柔模混凝土墙沿空留巷联合支护工艺应用

王 峰

(山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿，山西 潞安 046200)

1 工作面概况

五阳煤矿7606回采工作面开采对象为山西组中下部的3#煤层，煤层赋存稳定，厚度6.00～6.30 m，平均6.16 m，倾角2°～10°，平均6°，含两层夹矸，分为三个自然分层。老顶为细粒砂岩，厚3.90～5.86 m，平均5.08 m，岩性为灰黑色、质均、块状、硬、含白云母、下部灰白色、硅质胶结、层面为黑色，f=4～8。直接顶为泥岩，厚2.00～6.24 m，平均4.33 m，岩性为黑色、质均、块状，含植物碎屑、中部夹薄层灰白色粉砂岩，f=2～4。伪顶为炭质泥岩，厚0.25～0.30 m，平均0.28 m，岩性为黑色、夹煤线或煤屑，节理发育、易冒落，f=2～3。7606回风巷采用矩形断面树脂加长锚固锚杆组合支护系统，锚网支护规格(宽×高)为5 m×3.5 m。

2 施工设计及施工工艺

2.1 巷道底板加固设计

在巷道实施柔模混凝土墙沿空留巷前，预先对巷道底板进行注浆加固。在松软破碎岩体中注入能胶节硬化的浆液，将破裂岩体重新胶结成较高强度的固结体。

由于7606工作面回风巷底板煤体松软，钻眼后孔口段易松塌成喇叭形，封孔困难，注浆加固难以达到预期效果，考虑到沿空留巷对底板强度的特殊要求，特提出单孔位复注浆技术。该技术是先打浅孔(1.5 m)低压(1.5～2.0 MPa)注浆，待浆液固结后，在原孔位附近固结区打眼(3 m)，提高压力(10～15 MPa)复注，复注时打眼规整，封孔方便，能够显著提高注浆加固效果。

结合7606工作面回风巷工程条件，确定注浆加固范围为底板以下垂直深度3 m范围，其中深入岩体范围不小于500 mm。

注浆孔径42 mm，注浆孔间排距根据浆液扩散距离设计，而扩散距离受注浆压力、浆液流动特征、裂隙张开度、产状及分布特征和注浆工艺等因素影响，在这方面理论研究尚不够成熟，围岩的综合渗透系数也只有通过实测来确定。根据五阳煤矿的注浆经验，浆液扩散距离为1～1.5 m，为此设计注浆孔间排距与单孔距离相近，每排布置5个注浆孔，从回采侧煤帮向煤柱侧煤柱依次排列。

2.2 柔模混凝土墙加固设计

柔模混凝土墙打设宽度为3 500 mm，巷旁支护宽度为1 000 mm，高度3 500 mm，混凝土强度等级为C30。在柔模混凝土墙体内预置锚栓，锚栓规格为Φ22×1 650 mm，锚栓杆体为500号螺纹钢，杆体两端设有丝扣，每端丝扣长度100 mm；杆体两端各配一套高强度托板、调心球形垫和尼龙垫圈，托板采用120 mm×120 mm×8 mm拱形高强度托盘；墙体成型后，给锚栓施加预紧力，预紧扭矩不小于150 N·m，锚栓的间排距为900 mm×750 mm。锚栓结构见图1， 锚栓布置方式见图2。

图1 锚栓结构图

图2 锚栓布置方式

2.3 待浇筑空间围护设计

待浇筑空间是指巷旁支护施工前，采用临时支护控制顶板的范围。待浇筑空间越大，顶板稳定性越差，采空区有害气体和矸石涌入留巷内的数量和机会就越多。针对7606工作面的工程条件，确定采用“架前铺网+顶板锚杆支护+采空区木点柱”综合措施围护待浇筑空间。

2.3.1 架前铺网

架前铺设双层金属网护顶，材料为10#铁丝，网孔规格为50 mm×50 mm，用16#铅丝联接，双丝双扣，孔孔相连并与原巷道顶网连接。铺设范围不少于机尾侧5个支架，设计采用1 m×10 m双层金属网，移架后金属网落地、兜矸，与顶板锚杆支护和采空区木点柱共同形成待浇筑空间围护结构，将采空区矸石与沿空留巷隔离，确保浇筑人员作业安全。

2.3.2 架前顶板锚索、锚杆支护

拉架后采空区破碎顶板随采随垮，一方面容易造成生产班无法及时支设木点柱，另一方面垮冒矸石冲入待浇筑空间，造成检修班无法浇筑墙体。每推进两机尾在端尾倒数第二架和倒数第三架架间、倒数第三架和倒数第四架架间每推进一横机尾，停采后在架前打设两根锚杆架一托梁，托梁长1.8 m，并在液压支架前梁架间打设一根锚索(锚索在倒数第二架和倒数第三架架间，倒数第三架和倒数第四架架间交替打设)，当锚杆锚索过尾梁后，在两根锚杆中间位置补打一根锚杆，形成“3-3-3”，并每排补打一根锚索，形成“2-2-2”，打锚索时在三根锚杆空隙之间交替打设。

2.4 沿空留巷联合支护设计

在柔模混凝土墙体测，沿顺槽走向采用打设“单体柱+π型钢梁+工字钢地梁+地网+地锚”抬棚配合柔模混凝土墙进行支护。即在所架设棚梁下方铺设工字钢地梁，将两根工字钢地梁并排焊接，在3 m的双工字钢地梁上制作单体柱柱窝以增强抬棚支护稳定性。在地梁下方铺

设规格为1.4 m×0.9 m地网，并在抬棚间布置底锚索配合支护(见图3)。

图3 7606回风巷沿空留巷区域支护示意图

3 效果分析

在柔模混凝土沿空留巷巷道中采用墙体加固、底板注浆等一系列联合支护技术后，较未使用该配套支护技术的柔模混凝土沿空留巷巷道，巷道底鼓量减少约37.6%，巷道收缩量减少约21.2%。

4 结语

综上所述，该配套联合支护工艺的应用，较好的减少了沿空留巷巷道的变形量。保证了沿空留巷巷道回风断面，为回采工作面正规循环提供了有效保障。且减少了巷道修复的工程量，提高了作业安全系数。