臧德梁

（新汶礦業(yè)集團內蒙古福城礦業(yè)有限公司，內蒙古 鄂托克前旗 016200）

內蒙古福城礦業(yè)有限公司回采工作面超前支護一般采用超前支架或單體配鉸接頂梁進行支護。采用單體配鉸接頂梁支護，支回柱勞動強度大且施工存在較大安全風險，采用超前支架支護雖然支護強度較大，但是受井下采場局限性影響較大，大傾角工作面超前支架頂梁與頂板為線接觸，推移步距受截深影響，造成對頂板反復支撐，容易造成對頂板與原有支護的破壞，因此大傾角工作面不宜使用超前支架進行支護。采用以上兩種模式支護都具有較大局限性，既不利于安全，也無法保證工作面安全高效推采。

1 概況

內蒙古福城礦業(yè)有限公司1905N 工作面位于+150 m 水平一采區(qū)，工作面標高+400～+668 m，地面標高+1250.8～ +1259.8 m，平均埋深855.3 m。1905N 工作面走向長1760 m，傾斜寬172.5 m，平均煤厚3.57 m。1905N 工作面開采范圍煤層頂板為灰?guī)r，堅硬，平均厚2.3 m；其上為粉砂巖，鈣質膠結，平均厚6.7 m。9 煤底板為淺灰色粉砂巖，斜層理結構，鈣質膠結，夾有泥質條帶，平均厚2.5 m；再下為10 號煤，厚0.8 m；再下為粉砂巖，斜層理結構，鈣質膠結，夾有泥質條帶，平均厚1.9 m。

2 巷道支護工藝

2.1 巷道原支護

1905N 回風巷采用錨帶網(wǎng)+錨索支護頂板，斷面形狀為梯形，凈寬×中凈高=4.0×3.8 m，S荒=16.3 m2，S凈=15.2 m2。在巷道下幫施工毛水溝（規(guī)格：凈寬×凈深=0.4×0.4 m）。如圖1 所示。

頂板：采用MSGLD-600(X)等強螺紋鋼式樹脂錨桿（Φ22×L2200 mm）配W 鋼帶支護，錨桿間排距1000×1000 mm，網(wǎng)采用鋼塑復合網(wǎng)。

兩幫：采用MSGLD-600(X)等強螺紋鋼式樹脂錨桿（Φ22×L2200 mm）配W 鋼帶支護，上幫間距1200 mm，下幫間距1000 mm，排距均為1000 mm。上幫采用鋼塑復合網(wǎng)，下幫采用雙向塑料拉伸網(wǎng)。在巷道上幫自底板往上2～2.5 m 位置，沿巷道走向打設一排護幫錨索加強支護。

2.2 回采巷道原超前支護參數(shù)

上超前支護：采用兩排單體液壓支柱配HDJB-1200 型金屬鉸接頂梁（若頂板破碎時，采取加密支護），頂梁走向鉸接，支護長度自切頂排不小于50 m。

2.3 新型超前支護系統(tǒng)

上超前支護：超前打設注漿錨索加固頂板，支設單排柱梁作為超前支護。注漿錨索沿巷道中心線與原巷道錨索間隔布置，間排距2000×3000 mm。錨索采用礦用中空注漿錨索SKZ22-1/1860，長度6.2 m，錨索外露長度150～250 mm，樹脂錨固長度1000～1500 mm。

圖1 1905N 回風巷超前支護優(yōu)化后巷道支護圖

1905N 工作面于2 月25 日開始在原支護基礎上超前打設注漿錨索加固頂板，支設單排柱梁作為超前支護，逐步取消超前支護。截至4 月9 日已加強支護235 m，采用單排超前支護方式安全推采120 m。

