深井小煤柱沿空掘巷支护技术探讨

深井小煤柱沿空掘巷支护技术探讨

姚德建

淮河能源控股集团煤业公司谢桥煤矿职工培训中心，安徽颍上 236221

摘要：合理的小煤柱尺寸不仅对提高煤炭采出率具有重要意义，而且关系到采区巷道能否稳定这一重要问题。如何根据巷道围岩的具体条件，合理确定支护技术，对于巷道安全和工作面正常生产具有重要意义。文章主要依据谢桥矿某沿空掘巷的研究与应用，取得了很好的效果，值得推广使用。

  关键词：深井；小煤柱；沿空掘巷；支护

1概况

谢桥煤矿11618轨道顺槽西起11518工作面运输顺槽，东至13418运输顺槽车场。下伏6煤层11416、21116工作面已回采完毕。上阶段11518工作面已回采完毕。东边13418工作面已回采完毕、13518工作面正在掘进。11618轨道顺槽与11518运顺顺槽平行布置，净垛为5.0m。11618轨道顺槽为沿空巷道，在11518运输顺槽下帮拨门，巷道设计长度为2019.7m（平距），服务年限3年。

2 沿空掘巷围岩强化控制原理
　　沿空巷道周边浅部围岩主要是处于低围压约束下的破裂岩石，在分析低围压下巷道围岩的力学行为和锚固性能的基础上，沿空巷道围岩控制的关键是要提高支护系统的整体强度。
　　一般而言，在巷道顶板的中部位置和两帮中上部位置，特别是靠近采空区一侧的肩窝位置，是受力最集中的区域，容易受水平应力和垂直载荷的影响而出现破坏，因此巷道围岩控制要通过支护手段强化巷道围岩承载结构，使围岩结构协调均衡承载，增加支护与围岩之间的协调性[1]。通过高强支护系统促成支护围岩整体承载结构的形成与强化，以高预拉力、高强度、高刚度多层次的多构件的锚杆联合支护来实现支护体和围岩间的主动和动态的相互作用，从而控制围岩变形。
　　沿空掘巷重点是保护小煤柱的稳定型，通过在小煤柱帮施工长锚杆加高强度、高刚度、抗弯性能好的W型刚带并联合预应力桁架的联合控制技术，改善小煤柱的应力状况，强化煤体强度，改善其承载性能。同时还要高度重视巷道顶底以及实体煤帮的控制，使巷道整体处于一个协调统一的稳定结构。

3支护形式

（1）顶板完好情况下采用锚网支护；当顶板较为破碎、稳定性差、岩性变软、有淋（滴）水现象或锚索锚固段深入到稳定的岩层里小于1200mm等情况时，必须采取补打挑棚、增加锚索长度、改变支护形式等措施加强支护。

（2）应力集中区、地质构造影响区、淋水区、交叉点和各类大型硐室等复杂地段应采取补打锚索、锚索束、挑棚、木点柱或采取中空注浆锚索进行注浆加固等加强支护措施。采取以上措施仍不能有效支护时，应立即变更为套（架）棚支护。

（3）巷道过淋水带、顶板破碎带、大断面交叉点、动压影响带、地质构造带等复杂地段应进行联合支护，支护范围应延伸到正常地段5m以上。

4 11618轨道顺槽锚网支护参数

（1）顶板采用5.0m长的M5型钢带施工，1片6000×1200mm长的10#镀锌铁丝编制的菱形金属网和6根MSGLW-400/22×2400mm等强锚杆联合支护，锚杆间排距为960×1000mm。

（2）巷道顶板以上0~6.0m为砂岩及以上稳定岩层且无离层、无构造、无淋水时，顶板锚索最低采用"一控四（10001000）"，即每四排在巷中施工一根锚索，配300×300×δ16mm和150×150×δ16mm锚索托盘,锚索型号为SKP21.8-1×19/1860，锚索间距为4000mm，锚索长度不得低于6.2m，滞后迎头不大于80m施工Φ180mm以上的木质信号柱，信号柱间距不大于20m；

顶板以上0~4.8m为砂岩及以上稳定岩层、4.8~6.0m为砂质泥岩及以上稳定岩层且无离层、无构造、无淋水时，顶板锚索至少按"…1010…"型式布置，即至少每两排在巷中施工一根锚索，配300×300×δ16mm和150×150×δ16mm锚索托盘,锚索型号为SKP21.8-1×19/1860，锚索间距为2000mm，锚索长度不得低于6.2m；

