高喜才，馬騰飛，范 凱，肖前昌，胡 彬，王燦華

(1.西安科技大學(xué) 能源學(xué)院，陜西 西安 710054；2.四川華鎣山龍灘煤電有限責(zé)任公司，四川 廣安 638020；3.四川華鎣山廣能(集團(tuán))有限責(zé)任公司，四川 廣安 638027)

在煤炭資源回采過程中，切頂沿空留巷作為無煤柱護(hù)巷方式之一，能夠減少資源損失，降低巷道掘進(jìn)率，實(shí)現(xiàn)Y型通風(fēng)[1，2]。因此，研究切頂沿空留巷具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

許多專家學(xué)者開展了關(guān)于切頂沿空留巷的理論發(fā)展與現(xiàn)場應(yīng)用的研究工作。在理論研究方面，何滿潮等[3]建立不同頂板位態(tài)下“圍巖結(jié)構(gòu)-巷旁支護(hù)體”力學(xué)模型并推導(dǎo)得出了巷旁支護(hù)阻力的計(jì)算方法，為選擇切頂沿空留巷支護(hù)方案提供理論依據(jù)；張農(nóng)等[4]提出留巷圍巖區(qū)域應(yīng)力優(yōu)化及整體強(qiáng)化的切頂沿空留巷結(jié)構(gòu)控制原理；何滿潮等[5，6]將切頂沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)分為煤體支撐區(qū)、動(dòng)壓承載區(qū)、成巷穩(wěn)定區(qū)；楊軍等[7]認(rèn)為厚煤層切頂沿空留巷楊圍巖穩(wěn)定性分布規(guī)律可分為壓力變化區(qū)、壓力趨穩(wěn)區(qū)和壓力穩(wěn)定區(qū)三個(gè)階段；馬資敏等[8]對擋矸支護(hù)所受側(cè)向應(yīng)力和矸石對頂板的支撐力進(jìn)行了分析計(jì)算；楊軍等[9]將切頂沿空留巷短臂梁運(yùn)動(dòng)過程分為前期、中期、后期三個(gè)階段，提出了“巷內(nèi)及時(shí)高強(qiáng)支護(hù)+切頂方案優(yōu)化”的階段性主控因素控制對策；馮國瑞等[10]研究了工作面回采期間沿空巷道巷旁充填體的應(yīng)力分布和變形特征；謝生榮等[11]分析錨固深梁結(jié)構(gòu)和兩幫協(xié)同承載機(jī)理，從而揭示錨固深梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性承載機(jī)制。楊朋等[12]分析深井復(fù)合頂板條件下切頂沿空留巷圍巖變形破壞機(jī)理及裂隙動(dòng)態(tài)演化特征，提出“各階段逐級(jí)強(qiáng)化”和“強(qiáng)化護(hù)表”的動(dòng)-靜結(jié)合頂板關(guān)鍵支護(hù)技術(shù)。

在現(xiàn)場應(yīng)用方面，為解決切頂沿空留巷圍巖變形周期長、變形量大、圍巖控制難等問題，何滿潮等[13]運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測的方法設(shè)計(jì)深部高應(yīng)力復(fù)合破碎頂板切頂關(guān)鍵參數(shù)；郭志彪等[14]利用數(shù)值模擬結(jié)合數(shù)學(xué)計(jì)算的方法進(jìn)行薄煤層切頂參數(shù)設(shè)計(jì)；陳金明等[15]和楊軍等[16]采用理論分析和現(xiàn)場研究相結(jié)合的方法確定了切頂沿空留巷的合理爆破參數(shù)。通過現(xiàn)場觀測，王亞軍[17]認(rèn)為動(dòng)壓承載臨時(shí)支護(hù)的主要作用是控制下位頂板產(chǎn)生的擴(kuò)容變形或離層；陳上元等[18]構(gòu)建了深井切頂沿空留巷圍巖協(xié)同控制體系；高玉兵等[19]針對正斷層影響下切頂沿空留巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律隨留巷過程具有明顯的階段性特征設(shè)計(jì)一套新型支護(hù)體系；張盛等[20]總結(jié)了中國30多個(gè)代表性礦區(qū)切頂沿空留巷定向爆破孔的關(guān)鍵參數(shù)并分析了留巷效果，對切頂沿空留巷技術(shù)的推廣具有重要的工程參考價(jià)值。

