王 科

（山煤國(guó)際能源集團(tuán)股份有限公司煤業(yè)分公司調(diào)度室，山西 太原 030006）

1 工程概況

山煤國(guó)際能源集團(tuán)經(jīng)坊煤礦二采區(qū)1209 工作面布置如圖1。1209 工作面回風(fēng)巷處于該工作面尾部區(qū)域，總長(zhǎng)961 m，矩形斷面，規(guī)格為5 m×3.5 m。1209 工作面回風(fēng)巷煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，平均厚度5.02 m；基本頂為灰?guī)r，平均厚度8.65 m；直接底為灰黑色泥巖，平均厚度2.31 m；基本底為泥質(zhì)粉砂巖，平均厚度2.33 m，遇水易膨脹。

圖1 工作面布置示意圖

從圖1 可知，該1209 工作面揭露正斷層分別為：F54 正斷層：65°，∠45°，H=2.5 m；F65 正斷層：63°，∠62°，H=1.8 m；F64 正斷層：77°，∠80°，H=1.8 m；F33 正斷層：204°，∠45°，H=3 m。正斷層帶附近的煤巖破碎，穩(wěn)定性差，煤體松軟，煤體、頂板巖層均易發(fā)生冒落。

2 施工技術(shù)方案的設(shè)計(jì)

分析得知1209 工作面回風(fēng)巷南半部分長(zhǎng)度為494 m，為正常區(qū)域，北半部分長(zhǎng)度為467 m，為頂板破碎區(qū)域。針對(duì)這一復(fù)雜的情況，分區(qū)域制定支護(hù)方案。

2.1 正常區(qū)域段支護(hù)方案

參照1208 工作面巷道的支護(hù)參數(shù)，對(duì)1209 工作面回風(fēng)巷南半部分正常區(qū)域段支護(hù)設(shè)計(jì)方案如下，支護(hù)示意圖如圖2。

圖2 1029 工作面回風(fēng)巷正常區(qū)域段支護(hù)示意圖（單位：mm）

（1） 頂 板 支 護(hù)。 頂 板 支 護(hù) 采 用 規(guī) 格MSGLW-500/Ф22 mm×2400 mm 高強(qiáng)度單向無(wú)縱向筋螺紋鋼錨桿，每排6 根，錨桿間距900 mm，排距900 mm，錨固力不小于100 kN，預(yù)緊力矩不小于300 N·m，配高強(qiáng)托盤調(diào)心球墊、1010 尼龍墊圈；樹(shù)脂加長(zhǎng)錨固，采用1 支MS（CK + Z）2360 藥卷、1 支MSZ2360 藥卷；鋪設(shè)12#鐵絲編制的12 000 mm×1000 mm 金屬菱形網(wǎng)和Ф16 mm 圓鋼焊制的4800 mm×80 mm 的鋼筋梯子梁。垂直于巷道走向方向增打槽鋼錨索進(jìn)行支護(hù)，錨索規(guī)格SKL22-1/1770-7300 mm，錨索間排距為1800 mm×1800 mm，2 根錨索配套1 根2500 mm 的雙槽鋼托梁，托梁配套的槽鋼墊片尺寸為120 mm×150 mm×20 mm，樹(shù)脂加長(zhǎng)錨固，1 支MS（CK + Z）2360 藥卷、2 支MSZ2360 藥卷，錨索預(yù)緊力不小于200 kN。

（2） 兩 幫 支 護(hù)。 幫 部 支 護(hù) 采 用 規(guī) 格MSGLW-500/Ф22 mm×2400 mm 高強(qiáng)度單向無(wú)縱向筋螺紋鋼錨桿，每排4 根，錨桿間距900 mm，排距900 mm，錨固力不小于100 kN，預(yù)緊力矩不小于300 N·m，配高強(qiáng)托盤調(diào)心球墊、1010 尼龍墊圈；樹(shù)脂錨固，采用1 支MSZ2360 藥卷；兩幫鋪設(shè)雙向拉伸塑料網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)尺寸小于50 mm×50 mm）和1416 mm 圓鋼焊制的4800 mm×80 mm 的鋼筋梯子梁。在接近1208 工作面運(yùn)巷側(cè)巷幫補(bǔ)打兩根SKL22-1/1770-4300 mm 單體錨索，錨索間排距1600 mm×1800 mm，每根錨索采用高強(qiáng)度鎖具及拱形鋼托盤，托盤規(guī)格為300 mm×300 mm×16 mm 的鋼板，托盤拱高不小于60 mm，采用端錨錨固形式，每孔2 支錨固劑，1 支MS（CK+Z）2360 錨固劑，2 支MSZ2360 錨固劑，預(yù)緊力大于200 kN。

2.2 頂板破碎區(qū)域段支護(hù)方案

（1）采用錨+網(wǎng)+槽鋼錨索加密支護(hù)；（2）調(diào)整槽鋼錨索加密為排槽鋼打設(shè)；（3）平行巷道方向打設(shè)順巷槽鋼錨索；（4）補(bǔ)打一排4.3 m 單體錨索加強(qiáng)支護(hù)；（5）當(dāng)出現(xiàn)部分錨桿失效情況時(shí)，增設(shè)π 型梁鋼棚進(jìn)行被動(dòng)支護(hù)；（6）由于受F54正斷層、F65 正斷層、F64 正斷層、F33 正斷層的影響，在正斷層前后10 m 的范圍內(nèi)采取超前預(yù)注漿+后支護(hù)方式。

圖3 1029 工作面回風(fēng)巷頂板破碎區(qū)域段支護(hù)示意圖斷面（單位：mm）

頂板破碎區(qū)域段支護(hù)方案如圖3，（1）在保持其他支護(hù)參數(shù)不變的情況下，錨桿打設(shè)排距調(diào)整為800 mm，槽鋼錨索打設(shè)排距調(diào)整為800 mm；（2）順巷打設(shè)槽鋼錨索，距巷幫500 mm；（3）架設(shè)的π 型梁鋼棚垂直巷道布置，采用巨科DW35-250/110X 單體支柱，施工方式“一梁二柱”，棚距為800 mm，棚腿距梁端為113 mm；（4）打設(shè)17 個(gè)Φ42 mm 的鉆孔，間距300 mm，深度3000 mm，之后將33 mm 無(wú)縫鋼管插入鉆孔內(nèi)，長(zhǎng)度3000 mm。密集穿管示意圖如圖4。

圖4 密集穿管示意圖（單位：mm）

3 應(yīng)用效果分析

山煤集團(tuán)經(jīng)坊煤礦地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，該煤礦1209 工作面回風(fēng)巷在掘進(jìn)施工過(guò)程中要穿過(guò)F33、F54、F65 等多條正斷層，由于斷層帶破碎，煤巖自穩(wěn)性差，煤體松軟，煤體、頂板巖層均易發(fā)生冒落，安全事故頻發(fā)，影響掘進(jìn)效率。針對(duì)1209 工作面回風(fēng)巷復(fù)雜地質(zhì)條件，分區(qū)段采用不同的聯(lián)合支護(hù)方式。在掘進(jìn)開(kāi)采過(guò)程中，通過(guò)頂板破碎區(qū)時(shí)采用的聯(lián)合支護(hù)方式效果理想，巷道頂板圍巖變形量較小，巷道頂板下沉量在250 mm 以內(nèi)，巷道兩幫移近量在450 mm 以內(nèi)，有效控制巷道圍巖變形量，為實(shí) 現(xiàn)1209 工作面安全高效開(kāi)采奠定了基礎(chǔ)。