摘要：根据51103工作面沿空留巷的地质条件和周边开采情况，进行综采工作面沿空留巷的支护设计，分析综采工作面沿空留巷的锚索支护的应用效果，以及解决在实施过程中出现的问题。
关键词：综采工作面 沿空留巷 锚索支护
1、地质条件
51103工作面位于后组五采集中轨道石门北侧；北为51103（1）、51103（2）工作面，已回采完毕；西临51104工作面辅助轨道巷，距地面垂高为749.85～818.17m。
沿空留设巷道是51103面运输巷，该巷道留巷后作为51103面运输系统巷道。详见平面布置示意图1。
.png)
51103工作面煤层厚度为1.5m～1.85m，平均煤厚1.70ｍ；煤层倾角为7°～24°，平均15°；巷道埋深816.65m，煤层厚度稳定，煤层可采指数为1，变异系数6.52％；煤层厚度较稳定，含1－2层夹矸，上部夹矸较稳定；煤层宏观煤岩组分为半光亮型煤，煤层结构一般呈明显的条带状结构，断口呈参差状和不平坦状，性较脆，亮煤和暗煤呈较厚的分层出现，间夹镜煤和丝炭条带。
煤层直接顶为深灰色粉砂岩，厚2.89～4.1m，平均厚度为3.64m，较致密，性脆，层面富含植物叶片化石碎片，夹细小煤线，沿层面分布菱铁矿结核；老顶岩性为砂岩互层，厚15.6～18.9米，平均厚度为17.1米，灰黑色粉砂岩与灰白色细砂岩互层，波状层理发育，层面含植物叶部化石，含瘤状硫化铁。底板含0～0.4ｍ伪底，灰色，泥钙质胶结，胶结致密，裂隙中充填方解石石脉；直接底为深灰-灰色粉砂岩，厚度为10.8～13.4m，平均厚度为12.1m，富含细小植物叶部化石碎片，缓波状层理，含硫化铁结核，下部色浅，易碎；老底浅灰绿色细砂岩，厚度为6.5～7.17m，平均为6.83m，泥质胶结为主，局部为钙质砂岩，富含较完整的杨齿类化石。
2、沿空留巷尺寸确定
综采沿空留巷巷道采用原巷道锚带网+锚索梁联合支护时，确定合理的巷道留设宽度应遵循以下原则。
（1）满足工作面运输、通风、行人要求，巷道宽度、高度满足综采工作面巷道条件（或经过小面积修整后满足条件）。
（2）保证巷道处于采动动压影响前后应相对完整；
（3）保证锚索具有良好的锚固性能，起到整体悬吊作用；
（4）最大限度的减少煤炭损失。
51103面运输巷沿空留巷围岩为中等稳定岩层，考虑到留设巷道将用来作为工作面的运输巷兼回风巷使用，必须保证巷道梯形净断面不小于6m2。考虑到巷道在采动动压影响前后存在不同程度的变形现象，故实际巷道留设宽度不小于3.0m。
3、沿空留巷锚索梁支护设计
根据锚索对沿空留巷顶板起到悬吊作用，形成组合岩梁的机理和翟镇煤矿以往沿空留巷已取得的经验，对51103工作面沿空留巷原巷道锚带网+锚索梁支护参数进行设计。
巷道宽度不低于3.0m，顶板在原锚带网支护的基础上采用锚索梁支护，锚索加强支护，锚索选用直径17.8ｍｍ的高强度、低松弛、1×7钢绞线，长度为6米，锚索支护采用5根树脂药卷锚固，最小锚固长度不小于1.5米，锚固方式为端锚。锚索五花布置，单排锚索走向间距4米，两侧锚索距离运输巷上下帮各1米，锚索托梁使用星型托盘。中间锚索施工在巷道中间位置，走向间距4米，锚索托梁使用长度1米的工字钢棚，托梁沿走向使用。随工作面的推进运输巷两排超前支护不再进行回撤，并且在采空区侧切顶排处支设单排单列临时密集，柱距0.35m，支在两棵正规柱中间和一排正规柱，正规柱按照铰接顶梁沿走向支设。为保证支护效果，在后维护段切顶排里侧，沿走向每隔2米支设一排木点柱加强支护，木点柱靠切顶排施工，距离切顶排支柱间距0.1－0.5米。木点柱采用优质Φ160mm以上的优质红松圆木支设，圆木上下端头要与顶底板保持面接触，方向垂直于顶底板，木点柱上头托长度1.0米的木板棚加强支护，使用木板棚支护顶板上的金属网，支护示意图2
.png)
4、51103综采工作面沿空留巷施工方法
4.1锚索梁施工
锚索托梁采用超前施工方式，运输巷自切眼向外顶板采用锚索加强支护，锚索选用直径17.8ｍｍ的高强度、低松弛、1×7钢绞线，长度为6米，锚索支护采用5根树脂药卷锚固，最小锚固长度不小于1.5米，锚固方式为端锚。锚索五花布置，单排锚索走向间距4米，两侧锚索距离运输巷上下帮各1米，锚索托梁使用星型托盘。中间锚索施工在巷道中间位置，走向间距4米，锚索托梁使用长度1米的工字钢棚，托梁沿走向使用。
4.2加强支护措施
4.2.1在后维护段切顶排里侧，沿走向每隔2米支设一排木点柱加强支护，木点柱靠切顶排施工，距离切顶排支柱间距0.1－0.5米。木点柱采用优质Φ160mm以上的优质红松圆木支设，圆木上下端头要与顶底板保持面接触，方向垂直于顶底板，木点柱上头托长度1.0米的木板棚加强支护，使用木板棚支护顶板上的金属网。
4.2.2切顶排支设单排单列临时密集，柱距0.35m，支在两棵正规柱中间，密集支柱戴帽支设，一柱一帽，支柱卸载阀及支柱手把体沿走向朝外，穿齐铁鞋，栓齐拴牢防倒绳，初撑力达到50kn以上。
5、锚索梁支护效果
5.1锚索梁联合支护工艺起到良好的悬吊作用，能有效地控制顶板离层，使得留巷顶板形成整体组合岩梁，对沿空留巷顶板管理作用显著。
5.2采空区留巷段切顶排加强支护工艺，有效地控制了围岩的强烈变形，但受工作面采动动压影响，留巷巷道有不同程度的下沉、底鼓、巷帮变形，通过人工卧底，可很好的满足巷道通风、运输、行人要求，经济效益显著。
6、锚索梁沿空留巷效益分析
6.1减少煤炭资源浪费，按51103面运输巷250m计算，采用锚索梁沿空留巷技术后，可多回收煤柱资源，250*8*1.7*1.36=0.46万吨。
6.2减少矿井万吨掘进量，随工作面推进，留设巷道作为工作面的运输巷使用，可直接减少一条巷道的掘进量，按51103面留设巷道250m计算，可节省掘巷费用25万元。
从现场实际应用情况分析，锚索梁支护技术在沿空留巷支护工艺方面有较大的改进，有效的保证了顶板的完整性，起到了很好悬吊作用，使得顶板形成了完整的组合岩梁，对顶板控制效果明显；采空区侧加强支护工艺，有效地防止了顶板下沉，对巷道成型，防止巷道变相和底鼓效果明显，减轻了后续巷道维护工作量，经济社会效益显著。
论文作者:吴斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/16
标签：巷道论文; 工作面论文; 顶板论文; 煤层论文; 锚固论文; 厚度论文; 走向论文; 《基层建设》2019年第28期论文;