. （上接第 35 页） 图 3 留巷围岩顶帮锚索补强支护图 2.3 后方采空区挡矸 采用单体液压支柱（不戴帽）U 型钢可缩支柱 紧压钢筋网进行，在巷道切缝帮沿切缝线布置一排 单体液压支柱，与 U 型钢可缩支柱交替布置，间距 500 mm，单体柱与 U 型钢可缩支柱间距为 250 mm。 U 型钢内挂钢筋网防止矸石窜入巷道。根据巷道高度 选用DW28-250/100或DW25-250/100型单体柱接顶， 保证支护强度。其架后临时支护如图 4 所示。 图 4 29011 巷架后临时支护平面图 3 现场实测及结论 在 29011 巷沿空留巷后，分别对巷道顶底板的 移近量和移进速度进行了实时监测，得现场围岩变 化情况如图 5 所示。 图 5 29011 巷沿空留巷后围岩变化图 由上图可知，29011 巷沿空留巷后，顶底板围 岩在 2040 d 内变形速度最快，其整体变形情况为 先增大后减小，并逐渐趋于稳定。根据现场实测， 工作面回采期间，29011 巷顶板移近量为 201 mm， 最大底鼓为 79 mm，最大移进速度为 48 mm/d，围 岩变形情况均在设计范围之内。说明基于恒阻锚索 的补强方式能够有效控制留巷顶板的围岩变形，保 证工作面高效回采。 【参考文献】 ［1］ 成云海，姜福兴，林继凯，等 . 采场坚硬顶板沿 空巷旁柔性充填留巷试验研究 [J]. 采矿与安全工 程学报，2012，29（06）757-761． ［2］ 黄艳利，张吉雄，张强，等 . 综合机械化固体充 填采煤原位沿空留巷技术 [J]. 煤炭学报，2011， 36101624-1628． ［3］ 陈勇，柏建彪，朱涛垒，等 . 沿空留巷巷旁支护 体作用机制及工程应用 [J]. 岩土力学，2012，33 （05）1427-1432． ［2］ 高魁，刘泽功，刘健，等 . 深孔爆破在深井坚硬 复合顶板沿空留巷强制放顶中的应用 [J]. 岩石力 学与工程学报，2013，32（08）1588-1594. ［3］ 谭诚 . 煤层巨厚坚硬顶板超前深孔爆破强制放顶 技术研究 [D]. 淮南安徽理工大学，2011. ［4］ 陈苏社 . 综采工作面超深孔爆破强制放顶技术研 究 [J]. 煤炭科学技术，2013，41（01）44-47. ［5］ 李小青，张永平，尹中凯 . 复合顶板综放工作面 强制放顶合理步距研究 [J]. 煤炭科技，2019，40 （05）14-16.