3 礦壓觀測

3.1 觀測方案

（1）采用十字布點法進行表面位移觀測

① 巷道內每隔10 m 設一個“十”字測點，利用巷幫成對錨桿對兩幫移近量進行觀測，利用頂板錨桿垂直底板對頂?shù)装逡平窟M行觀測。

② 距離工作面20 m范圍的測點每班觀測一次，20～50 m 范圍內每天觀測一次，距離工作面50 m 范圍以外的測點每周觀測一次。

（2）頂板離層觀測

在超前200 m 范圍內每30 m 安設一組頂板離層儀，重點觀測取消超前情況下頂板離層情況。

（3）應力在線監(jiān)測

通過煤體應力在線監(jiān)測，判斷工作面正常推采情況下超前范圍內應力變化情況。

（4）微震監(jiān)測系統(tǒng)對比分析

通過對不同支護參數(shù)下微震監(jiān)測能量事件分布分析，判斷支護可靠性。

3.2 觀測數(shù)據(jù)及分析

3.2.1 表面位移觀測

施工期間，在取消超前范圍內設置巷道圍巖位移監(jiān)測站，通過3 月1 日至4 月1 日對超前60 m范圍內現(xiàn)場觀測記錄，每9～10 d 觀測一組數(shù)據(jù)，得到數(shù)據(jù)變化量匯總表如1 所示。

表1 表面位移記錄表

3.2.2 頂板離層儀觀測

1#頂板離層儀2019 年3 月1 日安裝，安裝位置在出口外50 m 處，頂板為砂質泥巖，從安裝起共觀測數(shù)據(jù)12 組。內外離層總變化量為3 mm，自1 日設點開始，錨固范圍內外無離層現(xiàn)象，基本穩(wěn)定。

2#頂板離層儀2019 年3 月1 日安裝，安裝位置出口外80 m 處，頂板為砂質泥巖，從3 月1 日共觀測數(shù)據(jù)14 組。內外離層總變化量為2 mm，自2 號設點開始，至3 月11 日錨固范圍內離層2 mm，深基點這段時間內離層1 mm，淺基點離層1 mm，錨固范圍內外基本穩(wěn)定。

3#頂板離層儀 2019 年3 月1 日安裝，安裝位置出口外110 m 處，頂板為砂質泥巖，從3 月1 日共觀測數(shù)據(jù)14 組。內外離層總變化量為5 mm，淺基點離層量0 mm，深基點離層量5 mm。

4#頂板離層儀2019 年3 月1 日安裝，安裝位置出口外140 m 處，頂板為砂質泥巖，從3 月1 日共觀測數(shù)據(jù)15 組。內外離層總變化量為0 mm，自4日設點開始，至3 月31 日錨固范圍內離層0 mm，外離層量0 mm，錨固范圍內外基本穩(wěn)定。

從1#～4#4 個頂板離層儀觀測數(shù)據(jù)可以看出，巷道6 m 范圍內頂板未發(fā)生離層現(xiàn)象，現(xiàn)場支護可以滿足巷道變形的要求。

3.2.3 應力在線監(jiān)測

表2 1905N 工作面應力在線監(jiān)測預警系統(tǒng)日報表

通過對取消超前支護段3 月10 日至4 月10 日巷道應力數(shù)據(jù)進行分析，超前范圍內煤體應力最大值7.2 MPa，無能量異?，F(xiàn)象。

3.2.4 微震監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析

2.10 日—3.10 日1905N 工作面微震監(jiān)測數(shù)據(jù)分析見圖2，3.11 日—4.10 日1905N 工作面微震監(jiān)測數(shù)據(jù)分析見圖3。

圖2 1905N 工作面微震監(jiān)測數(shù)據(jù)分析（2.10—3.10 日）

圖3 1905N 工作面微震監(jiān)測數(shù)據(jù)分析（3.11—4.10 日）

通過圖2 與圖3 對比分析，取消超前支護后，能量分布無明顯增加，超前范圍內能量事件雖有所集中，但無大的能量事件，說明目前支護方式能夠滿足現(xiàn)場要求。

4 結論

（1）采取新型超前支護系統(tǒng)后，超前范圍內回風巷兩幫變形量在300～600 mm 之間，頂?shù)装逡七M量在200～300 mm 之間，變形量在允許范圍內。

（2）通過頂板離層儀觀測，超前范圍內頂板離層基本無變化，最大值為3 mm，說明注漿錨索支護可靠，支護強度能夠滿足現(xiàn)場要求。

（3）通過礦壓觀測分析，在目前采場條件下現(xiàn)場支護設計能夠滿足現(xiàn)場要求。