王 偉

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)安澤登茂通煤業(yè)有限公司，山西 安澤 042509）

沿空留巷是將上區(qū)段回采巷道保留下來用作鄰近工作面使用。目前沿空留巷的方法主要有切頂留巷和巷旁充填沿空留巷，其中切頂留巷是通過預(yù)裂采空區(qū)上覆堅(jiān)硬頂板結(jié)構(gòu)，切斷堅(jiān)硬頂板支承應(yīng)力的傳遞，改善巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境，同時(shí)采用巷道加強(qiáng)支護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)留巷的穩(wěn)定控制[1-5]。登茂通煤業(yè)2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷計(jì)劃進(jìn)行切頂留巷，用作2210 工作面回采巷道使用，以提高煤炭回收率，降低開采成本，形成Y 型通風(fēng)，有效防治上隅角瓦斯積聚。

1 工程背景

2208、2210 工作面位于二采區(qū)南翼，工作面標(biāo)高868.4～892.2 m，地面標(biāo)高1307～1195 m，2210 工作面北部為二采區(qū)皮帶巷，西部為未采區(qū)域，東部為2208 工作面輔助進(jìn)風(fēng)巷，南部為礦界煤柱，工作面布置如圖1。2208、2210 工作面開采2#煤層，煤層厚度1.1～1.7 m，平均厚度1.45 m，煤層走向NE，傾向SE，傾角2°～6°。煤層整體為單一結(jié)構(gòu)，內(nèi)生裂隙發(fā)育，基本頂為細(xì)粒砂巖，厚度2.6 m，直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度6.85 m，偽頂為泥巖，厚度0.1 m，直接底為泥巖，厚度4.2 m。 2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷計(jì)劃進(jìn)行切頂留巷，用作2210 工作面回采巷道使用，2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)斷面為矩形，掘進(jìn)寬度4200 mm，掘進(jìn)高度2700 mm。

2 切頂留巷支護(hù)技術(shù)與參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）定向預(yù)裂切頂卸壓方案

工作面幫200 mm 施工一排定向預(yù)裂鉆孔，間距500 mm，預(yù)裂鉆孔直徑52 mm，深度7000 mm，向采空區(qū)側(cè)偏轉(zhuǎn)15°。預(yù)裂鉆孔布置如圖2。預(yù)裂鉆孔采用隔孔爆破、不耦和裝藥方式，鉆孔內(nèi)布置3 根D 型聚能管（單根長(zhǎng)2.0 m），D 型聚能管外徑33 mm，炮泥封孔長(zhǎng)度2.0 m，預(yù)裂鉆孔單孔裝藥量2.7 kg，裝藥結(jié)構(gòu)圖如圖3。

圖2 預(yù)裂鉆孔布置圖

圖3 鉆孔裝藥結(jié)構(gòu)圖

（2）巷內(nèi)永久加強(qiáng)支護(hù)方案

① 巷道原支護(hù)方案。巷道原支護(hù)采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，頂幫錨桿規(guī)格分別為Ф20 mm×2500 mm、Ф18 mm×2000 mm 的高強(qiáng)螺紋鋼錨桿，間排距分別為900 mm×800 mm、1000 mm×800 mm，預(yù)緊扭矩分別為300 N·m、200 N·m，頂錨桿配1 支K2335、1 支Z2360 型藥卷，幫錨桿配1 支Z2360型藥卷；頂板采用錨索加強(qiáng)支護(hù)，規(guī)格為Ф17.8 mm×6200 mm 的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，間排距為1600 mm×1600 mm，頂幫均鋪設(shè)菱形金屬網(wǎng)，頂網(wǎng)規(guī)格4400 mm×900 mm，幫網(wǎng)規(guī)格2500 mm×900 mm。

② 加強(qiáng)支護(hù)方案。巷內(nèi)采用恒阻大變形錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，恒阻大變形錨索規(guī)格為Ф21.8 mm×9300 mm、1×19 結(jié)構(gòu)的鋼絞線，間排距為1500 mm×1600 mm， 采 用 厚5 mm、 規(guī) 格2600 mm×300 mm 的W 鋼帶連接，每根錨索配1 支K2335、3 支Z2360 型藥卷，預(yù)緊力不小于200 kN。巷道永久加強(qiáng)支護(hù)斷面圖如圖4。

圖4 巷道永久加強(qiáng)支護(hù)斷面圖（mm）

（3）巷內(nèi)臨時(shí)加強(qiáng)支護(hù)方案

2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷在超前回采工作面30 m 至滯后回采工作面200 m 范圍內(nèi)，采用單體柱+π 型梁進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)支護(hù)，單體柱型號(hào)為DW2.8 型，π型梁長(zhǎng)度為3000 mm，1 梁4 柱，排距1000 mm，采空區(qū)巷旁支設(shè)一排RTD29-2000/02 型護(hù)幫擋矸架進(jìn)行護(hù)幫，擋矸架間距500 mm。巷內(nèi)臨時(shí)加強(qiáng)支護(hù)斷面圖如圖5。

圖5 臨時(shí)加強(qiáng)支護(hù)斷面圖（mm）

3 工程應(yīng)用分析

采用設(shè)計(jì)的切頂留巷支護(hù)技術(shù)與參數(shù)在2208輔助進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)行工程應(yīng)用，監(jiān)測(cè)了2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷留巷過程中巷道變形情況，如圖6。

圖6 2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷圍巖變形曲線

如6 圖所示，2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷留巷后，巷道圍巖呈階段性變形。留巷初期的滯后工作面20 m 范圍內(nèi)，巷道變形速度較緩慢，頂?shù)装迤骄冃嗡俣?.2 mm/d，兩幫平均變形速度1.7 mm/d，頂?shù)装謇塾?jì)移近量約71 mm，兩幫累計(jì)移近量約27 mm；留巷中期（滯后工作面20～65 m 范圍內(nèi)），巷道出現(xiàn)顯著變形現(xiàn)象，頂?shù)装迤骄冃嗡俣?2.8 mm/d，兩幫平均變形速度9.6 mm/d，頂?shù)装謇塾?jì)移近量約211 mm，兩幫累計(jì)移近量約159 mm；留巷后期（滯后工作面65 m 范圍外），巷道變形速度開始降低，巷道圍巖逐漸穩(wěn)定，留巷穩(wěn)定后頂?shù)装謇塾?jì)移近量約293 mm，兩幫累計(jì)移近量約211 mm。整體看，2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷采用切頂留巷后留巷圍巖變形較小，均在可控范圍內(nèi)，表明了設(shè)計(jì)的切頂留巷支護(hù)技術(shù)與參數(shù)的合理性和可靠性。

4 結(jié)論

為提高煤炭回收率，降低開采成本，優(yōu)化工作面通風(fēng)系統(tǒng)，基于2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷生產(chǎn)地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)了切頂留巷支護(hù)技術(shù)與參數(shù)，實(shí)現(xiàn)留巷的穩(wěn)定控制。工程應(yīng)用后，2208 輔助進(jìn)風(fēng)巷留巷穩(wěn)定后頂?shù)装謇塾?jì)移近量約293 mm，兩幫累計(jì)移近量約為211 mm，表明了設(shè)計(jì)的切頂留巷支護(hù)技術(shù)與參數(shù)的合理性和可靠性。