神华亿利有限责任公司黄玉川煤矿 内蒙古 017100
摘要：分析黄玉川煤矿6上煤综放工作面辅运顺槽尾巷巷道变形原因，并提出预防措施和管控方法；
关键词：综放工作面；巷道变形；预防；管控；
引言：黄玉川煤矿位于准格尔煤田中西部，含煤地层为石炭二叠系，可采煤层共五层，自上而下分别为4#、5#、6上#、6#、9#煤，目前主采最为上部的4#、6上#煤，煤种为长焰煤，煤层平均间距75米。4#煤埋深在160-240米之间，平均煤厚3.36米布置一个综采工作面回采；6上煤埋深在240-400米之间，平均煤厚12.5米布置一个综放工作面回采。受黄玉川煤矿生产接续紧张影响，上腹4#煤综采工作面回采完毕后采空区未垮落压实充分（相差一年）下部6上煤综放工作面便已开始回采，导致综放工作面辅运顺槽尾巷由于矿压剧烈引起巷道严重变形，给日常安全生产造成严重影响。下面以黄玉川煤矿216上03综放工作面辅运顺槽为例，对黄玉川煤矿6上煤综放工作面辅运顺槽尾巷治理进行研究分析。
一 情况说明
216上03辅运顺槽作为216上03综放面的辅助运输巷道，216上04综放面的回风巷道，在216上03综放面回采过程中受一次采动影响，随着216上03综放工作面向前推进，辅运顺槽尾部巷道矿压显现剧烈，顶底板移近量最大达2米左右，帮部鼓起量最大达0.8米。目前216上03综放面已推采450米，216上03辅运顺槽尾巷顶板下沉及底鼓严重段位于216上03切眼推进距离850-1270米段。
2 巷道支护强度影响：
216上03辅运顺槽掘进时巷道支护参数具体如下：巷道顶部使用φ22*8000mm锚索钢绞线，每排4根压接π形钢带，排距1.6米；锚杆使用φ20*2200mm左旋无纵肋螺纹钢锚杆，每排6根压接焊接钢筋网片，排距0.8米；非开采帮部使用φ20*2200mm左旋无纵肋螺纹钢锚杆，每排4根压接梯形钢带，排距0.8米；开采帮使用φ27*2400mm高强度玻璃钢锚杆，每排4根压接双层高强聚酯塑料网，排距0.8米；详见巷道支护平面图
考虑可能因为巷道掘进时巷道支护强度不足是引起尾巷变形的主要原因，在216上03辅运顺槽未受工作面采动影响区域（550-650米处）提前对巷道进行补强支护，顶部使用φ22*8000mm锚索在原有支护锚索中间位置按照1.6米的间距顺着巷道延伸方面补打三排锚索，非开采帮部在距离底板2米位置补打一排帮锚索，锚索规格为φ22*5000mm间距1.6米压接“W”形钢带，详见巷道支护平面图-补强后
三 目前现场管控措施
1 为了减少由于4#、6上煤由于开采间隔较小导致矿压集中在6上煤辅运顺槽尾巷造成的巷道严重变形。黄玉川煤矿调整生产接续安排，加快4#煤开采推进同时延缓6上煤开采速度，加大综采及综放工作面采动间隔，使4#煤采空区垮落充分，待重新压实后在开采下腹6上煤，能大大减少综放工作面采空区二次垮落引起的附加矿压现象，减少6上煤辅运顺槽尾巷矿压，这样尾巷变形将大大减小保证矿井安全生产。
2 适当加强支护强度虽不能制止巷道变形，但能减小一定巷道变形量。在后期黄玉川煤矿综放工作面开采前应主动将6上煤辅运顺槽进行加强支护，加大巷道支护强度提高巷道防冲击能力，减小由于矿压导致的巷道变形；
3 管控6上煤胶运顺槽采空区垮落情况，应保证回采过程中采空区及时跟进并且垮落充分防止形成“悬臂梁”，当出现悬臂梁时应积极采取对胶运顺槽顶板进行退锚作业加速老顶垮落；
4 为了避免由于悬臂梁导致的矿压向外扩散，应加大6上煤胶辅运顺槽煤柱留设，对矿压能起到一定缓冲作用，减小6上煤辅运顺槽尾巷变形。
四 后期管控的意见建议
1 主动释放老顶压力，防止形成“悬臂梁”
近年来水预压裂技术逐渐广泛应用于煤矿日常生产中，黄玉川煤矿自11403、12401、21602、21603综采工作面初采时已应用该技术，取得了良好的成果。由于黄玉川煤矿长期出现两顺槽采空区悬顶面积大，采空区老顶不能及时有效垮落，该矿将水压欲裂技术应用于胶运顺槽顶板，通过水压欲裂方法使顶板超前破裂，随着工作面推移采空区及时跟进垮落，防止“悬臂梁”的出现，具体做法如下：
当出现6上煤胶运顺槽侧采空区顶板不能及时垮落时，在胶运顺槽机头支架处以与顶板呈33°夹角斜向采空区及工作面方向分别使用定向钻机打设钻孔，钻孔长度43米直径75mm，充分打设在老顶中，利用手动泵为封隔器加压使胶筒膨胀，达到封孔目的，最终通过综采设备列车高压泵站加压实施压裂。附钻孔布置示意图
2 当矿山压力不能有效控制时，只能被动采取加强巷道支护强度，提高巷道防冲击能力，较小巷道变形量。
（1）增加辅运顺槽设计巷道高度，将原有支护锚杆、锚索变更为恒阻锚索及恒阻锚杆对巷道进行柔性支护，在符合巷道支护强度要求的情况下，允许巷道产生一定的变形量。
（2）优化巷道支护参数：对6上煤辅运顺槽支护参数进行优化，加密锚杆锚索支护使巷道支护强度增高；
（3）优化施工工艺：在掘进巷道时使用高强锚注技术即采用高强中空注浆锚杆、锚索端锚，中空锚杆、锚索即是支护用锚杆又兼做注浆管，施加预应力后进行高压注浆，实现锚杆、锚索的全长锚固和围岩的注浆加固。能大幅度提高锚杆、锚索强度或者破断力，并通过改变围岩的性质，最大发挥围岩的承载作用，能在6上煤辅运顺槽尾巷遇矿山压力时提高巷道防冲击能力，减小巷道变形。
论文作者:张恒
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/7
标签：巷道论文; 工作面论文; 采空区论文; 煤矿论文; 顶板论文; 悬臂梁论文; 锚杆论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;