相較于常見的頂板類型，復(fù)合頂板切頂沿空留巷具有頂板易破碎、下沉量大等特點(diǎn)，對支護(hù)體的支護(hù)強(qiáng)度、剛度等參數(shù)提出更高要求。本文以龍灘煤礦3124S工作面風(fēng)巷為工程背景，研究復(fù)合頂板切頂沿空留巷圍巖變形特征，結(jié)合耦合支護(hù)原理提出分區(qū)域多介質(zhì)耦合支護(hù)技術(shù)，有效地降低了頂板下沉量，對提高留巷速度有實(shí)際意義。

1 工程概況

龍灘煤礦位于華鎣山中段煤田北部，井田內(nèi)含煤層2層(分別為K1、K2煤層)，主采K1煤層。礦井現(xiàn)開采312采區(qū)3124S工作面，工作面走向長1486m，傾向長200m，煤厚0.7～2.57m，平均厚度1.55m。煤層傾角3°～7°，平均5°。偽頂為深灰色薄層砂質(zhì)泥巖，巖層強(qiáng)度較小，隨采隨冒；直接頂為深灰色砂質(zhì)泥巖，巖層較為堅(jiān)硬；基本頂為深灰色層狀泥晶灰?guī)r、深灰色泥巖，強(qiáng)度大，厚4.95～7.4m。

從3214S工作面風(fēng)巷頂板鉆孔窺視結(jié)果如圖1所示，由圖1可知，巷道頂板復(fù)合特征顯著，巖層組合變化大且分布規(guī)律不明顯。淺部1.5m范圍內(nèi)含有不同程度的離層破碎現(xiàn)象，頂板2～5m深度位置存在厚度不一的堅(jiān)硬巖層，該堅(jiān)硬巖層為致密性較好的砂質(zhì)泥巖和砂巖，其斷裂狀態(tài)決定了切頂沿空留巷的穩(wěn)定性。

圖1 3214S工作面風(fēng)巷鉆孔柱狀圖(右)與窺視圖(左)

3214S工作面風(fēng)巷巷道斷面為梯形，凈寬4.6m，凈高2.5m，凈面積10.58m2?；夭上锏涝ёo(hù)方案采用錨網(wǎng)索支護(hù)。其支護(hù)方案及參數(shù)如圖2所示。

圖2 3214S工作面風(fēng)巷支護(hù)斷面圖(mm)

巷道頂板支護(hù)方案：頂板采用“樹脂錨桿+錨索+塑鋼網(wǎng)+鋼筋梯”聯(lián)合支護(hù)。樹脂錨桿參數(shù)為?20mm×L2200mm，間排距800mm×800mm；錨索參數(shù)為?15.24mm×L7500mm，間排距1600mm×1600mm；塑鋼網(wǎng)參數(shù)為80mm×80mm，菱形網(wǎng)孔；鋼筋梯采用?20mm螺紋鋼焊接而成。

巷道兩幫支護(hù)方案：兩幫采用“漲殼錨桿+金屬網(wǎng)+竹笆片”聯(lián)合支護(hù)。漲殼錨桿參數(shù)為?16mm×L1800mm間排距800mm×800mm；金屬網(wǎng)參數(shù)為100mm×100mm，菱形網(wǎng)孔。

2 復(fù)合頂板沿空留巷圍巖變形分區(qū)特征

2.1 頂板變形監(jiān)測

為了全面掌握3124S工作面風(fēng)巷圍巖變形情況，在風(fēng)巷頂板布置兩處頂板位移監(jiān)測站(超前工作面50m處、150m處分別布置1#、2#測站)，安裝頂板深部位移監(jiān)測計(jì)監(jiān)測0～6m層位頂板位移情況。監(jiān)測結(jié)果如圖3所示。

圖3 3124S工作面風(fēng)巷頂板下沉量監(jiān)測曲線

監(jiān)測期間，頂板變形現(xiàn)象顯著，1#測站監(jiān)測范圍內(nèi)變形速度為0.1～3.4mm/m，最大位移量約為132mm；2#測站監(jiān)測范圍內(nèi)變形速度為0.2～3.3mm/m，最大位移量約為154mm。監(jiān)測結(jié)果顯示直至測站滯后工作面約80m時(shí)頂板下沉量趨于零，頂板基本穩(wěn)定。

