耿新新

（霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033100）

1 概述

霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦2112巷位于830水平南翼，東為830回風(fēng)巷、軌道巷、皮帶巷，西至井田邊界，南為實(shí)體煤，北與9-209回采面相鄰（正在回采）。2112巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1157m，巷道設(shè)計(jì)斷面規(guī)格為寬×高=4.8×3.0m。巷道掘進(jìn)煤層為9#煤層，平均厚度為3.0m，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般含夾矸2～3層，夾矸厚0.2～0.35m。巷道煤厚為2.8～3.1m，煤層傾角為1～10°。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂，底板為砂質(zhì)泥巖。

2112巷從830皮帶巷開口施工，以17°仰角上山掘進(jìn)，巷道掘進(jìn)30m后施工巷道過(guò)830軌道巷底板，兩巷層間距1.7m，巷道繼續(xù)掘進(jìn)35m后揭露9#煤層頂?shù)装?，然后?#煤層頂?shù)装迤叫芯蜻M(jìn)。為了保證2112巷過(guò)巷施工安全，合理分析了過(guò)巷施工存在的技術(shù)難題，提出人工假頂?shù)姆椒▽?duì)過(guò)巷段頂板進(jìn)行維護(hù)。

2 過(guò)巷掘進(jìn)施工技術(shù)難題

（1）層間巖體難以預(yù)留。由于2112過(guò)830軌道巷底板時(shí)，兩巷層間距為1.7m，830軌道巷底板主要以炭質(zhì)泥巖及煤層混合巖層為主，平均厚度為3.2m，巖體平均單軸抗壓強(qiáng)度不足20MPa，巖體穩(wěn)定性差，易破碎，無(wú)法形成穩(wěn)定的承載梁，2112巷在掘進(jìn)時(shí)受巷道開挖應(yīng)力以及830軌道巷行車、行人震動(dòng)影響，兩巷層間距預(yù)留難度大，很容易發(fā)生頂板垮落事故。

（2）支護(hù)難度大。由于兩巷層間距小，采用傳統(tǒng)錨桿、錨索支護(hù)時(shí)很容易出現(xiàn)穿層現(xiàn)象，錨桿（索）無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定錨固，導(dǎo)致錨桿（索）錨固失效，起不到懸吊支護(hù)作用。若采用密集工字鋼棚支護(hù)時(shí)，鋼棚頂梁對(duì)不穩(wěn)定頂板易產(chǎn)生切頂破壞，很容易導(dǎo)致頂板破碎、冒落。

（3）巷道掘進(jìn)效率低。受兩巷間不穩(wěn)定巖體影響，2112過(guò)巷期間采用傳統(tǒng)機(jī)械化掘進(jìn)無(wú)法保證巷道施工安全，需采用分層松動(dòng)爆破施工，單茬掘進(jìn)進(jìn)度為1.0m，從而嚴(yán)重制約了巷道掘進(jìn)效率。

3 2112巷過(guò)巷期間支護(hù)技術(shù)

為了保證2112巷過(guò)巷施工安全，提高過(guò)巷段頂板穩(wěn)定性，通過(guò)研究決定對(duì)過(guò)巷段施工人工復(fù)合假頂，并通過(guò)支設(shè)工字鋼棚對(duì)復(fù)合頂板進(jìn)行加固。

3.1 人工復(fù)合假頂施工

（1）當(dāng)2112巷掘進(jìn)至距830軌道巷5.0m處時(shí)巷道停止掘進(jìn)，在830軌道巷的2112巷過(guò)巷段進(jìn)行起底施工。起底規(guī)格為長(zhǎng)×寬×深=6.0×4.5×1.7m，起底時(shí)采用松動(dòng)爆破施工工藝，松動(dòng)爆破炮孔深度為0.8m，每孔裝藥量為300g，采用正向裝藥方式，每次允許爆破炮孔數(shù)量為5個(gè)。

