武志龍

（山焦汾西香源煤業(yè)有限責任公司，山西 交城 030500）

為提高煤炭回收率、延長礦井服務(wù)年限，小煤柱、無煤柱沿空留巷技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。沿空留巷是將上區(qū)段回采巷道保留下來用作下區(qū)段回采巷道使用，可顯著提高采區(qū)煤炭回收率、降低開拓成本，同時還可緩解礦井采掘接續(xù)緊張局面。目前，沿空留巷主要采用巷旁充填的方式進行留巷支護，巷旁充填的方式包括柔膜混凝土、高水材料和矸石充填等[1-5]。香源煤業(yè)1210 運輸巷計劃采用沿空留巷的方式保留下來用作1212 工作面材料巷使用，以提高煤炭回收率，緩解采掘接續(xù)緊張局面。

1 工程背景

1210 工作面位于一采區(qū)，東為1208 采空區(qū)，南為一采皮帶巷，西為1212 工作面（未采），北為井田邊界保安煤柱，如圖1。工作面開采山西組2#煤層，據(jù)SK1、SK2 鉆孔和附近地質(zhì)資料可知，其煤厚0.7～2.3 m，均厚1.6 m，屬穩(wěn)定可采煤層，煤層傾角3°～8°，平均5°?；卷敒橹猩皫r，厚2.01～5.99 m，裂隙發(fā)育差，泥質(zhì)膠結(jié)，半堅硬；直接頂為細砂巖或砂質(zhì)泥巖，厚0.5～7.0 m，南部為灰黑色細砂巖，北部相變?yōu)榛液谏百|(zhì)泥巖；偽頂為泥巖，厚0.2 m，易碎不穩(wěn)定；直接底為中砂巖，厚2.7～3.7 m，含泥質(zhì)細條紋，質(zhì)硬。1210工作面運輸巷掘進斷面為矩形，掘進寬度4.2 m，高度2.5 m，全長890 m。

圖1 采掘工程平面圖

2 1210 運輸巷沿空留巷支護技術(shù)

2.1 留巷前支護技術(shù)與參數(shù)

1210 運輸巷留巷前采用錨桿+錨索+鋼筋托梁+鋼塑復(fù)合網(wǎng)聯(lián)合支護，具體支護技術(shù)與參數(shù)如下：

（1）錨桿。頂錨桿采用Ф20 mm×2000 mm的左旋螺紋鋼錨桿，幫錨桿采用Ф16 mm×1600 mm 的圓鋼端頭錨固錨桿。頂錨桿配MSK2355 及MSZ2355 型藥卷各1 卷，幫錨桿配MSK2355 藥卷1 卷。錨桿間排距均為800 mm×900 mm。頂錨桿錨固力不小于180 kN，幫錨桿錨固力不小于60 kN。

（2）錨索。錨索采用Ф17.8 mm×5500 mm 的鋼絞線，呈“五花”布置，即一排布置3 根，一排布置2 根，排距為1800 mm。布置3 根時間距為1000 mm，布置2 根時間距為1200 mm。錨索配1卷MSK2355 型藥卷、2 卷MSZ2355 型藥卷。

（3）鋼筋托梁。采用Ф14 mm×80 mm×4100 mm 的鋼筋托梁，眼間距為800 mm。

（4）鋼塑復(fù)合網(wǎng)。巷道頂部及兩幫鋪設(shè)鋼塑復(fù)合網(wǎng)，頂網(wǎng)規(guī)格4.6 m×1.0 m，幫網(wǎng)規(guī)格2.3 m×1.0 m，網(wǎng)孔規(guī)格50 mm×50 mm。

留巷前支護斷面圖如圖2。

圖2 留巷前支護斷面圖（mm）

2.2 1210 運輸巷留巷支護技術(shù)與參數(shù)

1210 運輸巷留巷后在采空區(qū)側(cè)采用錨桿+鋼筋托梁+鋼塑復(fù)合網(wǎng)+柔膜混凝土+對拉錨桿進行加強支護，具體支護技術(shù)與參數(shù)如下：

（1）錨桿。工作面機尾頂板采用規(guī)格Ф20 mm×2000 mm 的左旋螺紋鋼錨桿進行加強支護，配MSK2355 及MSZ2355 型藥卷各1 卷，間排距均為800 mm×900 mm。

（2）鋼筋托梁。采用Ф14 mm×80 mm×2500 mm 的鋼筋托梁，眼間距為800 mm。

（3）鋼塑復(fù)合網(wǎng)。工作面機尾頂板處鋪設(shè)鋼塑復(fù)合網(wǎng)，規(guī)格2.5 m×1.0 m。

（4）柔膜混凝土充填。在機尾過渡支架尾部支設(shè)規(guī)格為1.8 m×1.9 m×2.5 m 的柔模，混凝土采用340 kg/m3以上的膠凝材料加上適量優(yōu)質(zhì)粉煤灰進行制備，砂率50%～55%，最大料粒小于25 mm，塌落度30～160 mm，水灰比1:1.67。

（5）對拉錨桿。柔膜混凝土充填采用規(guī)格Ф20 mm×2100 mm 的對拉錨桿進行加強支護，保證巷旁充填體寬度不小于2.0 m，間排距均為700 mm×700 mm。

留巷后支護斷面圖如圖3。

圖3 留巷后支護斷面圖（mm）

3 圍巖控制效果分析

1210 運輸巷沿空留巷支護技術(shù)應(yīng)用后，監(jiān)測了留巷過程中的巷道圍巖變形情況，如圖4。

1210 運輸巷超前工作面50 m 開始受采動影響，巷道出現(xiàn)變形現(xiàn)象。采動影響初期，1210 運輸巷圍巖變形速度較慢，頂、底板及兩幫變形速度分別為1.5 mm/d、2.0 mm/d、1.8 mm/d 左右。超前工作面20 m 后，1210 運輸巷圍巖變形速度加快。此時，頂、底板及兩幫變形速度分別為3.2 mm/d、4.1 mm/d、7.5 mm/d 左右，頂?shù)装遄冃嗡俣燃涌炝? 倍以上，兩幫變形速度加快了3 倍以上。超前范圍內(nèi)，1210運輸巷頂、底板及兩幫累計變形量分別為37 mm、45 mm、80 mm。

1210 運輸巷滯后工作面初期，巷道圍巖變形速度顯著增加。滯后工作面20 m 范圍內(nèi)，1210 運輸巷頂、底板及兩幫變形速度分別增至5.6 mm/d、9.1 mm/d、12.6 mm/d 左右。滯后工作面60 m 范圍后，巷道圍巖變形速度開始減緩，1210 運輸巷頂、底板及兩幫變形速度分別降至1.4 mm/d、1.8 mm/d、1.6 mm/d 左右。滯后工作面120 m 后，巷道圍巖變形趨于穩(wěn)定，1210 運輸巷頂、底板及兩幫累計變形量分別為126 mm、179 mm、275 mm。

圖4 1210 運輸巷留巷時期圍巖變形曲線

4 結(jié)論

基于香源煤業(yè)1210 工作面運輸巷生產(chǎn)地質(zhì)條件，設(shè)計了1210 運輸巷沿空留巷支護方案，監(jiān)測了巷道變形情況，均能夠滿足采煤期間的正常使用和安全生產(chǎn)需要。