顶板以上0~3.6m为砂岩及以上稳定岩层、3.6~6.0m为砂质泥岩及以上稳定岩层且无构造、无淋水时，顶板锚索至少按"…2020…"型式布置，即至少每两排分中1.0m各施工一根锚索，每根锚索配300×300×δ16mm和150×150×δ16mm锚索托盘，锚索型号为SKP21.8-1×19/1860，锚索间排距为2000×2000mm，锚索长度不得低于6.2m；

满足不了以上条件时顶板锚索至少按"…3030…"型式布置，成排锚索配3600×180×δ12mm长的T型钢带和150×150×δ16mm锚索托盘，锚索型号为SKP21.8-1×19/1860，锚索间排距为1600×2000mm，锚索长度不得低于6.2m。

（3）巷道高帮采用2根2.1m长的M5型钢带搭接施工，1#孔采用长度为3.1m的SKP21.8-1×19/1860锚索配300×300×16mm蝶形托盘和调心球垫、2#-5#孔采用4根MSGLW-400/22×2400mm等强锚杆，配1片4600×1200mm长的10#镀锌铁丝编制的菱形金属网联合支护，锚杆（索）间排距为900×1000mm；滞后迎头不大于7m距顶板1.5m位置施工第一排走向加固锚索，滞后迎头不大于60m距顶板2.7m位置施工第二排走向加固锚索，锚索间距1000mm，帮部走向锚索型号为SKP21.8×1/1860-1×19，锚索长度为4.2m，帮部T型钢带规格为2400×180×δ12mm，T型钢带上的锚索孔下面配150×150×δ16mm锚索托盘；走向锚索位置可根据煤层变化情况调整，煤厚小于1.2m时仅在煤层中施工一排走向锚索即可。

（4）巷道低帮采用1根2.1m和1根1.1m长的M5型钢带搭接施工，1片3600×1200mm长的10#镀锌铁丝编制的菱形金属网和4根MSGLW-400/22×2400mm等强锚杆联合支护，锚杆间排距为900（800）×1000mm；滞后迎头不大于7m距顶板1.4m位置施工一排走向加固锚索，锚索间距1000mm，帮部走向锚索型号为SKP21.8×1/1860-1×19，锚索长度为4.2m，帮部T型钢带规格为2400×180×δ12mm，T型钢带上的锚索孔下面配150×150×δ16mm锚索托盘；走向锚索位置可根据煤层变化情况调整。

5采用新型喷浆材料对沿空侧帮部（高帮）进行喷浆封闭、加固

薄喷材料及应用技术，是一种煤矿下及隧道围岩快速封闭围岩固结、协同锚杆网支护防护用、无污染无回弹、有效保障巷道围岩整体稳定性等新型安全材料技术。产品采用防潮包装袋包装重量为25kg。现场使用按照水料比（重量比）为0.35:1经专用喷涂设备施工，现场是25kg/水配三袋料施工。薄层喷涂层可以是3~5mm，也可以是10~50mm厚度，抗拉变形可以实现10%~50%，适应煤矿井下巷道围岩一定动压变形。

6 矿压观测
　　在掘进期间共设置了6个测站进行围岩表面位移、顶板锚固区内、外离层值、锚杆（索）受力，巷道表面位移及顶板离层。依据观测数据，巷道满足工作面的安全生产要求，两帮移近量最大为320mm，其中沿空帮移近量为268mm，实体帮移近量为135mm，顶底板移近量为360mm，顶板深浅基点离层值最总为120mm，浅基点为108mm，锚杆受力状况良好，巷道底板无明显底臌，巷道未出现片帮、顶板垮落等事故，巷道围岩控制满足工作面安全生产要求。

7 结束语
  谢桥矿11618轨道顺槽是典型的深井小煤柱沿空掘进巷道，由于采用措施得当，支护效果显著，长期维护期间，强烈采动影响期间，巷道变形均得到了有效控制，很好满足了回采要求。通过对巷道围岩进行监测分析，围岩变形得到有效控制，支护效果良好。
  参考文献
　　[1] 高明仕，张农，成隆.综放沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定[J].矿山压力与顶板管理，2004，（3）：4-7.

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