沿空留巷主动控顶区补强加固技术实践

古际亮

（冀中能源股份有限公司 邢台矿，河北 邢台 054000）

1 工作面概况

51119 综采工作面所采煤层为5 号煤。工作面标高-150—-210 m，地面标高+85 m。工作面走向长357～415 m，倾向长132 m，面积50 952 m2。51119 综采工作面采掘工程示意如图1 所示。

图1 51119 综采工作面采掘工程示意Fig.1 Excavation of 51119 fully mechanized mining face

本区域5 号煤呈黑色，沥青光泽，煤岩类型为光亮型，煤质类型为气肥煤，煤层结构简单，局部含夹矸，煤层较稳定，属稳定可采中厚煤层。煤层最大厚度2.4 m，最小1.65 m，平均厚度2.02 m，煤层倾角9°~22°，平均12°。

老顶为0.9~2.1 m 厚细砂岩，浅灰色夹有深灰色条纹，泥质胶结；直接顶为3.96~5.77 m 厚的粉砂岩，深灰色，中厚层理，见方解石充填裂隙含黄铁矿结核；直接底为1.25~2.71 m 厚的粉砂岩，灰褐色，断口呈锯齿状，发育裂隙，局部受挤压，富含植物根部化石；老底为6.37~11.68 m 厚的细砂岩，褐灰夹深灰色条带，质地较硬，夹杂粉砂岩微层，富含植物茎叶化石，富含黑云母碎片。51119综采工作面综合柱状图如图2 所示。

图2 51119 综采工作面综合柱状图Fig.2 Comprehensive bar chart of 51119 fully mechanized mining face

2 51119 运输巷原支护参数

2.1 原支护参数

51119 综采工作面运输巷平行运料巷布置，巷道采用4.0 m×2.2 m 锚网支护。51119 运输顺槽支护参数如图3 所示。

图3 51119 运输顺槽原支护Fig.3 Original support of 51119 transportation roadway

顶锚杆采用φ22 mm 的高强度左旋螺纹钢锚杆，长度2.0 m；顶钢带选用φ14 mm 的A3 圆钢制成的梯子型钢带，钢带长4.0 m，使用金属托盘，配合金属网护顶。

帮锚杆采用φ16 mm×1 900 mm 的钢筋锚杆，使用金属网和铁托盘，每帮垂巷各布置3 趟，间排距900 mm×900 mm，矩形布置。

锚索使用φ15.24 mm 的低松弛预应力钢绞线，长度8 m，使用长度2.2 m 的14 号槽钢做钢带，托盘为200 mm×80 mm×20 mm 的钢板，在槽钢与铁托盘之间加垫木托盘。

2.2 原支护巷道矿压显现

根据运输巷离层仪台账显示，51119 运输顺槽顶板浅部最大离层为30 mm，深部离层并不明显。巷道在2 个半月后基本达到稳定。但是局部地段在4 个月后顶板仍有离层发生，且不稳定。局部巷道帮部已有明显变形，局部地段帮鼓现象较为明显，顶板锚网索支护强度明显不足，一些顶板岩石整体性遭到破坏。目前，巷道所采用的排距较大，且采用的锚索直径较小，支护密度不足，在后期经历两次开采动压影响时，φ15.24 mm 锚索很容易发生破断，巷道难以维持稳定，因此，必须提前对顶板和帮部进行加强支护。

2.3 沿空留巷前加强支护参数设计

51119 运输巷原掘进支护仅仅考虑巷道掘进期间和本工作面支承压力影响的支护强度要求，支护强度相对较低。考虑到该巷道今后将作为无煤柱沿空留巷使用，需要经历51119 工作面和下一个工作面51121 工作面两次开采强烈的动压影响，因此必须对巷道顶板和帮部进行加强支护。同时，为了实现切顶卸压，有效维护切顶侧顶板的完整性，采用高强锚索配合槽钢靠近切顶侧进行切顶锚索的施工。在原来支护的基础上，具体采用的加强支护参数如图4 所示。

图4 巷道支护参数示意Fig.4 Roadway support parameters

3 结 语

邢台矿2020 年1 月底开始巷道加固工作至3月份施工完成，3 月份综采一队开始回采工作后巷道超前压力段顶板完整，没有顶板明显下沉现象，两帮移进量和顶底板移进量均控制在50 mm 以下，巷道无明显矿压显现。51119 工作面采用顶板加固技术方案后解决了回采工作面超前压力对运输巷的不利影响，杜绝了冒顶、片帮等事故的发生。该工作面运输巷的技术实践，为该矿沿空留巷顶板加固工作提供了经验。