（2）830軌道巷起底后，在起底坑內(nèi)依次鋪設(shè)風(fēng)帶布、密集工字鋼梁以及HDPE阻燃土工復(fù)合網(wǎng)。工字鋼梁沿軌道巷走向布置，鋼梁長(zhǎng)度為6.0m，在鋼梁兩端各焊制一個(gè)直徑為25mm圓孔，鋼梁鋪設(shè)后采用兩根錨索將所有鋼梁進(jìn)行固定。起底處共計(jì)鋪設(shè)40根鋼梁。

（3）鋼梁鋪設(shè)完成后，在鋼梁間隙處安裝三排串拉錨桿，錨桿長(zhǎng)度為1.6m，直徑為22mm，每排3根，錨桿排距為2.0m，間距為1.5m。

（4）串拉錨桿安裝后，對(duì)起底處進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土配比為水泥:沙子:石子=1:2:2?；炷撩繚仓穸?00mm鋪設(shè)一層復(fù)合網(wǎng)，澆筑期間采用內(nèi)燃混凝土單頭震動(dòng)泵進(jìn)行震動(dòng)，混凝土澆筑厚度為1.7m，澆筑后保證澆筑面與830軌道面平整。

（5）澆筑后，在每一根串拉錨桿外露端安裝一根長(zhǎng)度為0.6m工字鋼梁，并采用鎖具將其與澆筑面固定，人工復(fù)合假頂施工完成。如圖1所示。

（6）830軌道巷起底澆筑后，2112巷開始繼續(xù)掘進(jìn)。在過(guò)巷掘進(jìn)時(shí)將掘進(jìn)機(jī)每循環(huán)割煤深度降低為1.0m，掘進(jìn)后保證澆筑面完全揭露且作為2112巷過(guò)巷段頂板。為了加強(qiáng)人工假頂穩(wěn)定性，2112巷過(guò)巷掘進(jìn)完成后在過(guò)巷段架設(shè)工字鋼棚進(jìn)行加固，鋼棚架設(shè)間距為1.0m，共計(jì)架設(shè)6架。

圖1 人工復(fù)合假頂施工斷面、平面示意圖

3.2 人工復(fù)合假頂優(yōu)點(diǎn)

（1）穩(wěn)定性強(qiáng)。與傳統(tǒng)薄煤層軟巖頂板相比，人工假頂采用混凝土澆筑，抗載荷性強(qiáng)，能夠滿足上水平巷道運(yùn)輸、行人需要，提高了頂板穩(wěn)定性，而且該人工假頂施工工藝可用于任何復(fù)雜地質(zhì)條件下，實(shí)用性強(qiáng)。

（2）蠕變性小。由于2112巷過(guò)巷段人工假頂安裝了多層HDPE阻燃土工復(fù)合網(wǎng)，該化學(xué)材料具有低延伸率、抗疲勞機(jī)老化性強(qiáng)、蠕變性小等優(yōu)點(diǎn)，與澆筑混凝土具有較強(qiáng)的嵌鎖力，保證了人工復(fù)合假頂長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免了假頂出現(xiàn)變形、斷裂、蠕變現(xiàn)象。

（3）降低了支護(hù)成本費(fèi)用。人工假頂一次性成型，與傳統(tǒng)支護(hù)工藝相比減少了頂板錨桿、錨索、注漿等支護(hù)，簡(jiǎn)化了頂板支護(hù)工藝，降低了支護(hù)成本費(fèi)用，縮短了支護(hù)時(shí)間，提高了巷道掘進(jìn)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)2112巷掘進(jìn)中要近距穿過(guò)830軌道巷底板，提出了人工復(fù)合假頂代替?zhèn)鹘y(tǒng)頂板支護(hù)的施工方案。實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)預(yù)留薄煤巖層頂板相比，人工復(fù)合假頂穩(wěn)定性高，解決了預(yù)留近距離煤巖層時(shí)，頂板支護(hù)難度大、穩(wěn)定性差等技術(shù)難題，保證了巷道掘進(jìn)安全，該施工工藝為類似巷道掘進(jìn)提供了借鑒意義，取得了顯著應(yīng)用成效。