兩處測站頂板位移變形均出現(xiàn)兩次突變區(qū)。初次突變區(qū)為1#、2#測站超前工作面約35m位置處開始，直至工作面推進(jìn)至距測站約20m時(shí)趨于穩(wěn)定。由于巷道受到超前支承壓力的影響，1#測站頂板位移變形速率由0.8mm/m突增至2.2mm/m，2#測站頂板位移變形速率由0.5mm/m突增至2.3mm/m；二次突變區(qū)為1#、2#測站滯后工作面約40m位置處開始，直至測站滯后工作面距約80m時(shí)趨于穩(wěn)定。此時(shí)測站處于留巷區(qū)域內(nèi)，受頂板堅(jiān)硬巖層運(yùn)動(dòng)的再次影響，1#測站頂板位移變形速率由0.5mm/m突增至3.4mm/m，2#測站頂板位移變形速率由0.2mm/m突增至3.3mm/m。

由現(xiàn)場監(jiān)測可知，監(jiān)測期間出現(xiàn)兩次突變區(qū)，兩處測站監(jiān)測頂板最大下沉量約為150mm，且風(fēng)巷頂板破碎情況嚴(yán)重，錨桿錨索存在失效現(xiàn)象，留巷頂板存在安全隱患。

2.2 圍巖變形分區(qū)

根據(jù)復(fù)合頂板切頂沿空留巷巷道頂板位移變形監(jiān)測結(jié)果，將切頂沿空留巷分為四個(gè)變形區(qū)域，如圖4所示。

圖4 復(fù)合頂板切頂沿空留巷圍巖變形分區(qū)

1)原風(fēng)巷支護(hù)區(qū)(超前工作面50m以外)。此區(qū)域頂板位移變形速度為0.1～0.4mm/m，巷道頂板變形加速度基本不變。變形主要是由于巷道開挖破壞原圍巖應(yīng)力平衡狀態(tài)，淺部頂板中軟硬互層的復(fù)合結(jié)構(gòu)在其周圍巖體應(yīng)力的作用下開始出現(xiàn)離層現(xiàn)象。

2)超前影響區(qū)(超前工作面0～50m范圍)。此區(qū)域巷道頂板位移變形速度由0.4mm/m突增至2.3mm/m，巷道頂板變形加速度劇增。巷道受超前支承壓力影響，在第一階段變形的基礎(chǔ)上，直接頂中、上部巖層出現(xiàn)離層現(xiàn)象，部分錨桿、錨索失效。

3)滯后留巷區(qū)(工作面后方0～80m范圍)。此區(qū)域巷道頂板位移變形速度經(jīng)歷兩個(gè)變化過程，一是工作面后方0～40m范圍，頂板變形速度為0.2～0.5mm/m，巷道頂板變形加速度基本不變；二是工作面后方40～80m范圍，頂板變形速度為0.2～3.4mm/m，巷道頂板變形加速度突增；此區(qū)域處于切頂沿空留巷區(qū)，采空區(qū)側(cè)直接頂上部頂板出現(xiàn)變形、斷裂、運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，巷道直接頂上部巖層依次出現(xiàn)離層現(xiàn)象，塑鋼網(wǎng)由部分鼓包現(xiàn)象。

4)永久成巷區(qū)(工作面后方80m以外)。此區(qū)域頂板位移變形速度為0.1～0.2mm/m，巷道頂板變形趨于穩(wěn)定。

2.3 圍巖變形機(jī)理

3124S工作面風(fēng)巷圍巖變形破壞的原因：

1)復(fù)合頂板結(jié)構(gòu)易離層破碎，淺部主動(dòng)錨桿索錨固效果不足。據(jù)3124S工作面風(fēng)巷頂板窺視鉆孔揭露顯示，巷道頂板存在軟硬互層、離層破碎現(xiàn)象，造成部分錨桿失效。因此，風(fēng)巷圍巖支護(hù)方案及參數(shù)應(yīng)考慮復(fù)合頂板條件，適當(dāng)改進(jìn)錨桿結(jié)構(gòu)，增加加強(qiáng)支護(hù)構(gòu)件，調(diào)整支護(hù)參數(shù)等。

2)切頂參數(shù)難以適應(yīng)復(fù)合頂板條件的復(fù)雜變化，切頂效果不佳。3124S工作面采用預(yù)裂爆破的方式卸壓成巷，切頂鉆孔的角度、深度、間排距、裝藥量等參數(shù)的選取嚴(yán)重影響切頂連通率。3124S工作面頂板夾雜多層破碎巖層，破碎夾層中含有大量結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體，炸藥爆破后，大部分沖擊能量消耗在破碎巖層傳播過程中，導(dǎo)致高位頂板和堅(jiān)硬巖層未能充分切斷，造成留巷采空區(qū)側(cè)長距離窄邊頂板懸頂，后期這部分巖體的運(yùn)動(dòng)嚴(yán)重威脅留巷巷道圍巖穩(wěn)定狀態(tài)，制約留巷速度與效率。

