屯兰矿12501顺槽巷顶板高冒区支护实践武强

232017年第8期收稿日期2017-04-07作者简介武强（1982-），男，毕业于河北工程大学采矿工程专业，本科学历，助理工程师，现任西山煤电集团屯兰矿综采二队队长，从事煤矿安全生产管理工作。屯兰矿12501顺槽巷顶板高冒区支护实践武强（西山煤电集团屯兰矿山西太原030206）摘要施工巷道在掘进过程中经常遇断层等地质构造，顶板易出现破碎、冒顶现象，加大了支护难度，降低了掘进效率。针对这种施工难题，西山煤电集团屯兰矿在施工12501顺槽巷时通过技术研究，对巷道顶板高冒区采取人工假顶+注浆联合支护方式，取得显著成效。关键词巷道高冒区支护中图分类号TD353文献标识码Bdoi:10.3969/j.issn.1005-2801.2017.08.012Supportpracticeofroofcavingzoneofthe12501parallelchannelinLanLanmineWuQiang（XishanCoalandelectricitygroup,ShanxiTaiyuan030206）Abstract:Intheroadwayconstructionprocess,itisoftentoencounterfaultsandothergeologicalstructure,theroofispronetobreakandfall,increasedsupportdifficulty,reducetunnelingefficiency.Aimingattheconstructionproblems,bytechnicalresearch,XishanCoalElectricityGroupTunlanCoalMineinconstruction12501entryadoptartificialroof+groutingcombinedsupportmethodtopasstheroadwayhighroofcavingzone,thepracticehasachievedremarkableresults.Keywords:roadwaygeologicalstructuretopcavingareasupport1概况西山煤电集团屯兰煤矿位于山西省太原地区古交市西南。矿井现开采2#、4#煤层，采用斜井-立井综合开拓方式。12501回采工作面皮带顺槽作为回采时的皮带巷，设计长度1596m，沿2#煤顶板掘进，服务年限2a。12501顺槽巷道规格为宽×高=4.5×4.2m，巷道顶板存在一层伪顶，平均厚度为1.2m，主要以炭质泥岩为主，直接顶及基本顶以粉砂岩为主，当巷道施工至500m处遇一正断层F3，H=5.4m,倾角＜65°。施工巷道在过断层期间顶板出现冒顶现象，平均冒顶高度达7m。通过技术研究分析,采取撞楔超前支护+人工假定+注浆支护的联合支护方式，确保施工巷道安全顺利通过高冒区。2高冒区支护设计2.1撞楔超前支护（1）12501顺槽巷在施工期间撞楔超前支护施工。首先设计顶板位置，在距高冒区10m处开始施工，撞楔支护垂直工作面布置。（2）撞楔支护由长为3.0m，直径为8mm钢筋制成，每排施工10根，间距为0.4m，每根撞楔支护必须保持在同一水平面上。（3）撞楔超前支护施工完后，在掘进过程中若第一排撞楔支护暴露2m时及时补打第二排，第一排预留1.0m,第二排与第一排交错布置。2.2注浆支护（1）施工完撞楔超前支护后，在工作面设计位置施工注浆钻孔并及时注浆，进一步加强顶板破碎带稳定性。（2）在工作面共布置三个注浆钻孔，钻孔间距为1.5m，每组钻孔与工作面成10°仰角，钻孔深度3.0m，两端钻孔水平面上与巷帮成60°夹角，钻孔成扇形布置。