王鑫

摘要：開元公司巷道過陷落柱期間，支護普遍采用U型棚作為主要支護方式，該支護方式屬于被動的受壓支護，但巷道來壓或錨索支護強度不合理時，支架的穩(wěn)定性較差，通過合理的聯(lián)合支護技術，不僅增強了U型棚的支護強度和穩(wěn)定性，還提高了巷道的安全性，取得了很好的經濟效益。

關鍵詞：過陷落柱；U型棚；聯(lián)合支護

1 引言

開元公司位于山西省晉中市壽陽縣境內，公司所開采的井田交通十分便利，南部有石太鐵路、太舊高速公路。井田走向長約為5km，傾向長約為5.5km，井田水平面積達到27.5k㎡。現公司主采煤層有兩層，即3號和9號煤層，井田地質條件簡單。礦井正常涌水量為140m3/h，最大涌水量達到220m3/h；9#煤層硬度系數f=2.3，煤質為瘦煤、貧煤。

2 工程概況

現主采位于太原組上部的9#煤層，9#煤層位于K4灰?guī)r以上20m左右，煤層厚度在3.55-5.82m，平均厚度為4.93m，礦井南部存在9號煤與8號煤合并、分叉區(qū)，煤層厚度變化較大，煤層含夾石在0-4層，其夾矸巖性為泥巖、炭質泥巖，厚度一般在0.2至4.0米之間，煤層結構較為簡單。頂板為泥巖或砂質泥巖，局部為中、細粒砂巖。底板為砂質泥巖、泥巖、局部為粉砂巖或細粒砂巖。本煤層屬全分區(qū)穩(wěn)定可采煤層。

試驗巷道9713回風巷掘進工作面地面位于石人溝村東南部（已搬遷），黃土丘陵地貌，“U”型溝谷發(fā)育，以耕地為主，局部有少量林地；井下北部為9814工作面，東鄰9#煤七采區(qū)西翼工作面，南靠9713設計工作面，西部為9804已采工作面。

據3#煤3803工作面投影資料與三維地震資料，9713回風預計揭露194#陷落柱，長軸呈北西向，大小117m×65m。

3 支護技術探討

3.1 陷落柱對巷道影響

陷落柱內巷道頂板充填物多為泥巖、砂巖等混合巖性，且膠結情況差，陷落柱內巖層風化破碎嚴重，當掘進巷道通過陷落柱時，巷道圍巖破碎，穩(wěn)定性差。同時陷落柱附近可能有隱伏小斷層、裂隙、牽引褶曲、煤層傾角變化大等地質構造，在支護不合理或支護強度不夠時，很可能會造成頂板冒落、滾幫等事故，嚴重危害生產安全。

3.2 施工工藝

當陷落柱巖性硬度f≤3時使用掘進機施工，f>3時采用炮掘施工，過陷落柱期間，采用側裝機裝矸的方式；支護采用29U型棚、錨索、W鋼帶、菱形網聯(lián)合支護，挖柱窩使用風鎬施工，巖性較硬時可放小炮。

巖石較硬時，放炮后先進行敲幫問頂處理活矸危石，采用側裝機出矸，在永久支護下將能出的矸出凈，然后在永久支護下進行鋪聯(lián)網，兩人將帽柱抬立在合理位置，進行臨時支護，柱距不大于1米，臨時支護必須支設在實底上，底軟時必須穿鞋，過陷落柱永久支護采用鋼帶、錨索配高強度鐘形托盤、菱形網，29U型拱棚聯(lián)合支護。

支護布置方式：錨索、鋼帶將排距縮小至0.9米，29U型拱棚棚距也設定0.9m。其中，錨索鋼絞線規(guī)格為φ21.8mm×6200m，菱形網垂直巷道鋪設，頂網長邊對接并用14#專用聯(lián)網絲每隔0.1m交叉聯(lián)一道，如巷幫圍巖穩(wěn)定，不打幫錨桿不掛網，如巷幫圍巖破碎則在二牛背上補打一排幫錨桿，并掛一片經緯網。

29U型拱棚支護要求：

1、棚腿應支在柱窩內，柱窩深度不小于10cm。

2、棚梁中要與巷道中心線保持一致，左右偏差不超過5cm。

3、每架棚必須接口嚴實合縫，迎山有勁，構盤符合規(guī)定，卡纜齊全有效。

4、網與網搭接10㎝每間隔10㎝用雙股14#連網絲交錯連接一道，盤幫鉤頂要嚴實。棚梁與腿搭接長度不小于400mm?？ɡ|螺絲做防銹處理，棚嚴禁前仰后翻。

5、29U型拱棚支護緊跟掌頭。

3.3 支護效果

9713回風巷過陷落柱支棚段，采用錨索、鋼帶、網及29U型棚組合支護加固技術，很好的控制了頂幫位移及活矸危石的冒落，保證了巷道圍巖的穩(wěn)定性、完整性，實踐也證明該支護方式可保證巷道的安全生產需要，說明該支護設計對于巷道掘進過陷落柱是安全合理的。

通過對比其他巷道29U型棚支護，錨索規(guī)格對巷道支護質量也存在較大的影響，采用φ17.8mm×6200m配合支棚時，由于錨索承載能力較小，加之頂板破碎，導致圍巖變形嚴重，巷道頂底板移進量增加，必須后期進行了整巷維護補救，但錨索支護后期維護仍困難，并有多處U型棚受壓彎曲，這說明了支U型棚必須配合合理的錨索支護才能在過陷落柱期間發(fā)揮更好的作用。

現場實踐表明，29U型棚支架具有一定的可縮性，在受到圍巖壓力時，可以很好的將部分側向壓力轉化成垂直壓力，將巷道兩幫的壓力傳遞至巷道底板，達到一定的減壓效果，這種復合支護方式的應用使的過陷落柱支護效果良好，且巷道整修工程量小，緩和了礦井采掘接替緊張，還可以保證巷道安全有效，變形量小，在巷道內不會出現頂板冒落的情況，且斷面形狀非常穩(wěn)定，能夠很好的滿足進風、行人的要求。

4 結論

1、通過陷落柱的巷道，由于揭露的陷落柱內巖石易風化，巷道圍巖破碎，使巷道頂板難以支護。故必須采用及時支護，避免巷道頂幫圍巖長時間風化而難以維護。

2、通過采用高強度錨索初次支護，加之采用背板、板梁背實棚的頂、幫空隙部分，充分提高頂板的整體強度，很好的控制巷道圍巖的變形破壞，保證了巷道的安全使用。

3、通過過陷落柱期間巷道支護加固，很好解決了陷落柱影響范圍內巷道破碎圍巖的支護難題，且U型棚在支護過程中不會因受壓出現倒棚和棚腿內扎等現象。

參考文獻：

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