3)頂板運(yùn)動(dòng)具有運(yùn)動(dòng)時(shí)間效應(yīng)，支護(hù)強(qiáng)度不夠。切頂沿空留巷巷道在服務(wù)過程中，頂板運(yùn)動(dòng)受一次采動(dòng)過程影響，按層位關(guān)系可分為淺部運(yùn)動(dòng)、中部運(yùn)動(dòng)、深部運(yùn)動(dòng)；淺部運(yùn)動(dòng)主要是巷道頂板受采空區(qū)側(cè)直接頂垮落和基本頂彎曲下沉的影響，在自重及上覆巖層重力作用下，巷道頂板發(fā)生一個(gè)小撓度變形運(yùn)動(dòng)；中部運(yùn)動(dòng)(如圖5所示)是在淺部運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，采空區(qū)側(cè)直接頂充分垮落后，基本頂在其上覆巖層的重力作用下開始斷裂下沉形成穩(wěn)定的砌體梁結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵層承載上部巖層的重力作用，切頂沿空留巷巷道在基本頂砌體梁結(jié)構(gòu)保護(hù)下處于應(yīng)力降低區(qū)，應(yīng)力向煤體前方深部轉(zhuǎn)移，留巷巷道變形以直接頂和基本頂回轉(zhuǎn)失穩(wěn)為主；深部運(yùn)動(dòng)主要以基本頂上部巖層逐層破斷下沉為主，深部巖層通過應(yīng)力分流將應(yīng)力轉(zhuǎn)移到下部巖體及采空區(qū)矸石上，采空區(qū)側(cè)支承壓力峰值增大，留巷巷道頂板變形以平行下沉為主?，F(xiàn)場監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生中部和深部運(yùn)動(dòng)過程中，留巷內(nèi)部分支護(hù)構(gòu)件陷入頂板內(nèi)，部分錨桿失效，主要是由于支護(hù)構(gòu)件單一，支護(hù)體支護(hù)強(qiáng)度不夠，支護(hù)構(gòu)件之間沒有耦合作用，沒有整體性。

圖5 復(fù)合頂板切頂沿空留巷頂板運(yùn)動(dòng)

最后是初采和收尾階段，采空區(qū)上、下三角存在垮落不充分、充填不完全、頂板壓力大的問題。在靠近邊界煤柱區(qū)域，采空區(qū)頂板上、下三角區(qū)存在弧形三角板結(jié)構(gòu)，頂板垮落矸石不能完全充填采空區(qū)導(dǎo)致頂板壓力過大，在此區(qū)域應(yīng)進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)處理以免留巷在服務(wù)期間變形較大而影響下一工作面生產(chǎn)。

3 復(fù)合頂板切頂沿空留巷耦合支護(hù)技術(shù)

依據(jù)復(fù)合頂板切頂沿空留巷頂板變形破壞分區(qū)域特征以及變形機(jī)理，提出復(fù)合頂板切頂沿空留巷分區(qū)域多介質(zhì)耦合支護(hù)技術(shù)。

3.1 技術(shù)原理

分區(qū)域多介質(zhì)耦合支護(hù)技術(shù)是針對復(fù)合頂板的結(jié)構(gòu)類型，結(jié)合復(fù)合頂板切頂沿空留巷巷道頂板變形的明顯分區(qū)域、分層位特征，利用主動(dòng)支護(hù)加強(qiáng)錨索增加巷道頂板的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的整體性，被動(dòng)支護(hù)構(gòu)件單體支柱和戧柱吸收巷道頂板變形釋放的變形能量；同時(shí)，提高支護(hù)體與圍巖的耦合性，加強(qiáng)支護(hù)體與圍巖強(qiáng)度、剛度以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)集中應(yīng)力向煤體深部轉(zhuǎn)移；最終形成“錨桿錨索主動(dòng)固頂+單體支柱戧柱護(hù)幫+鋼帶槽鋼組合梁護(hù)頂”的完整支護(hù)體系。

分區(qū)域多介質(zhì)耦合支護(hù)技術(shù)能夠適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)圍巖條件隨時(shí)間場表現(xiàn)出的應(yīng)力場、位移場相互耦合的效應(yīng)，綜合利用不同支護(hù)介質(zhì)之間的物理、力學(xué)性能差異，改善切頂沿空留巷圍巖力學(xué)形態(tài)，保證在采場圍巖發(fā)生變形移動(dòng)的過程中留巷巷道能夠保持穩(wěn)定。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 增效錨固結(jié)構(gòu)

