王曉強(qiáng)

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033102）

1 方山店坪煤礦概述

山西焦煤霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦2042巷位于二采區(qū)左翼，巷道東部為井田邊界，西部為水平大巷，南部為206工作面，北部為202采空區(qū)。

2042巷掘進(jìn)煤層為9號(hào)層，煤層平均厚度為2.8 m，巷道掘進(jìn)斷面規(guī)格（寬×高）為4.6 m×3.0 m，巷道沿9號(hào)煤層頂板掘進(jìn)，巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 775 m，截止目前巷道已掘進(jìn)1 207 m。

2042巷掘進(jìn)至1 212 m處揭露一條F7正斷層，斷層落差為1.4 m，傾角為52°，巷道掘進(jìn)至1 200 m處進(jìn)入該斷層影響區(qū)，巷道進(jìn)入斷層影響區(qū)后巷道頂板出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，且隨著巷道延伸，頂板出現(xiàn)超前破碎現(xiàn)象，原頂板永久支護(hù)無法滿足支護(hù)要求，為了保證2042巷能夠安全快速過F7斷層應(yīng)力區(qū)，決定對(duì)應(yīng)力區(qū)巷道頂板施工撞楔超前支護(hù)。

2 2042巷原頂板支護(hù)設(shè)計(jì)及問題分析

2.1 原支護(hù)設(shè)計(jì)

1）2042巷原頂板主要采用錨桿及錨索進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，將長(zhǎng)為2.0 m的錨桿按照一排5根的方式安裝在頂板上，相鄰錨桿之間的距離為1.0 m，相鄰兩排錨桿之間的距離為1.0 m，并與長(zhǎng)、寬分別為0.5 m、0.2 m的水泥托板配套安裝。

2）頂板錨索采用長(zhǎng)度為5.0 m，直徑為17.8 mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線，每排2根，錨索間距為1.8 m，排距為3.0 m，每根錨索外露端安裝一根長(zhǎng)度及寬度為0.3 m鋼托板，并采用鎖具進(jìn)行預(yù)緊。

3）每根錨桿采用一支長(zhǎng)度為35 mm快速錨固劑錨固，錨桿預(yù)緊力不得低于150 N·m；每根錨索配套兩支錨固劑，一支快速錨固劑長(zhǎng)度為0.35 m，一支中速錨固劑長(zhǎng)度為0.6m，錨索預(yù)緊力不得低于170 kN。

2.2 原支護(hù)問題分析

1）由于2042巷巷寬為4.6 m，如按照每排5根錨桿對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)已經(jīng)無法滿足支護(hù)要求，而且由于水泥托板抗壓強(qiáng)度低，很容易在構(gòu)造應(yīng)力及采用影響下發(fā)生斷裂，影響巷道頂板的支護(hù)效果。

2）根據(jù)地質(zhì)資料顯示該巷道的直接頂主要以泥巖為主，平均厚度為1.7 m，而采用的錨桿長(zhǎng)度僅為2.0 m，由于錨桿較短，錨桿的錨固端處于直接頂與偽頂?shù)慕唤缥恢?，未能插入?jiān)硬的巖石內(nèi)，無法對(duì)巷道頂板起到有效的懸吊作用，一旦斷層帶的直接頂出現(xiàn)破碎后，很容易導(dǎo)致錨桿失效現(xiàn)象[1-2]。

3）傳統(tǒng)的支護(hù)方式只能對(duì)頂板的局部區(qū)域進(jìn)行支護(hù)，在遇到頂板大面積破碎時(shí)很難發(fā)揮較好的支護(hù)效果，同時(shí)巷道掘進(jìn)期間未隨時(shí)根據(jù)頂板的破碎情況采取超前支護(hù)。

3 撞楔超前支護(hù)的應(yīng)用分析

根據(jù)對(duì)傳統(tǒng)支護(hù)工藝的不足進(jìn)行分析，為了能夠?qū)ζ扑閰^(qū)域頂板進(jìn)行合理有效的支護(hù)，研究決定對(duì)2042巷斷層附近破碎頂板采取撞楔超前支護(hù)。

1）每組撞楔支護(hù)主要由若干根長(zhǎng)度與直徑分別為3.5 m、30 mm螺紋鋼錨桿及端頭卡纜構(gòu)成。

2）在揭露斷層帶前10 m處頂板位置施工一排深度為3.0 m的鉆孔，并按照十孔一排進(jìn)行施工，相鄰鉆孔的距離為0.4 m，鉆孔的施工方向與工作面垂直。

3）超前支護(hù)孔施工完后將型號(hào)為35、60兩支錨固劑分別安裝在每個(gè)鉆孔內(nèi)，并采用手持式鉆機(jī)將3.5 m長(zhǎng)的螺紋鋼錨固在鉆孔內(nèi)[3]。

4）待錨固結(jié)束后，在超前錨桿外露端頭0.3 m處施工固定錨桿，并采用卡纜將錨桿進(jìn)行固定，緊固后的錨桿預(yù)緊力進(jìn)行檢測(cè)，確保每根錨桿的預(yù)緊力大于150 N·m。

5）第一排撞楔支護(hù)安裝完畢后掘進(jìn)工作面繼續(xù)推進(jìn)，第二排撞楔支護(hù)與第一排撞楔支護(hù)的距離為2.0 m且兩排撞楔支護(hù)交錯(cuò)布置，交錯(cuò)距離為1.0 m，如圖1所示。按照這樣的規(guī)律進(jìn)行支護(hù)，直到工作面完全通過斷層帶區(qū)域后方可停止。此外，為了能夠更好地加強(qiáng)永久支護(hù)的效果，需對(duì)之前的永久支護(hù)工藝進(jìn)行改造：將原來的錨桿更換為長(zhǎng)為3.0 m的錨桿，將錨桿由原來的的5根增加為6根，并用鋼帶對(duì)錨桿進(jìn)行緊固；將原來的錨索更換為長(zhǎng)為8.3 m的鋼絞線，將錨索由原來的兩根增加為三根，相鄰錨索之間的距離保持1.5 m，相鄰兩排錨索之間的距離保持2.0 m，并在同一排錨索外露端安裝一根長(zhǎng)度為3.2 m槽鋼；錨桿及錨索的錨固劑由原來的的慢速型更換為超快型。錨桿的兩支錨固劑為35型及60型，錨索的錨固劑為一支35型及兩支60型[4-5]。

4 結(jié)論

2042巷在過斷層期間采用傳統(tǒng)的支護(hù)方式頂板出現(xiàn)破碎、離層及冒頂?shù)默F(xiàn)象，對(duì)工作面的推進(jìn)速度及人員的安全造成巨大的隱患，店坪煤礦通過對(duì)前期支護(hù)方式存在的問題進(jìn)行分析，針對(duì)巷道的具體情況采取撞楔超前支護(hù)及更換錨桿、錨索的規(guī)格等一系列的措施加強(qiáng)應(yīng)力區(qū)巷道頂板支護(hù)，通過實(shí)際應(yīng)用效果來看，巷道支護(hù)優(yōu)化后，巷道在后期掘進(jìn)中未發(fā)現(xiàn)頂板大面積破碎以及支護(hù)失效現(xiàn)象，有效保證了斷層應(yīng)力區(qū)頂板整體的穩(wěn)定性，加快了巷道掘進(jìn)速度，取得了顯著的應(yīng)用成效。

圖1 2042巷過斷層期間撞楔超前支護(hù)平面示意圖（單位：mm）