（3）钻孔施工完后，采用高压注浆泵向破碎岩体注射凝固浆液，凝固浆液采用马丽散与催化剂混合液，当破碎岩体浆液完全渗出时停止注浆并对钻孔进行封堵。242017年第8期从位移监测曲线能看出，在巷道掘进4天以后，距工作面约80m，其巷道变形值基本趋于稳定，表明在静压巷道中工作面推进对已支护巷道的影响只在50m的小范围影响较大。根据700m和1000m断面的监测曲线进行比较，可以得出利用优化方案6对巷道进行支护，在量值上未对巷道变形产生非常显著的影响。结果表明，采用锚索代替原锚杆位置进行替代支护没有减少巷道的总体支护强度。同时，将一根锚索置于中部充分发挥了锚索的悬吊作用，使得每2.7m减少了4根锚杆，该支护优化方案在经济和安全上都是可行的。4结论锚杆支护的巷道，最大的问题就是支护强度与服务年限的关系。采用数值模拟、现场实践的方式，是煤矿最终确定合理支护方式的正确途径。22618皮带巷采用优化方案6，安全上可靠、经济上合理，每米巷道节约费用128.82元/m，可推广应用。【参考书目】［1］　彭文斌.FLAC3D实用教程[Z].北京:机械工业出版社,2008.（4）注浆钻孔采用密度高、硬度强且不溶于水的化学材料进行填堵，12501顺槽巷注浆钻孔采用凝固力-FSS无机加固材料进行封堵。2.3永久支护（1）在撞楔超前支护及注浆支护前提下，继续施工永久支护，顶板永久支护采用加长锚杆、锚索及金属网联合支护。（2）顶板锚杆采用长度为2.8m，直径为22mm加长螺纹钢锚杆，加长锚杆主要对伪顶进行加固稳定，锚杆锚固长度不得低于1.5m，每根锚杆配套三支树脂药，即一支快速型（MSK23/35），两支中速型（MSZ23/60）。（3）顶板锚索采用长度为8.3m，直径为17.8mm的加长预应力钢绞线，锚索锚固长度不得低于1.9m，每根锚索配套四根树脂药，即两支快速型（MSK23/35）、两支中速型（MSZ23/60）。锚索下端采用长度为0.6m的11#工字钢梁加固预紧，每排施工两根锚索，锚索间距为2.0m，排距为3.0m。（4）顶板锚杆施工完后，采用力矩扳手进行预紧，锚杆预紧力不得低于150N.m，锚杆外露长度不超过3mm；顶板锚索采用打压千斤进行预紧，预紧不得低于120kN，锚固力不得低于150kN，锚索外露长度不超过0.25m。2.4人工假顶施工（1）在高冒区施工工字钢锚索吊棚，锚索长度为8.3m，钢梁长度为3.5m，每根钢梁采用两根锚索起吊，吊棚排距为2.5m，共计架设5架吊棚，吊棚起吊位置与设计顶板位置相同，如图1所示。（2）吊棚施工完后依次铺设金属网、风带、半圆木，半圆木长度为3.0m，铺设时成“井”型，铺设后必须与高冒区顶板接顶，不接顶处用道木或木楔背紧。（3）高冒区顶板假顶施工完后，采用专用高压泵向假顶空隙处注射膨胀剂（罗克休填充剂），待高冒区内膨胀剂完全凝固后再继续喷浆。图112501顺槽巷顶板高冒区联合支护断面示意图3结束语巷道在施工期间经常遇断层、陷落柱等地质构造，造成顶板局部冒顶、顶板大面积垮落等现象。西山煤电集团屯兰矿在施工12501顺槽巷实践表明，采取人工假顶+注浆联合支护方式，能够有效保证施工巷道安全顺利通过高冒区，取得了显著成效。【参考书目】［1］王宇飞.青磁窑煤矿回风延伸巷顶板高冒区支护设计与应用[J]．山东煤炭科技，2016（10）：42-43［2］李光勇.同家梁煤矿复合顶板推垮型冒顶控制技术研究[J]．陕西煤炭，2013（8）：15-16［3］张荣瑄.缓斜煤层复合顶板事故的分析和预防[J]．中州煤炭，2001（8）：38-41［4］魏臻.大断面综放沿空煤巷顶板破坏机制与锚索桁架控制[J]．采矿与安全工程学报，2017，（1）：12-13（上接第22页）