在主動(dòng)支護(hù)構(gòu)件端頭增加錨固增效結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由攪拌裝置和封堵裝置組成，攪拌裝置頂部設(shè)攪拌齒，確保錨固藥卷初期的攪拌均勻，攪拌裝置的內(nèi)部孔剖面為錐形，便于攪拌裝置套裝于錨索端部；封堵裝置主要結(jié)構(gòu)是封堵導(dǎo)升裝置，確保錨固劑全部封存在錨固增效結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)主動(dòng)支護(hù)構(gòu)件的錨固力，保證錨固效果。

3.2.2 超前加固支護(hù)

為增強(qiáng)主動(dòng)支護(hù)構(gòu)件錨桿索的錨固效果，保證主動(dòng)支護(hù)構(gòu)件“拉得住”切頂短臂梁，需超前工作面50m布置單排長度9.2m的加強(qiáng)錨索，錨索間距1.6m，錨索距回采面煤壁西幫0.5m，每根錨索采用3條ck2370樹脂錨固劑錨固，錨索下端必須安裝好鎖具、托梁和碟狀托盤，使用拉力器緊固。超前工作面20m布置“一梁三柱”抬棚支護(hù)超前加固巷道，即11#工字鋼+DW35-250/100X單體液壓支柱支護(hù)，鋼梁垂直工作面走向均勻布置，間距0.8m，支柱垂直頂?shù)装濉?/p>

3.2.3 調(diào)整切頂參數(shù)

切頂沿空留巷的切頂參數(shù)的選擇直接影響留巷效果，針對復(fù)合頂板類型淺部頂板較破碎，深部頂板較硬的軟硬互層現(xiàn)象，切頂參數(shù)必須保證“切得開，下得來”。在3124S工作面風(fēng)巷靠工作面?zhèn)妊叵锏雷呦虿贾妙A(yù)裂爆破孔，鉆孔距工作面煤壁側(cè)200mm處，鉆孔間距為500mm，鉆孔直徑為50mm，鉆孔深度為9m，切頂角度15°(與豎直方向夾角)。

3.2.4 強(qiáng)化碎石幫

工作面后方對采空區(qū)側(cè)進(jìn)行噴漿處理，保證“護(hù)得住，封得嚴(yán)”且應(yīng)嚴(yán)格遵守三個(gè)原則，一是嚴(yán)格按照級(jí)配進(jìn)行配料，且要保證水泥、速凝劑等均未失效；二是噴漿總厚度不得小于50mm且保證遮蓋住錨桿托盤、塑鋼網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)等，初噴不得滯后工作面煤壁25m，復(fù)噴不得滯后工作面煤壁40m。噴漿前每50m預(yù)留氣體取樣孔，預(yù)埋孔距留巷頂板不超過0.5m；三是保證噴漿后的墻體要保證嚴(yán)實(shí)不漏風(fēng)且墻體平整，否則，應(yīng)進(jìn)行二次補(bǔ)噴，直至達(dá)標(biāo)即可。

3.3 技術(shù)方案與工藝

根據(jù)復(fù)合頂板耦合支護(hù)技術(shù)原理及變形分區(qū)機(jī)理，結(jié)合切頂沿空留巷“拉得住、切得開、下得來、護(hù)得住、封得嚴(yán)”的核心理念，針對超前影響區(qū)(加固切頂)、滯后留巷區(qū)(立柱掛網(wǎng)護(hù)幫)、永久成巷區(qū)(抬棚噴漿加固+收尾砌墻接頂支護(hù))設(shè)計(jì)的新方案與工藝，對3124S風(fēng)巷原支護(hù)進(jìn)行分區(qū)域加強(qiáng)支護(hù)。

3.3.1 超前影響區(qū)支護(hù)方案

在超前工作面煤壁50m位置處施工單排加強(qiáng)支護(hù)長錨索，并安裝增效錨固結(jié)構(gòu)增加錨固效果。超前工作面煤壁40m位置，采用錨索+14#槽鋼+“W”鋼帶+單體支柱組成“一梁三柱”的耦合支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.3.2 滯后留巷區(qū)支護(hù)方案

隨著工作面的推進(jìn)，在切頂沿空留巷采空區(qū)側(cè)沿巷道走向布置立柱+鋼筋網(wǎng)+金屬網(wǎng)+戧柱進(jìn)行立柱掛網(wǎng)擋矸，立柱緊貼采空區(qū)布置，間距800mm，靠采空區(qū)一側(cè)將鋼筋網(wǎng)用8#鐵絲懸掛于立柱上，間隔4m布置一根戧柱，防止立柱倒滑，達(dá)到加強(qiáng)支護(hù)的效果。

3.3.3 永久成巷區(qū)支護(hù)方案

為了加強(qiáng)碎石幫的整體強(qiáng)度和密閉性，緊跟滯后留巷區(qū)邊緣噴注C20混凝土墻，選取材料為機(jī)制沙(0.08～0.5mm)、瓜米石(0.5～1mm)、水泥(32.5R)、以及早強(qiáng)劑和水，嚴(yán)格按照水泥∶機(jī)制沙∶瓜米石∶早強(qiáng)劑∶水=1∶2∶2∶0.03∶0.45的配合比進(jìn)行配料。

混凝土墻養(yǎng)護(hù)20d以后，回收成巷區(qū)的工字鋼梁、單體支柱、戧柱等。成巷區(qū)的支護(hù)由錨索、錨桿、混凝土墻等組成，而對于靠近邊界煤柱的初采或收尾段，為避免上、下三角存在垮落充填不充分造成采空區(qū)頂板壓力過大等問題，在工作面初采、首尾段用塊磚進(jìn)行砌墻，墻體采用灰漿對砌塊之間進(jìn)行勾縫，確保墻體的密封性。

4 工程實(shí)踐

3124S回采工作面實(shí)施分區(qū)域多介質(zhì)耦合支護(hù)技術(shù)后，為了驗(yàn)證切頂沿空留巷的留巷效果，在切頂沿空留巷巷道頂板布置雙基點(diǎn)深部位移監(jiān)測儀進(jìn)行深部位移監(jiān)測。基點(diǎn)深度為2m、8m，從切頂沿空留巷成巷后1～2d內(nèi)布置的測站，同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，共布置8組測站，每組測站相隔20～30m。3124S回采工作面留巷2#、5#測站處頂板深部位移監(jiān)測結(jié)果如圖6所示。

圖6 3124S工作面切頂沿空留巷頂板位移監(jiān)測曲線

由圖6可知，在監(jiān)測期間，0～2m處頂板下沉量處于20～41mm之間，0～8m處頂板下沉量處于37～62mm之間，與原支護(hù)方案相比降低了60%～75%。從變化趨勢上看，留巷初期(成巷后0～20d)圍巖變形量變化速率較大，多數(shù)測站頂板變形主要集中在0～2m的淺部圍巖，切頂沿空留巷整體穩(wěn)定性較好；留巷中期(成巷后20～40d)，圍巖變形量變化速率逐漸減小，多數(shù)測站頂板變形主要集中在0～8m的淺部圍巖；留巷后期(成巷后40～60d)，圍巖變形趨于穩(wěn)定，表明支護(hù)效果良好。

同時(shí)，在增加布置加強(qiáng)長錨索后，巷道內(nèi)錨索錨固力合格率超過95%，切頂沿空留巷進(jìn)度比之前提高了0.8～1.6m/d，提升了15%～40%。

5 結(jié) 論

1)根據(jù)3124S工作面切頂沿空留巷變形特征與變形機(jī)理，將切頂沿空留巷圍巖變形區(qū)域分為原風(fēng)巷支護(hù)區(qū)、超前影響區(qū)、滯后留巷區(qū)、永久成巷區(qū)四個(gè)變形區(qū)域，為針對性支護(hù)方案設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

2)根據(jù)劃分的變形區(qū)域，設(shè)計(jì)具有針對性的各區(qū)域支護(hù)方案，合理利用支護(hù)構(gòu)件的力學(xué)性能，有效控制巷道圍巖的變形量，吸收和轉(zhuǎn)移變形能量。提出“錨桿錨索主動(dòng)固頂+單體支柱戧柱護(hù)幫+鋼帶槽鋼組合梁護(hù)頂”的耦合支護(hù)技術(shù)，增加支護(hù)構(gòu)件與圍巖的整體性。

3)現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明，3124S工作面切頂沿空留巷頂板下沉量處于33～62mm之間，多數(shù)測站頂板變形主要集中在0～2m的淺部圍巖，切頂沿空留巷整體穩(wěn)定性較好，大幅提高了留巷效率。