关键词：孤岛工作面；沿空巷道；治理技术
为了避免生产和接续工作面之间的干扰，同时也是出于防治煤层自燃和瓦斯的需要，采区内工作面之间有时被迫采用跳采接续方式，不可避免地在采区内形成至少一个沿工作面走向两侧均为采空区的工作面或工作面三边，四周均为采空区的工作面，这样的工作面为孤岛工作面。孤岛工作面在掘进过程中，由于受采动的影响，在邻近采空区侧向压力及工作面超前压力的叠加作用下，外侧煤柱整体性，遭到破坏，承载能力降低，致使巷道变形量较大，对回采工作造成很大的影响，为此我们要做好孤岛工作面的巷道治理工作。
1 孤岛工作面形成的原因
孤岛采区的巷道，经过不断查阅资料可知，造成巷道破坏的主要原因总结如下几个方面：①施工工艺的影响。通常采用钻眼爆破法，其爆炸波对围岩也具有一定的破坏作用，可直接破坏围岩的整体稳定性，降低围岩的强度。②应力的集中。由于附近煤层已开采，巷道处于阶段煤柱中，应力集中其力量特别大，会造成棚腿钻底，严重巷道变形加快。围岩变形压力是支护的主要荷载，一般使用工字钢支护难以适应这一变化，从而在较大的变形作用下，很快就会被破坏。③支护结构，参数与围岩变形状态不相适应。选用工字钢支护的强度、刚度及可缩量在地应力大，地质条件复杂地段，与围岩特征不适应，也会使巷道产生失稳性破坏。④底板岩石遇水膨胀，当底板岩石为砂质泥岩时，遇水也会膨胀变软，很容易产生底鼓，从而造成巷道有很大的变形。
2某矿孤岛工作面概况
某工作面两侧为采空区，上部已经回采，工作面煤层平均厚3.5 m，煤层构造较简单，煤层下部多含一薄层泥岩或炭质泥岩夹矸，夹矸厚0.1～0.2m。
煤层顶底板情况见表1
3 巷道断面及支护
根据现有的地质资料，结合矿煤巷支护技术水平，本工作面煤巷采用锚梁网索支护。遇到地质条件变化较大，采用原锚梁网支护不能满足要求时，及时加强支护或变更为架29U型棚+锚索支护，小煤柱侧喷注浆加固。
4 采取的措施
针对该工作面两巷巷道变形量大，顶板下沉、鼓底严重、两帮位移量大等情况，主要采取了以下几种处理办法:
4.1 顶板管理
在条件允许的情况下，轨、运顺超前挑棚超过100m，确保一梁四柱，单体支护有效；轨、运顺超前打点锚索加固顶板，原则上按2-2布置点锚索，具体为：在小煤柱侧打一排点锚索，在巷道中间打一排点锚索。锚索规格：Φ22×6300mm的钢绞线。每根锚索使用树脂药卷Z2380两卷，锚索预紧力不小于80KN、锚固力不小于200ＫＮ；因为巷帮位移量大，对轨、运顺采煤帮进行刷扩，因刷扩新暴露出来的顶板采用钢带配合锚杆、锚索支护顶板。运顺刷扩宽度为1.5m—2.0m，顶部使用2m的M5钢带，施工3根Φ22×2800mm的锚杆，间距800mm，排距800mm，顶部在每排钢带中间布置一根Φ22×6300mm的点锚索，排距800 mm。锚杆、锚索要紧跟迎头。且撕帮处钢带与原顶板钢带搭茬不得小于300mm，每够4.5米及时在旧钢带与新钢带搭茬处挑一排一梁四柱走向棚。
对顶板不好地段，若为锚联网支护巷道，则采取使用11#4.5米工字钢对巷道顶板施工顺山姊妹棚加固顶板，工字钢正使并加工专门设计的U型卡子把每组工字钢固定，棚距为800mm，一梁两柱，腿子为DZ-3.15（35）型单体，每架设完6棚后，要及时在下方挑双排4.5m的工字钢走向棚。
对U型棚支护段则采取两种处理方式：一是对直接砂岩顶板覆盖或距砂岩顶板少于2.5米的巷道提前进行全断面刷扩改破掉伪顶进行锚索网支护；二是伪顶较厚地段进行摘除采煤侧棚腿锯部分棚梁的办法，对棚梁棚腿进行锁梁护帮加固，同时进行套工字钢棚二次加固顶板，并打点锚索加固顶板。
4.2帮部管理
由于运顺小煤柱侧帮部位移量大，为保证控制台开关列车的正常挪移和有足够的人行道宽度，小煤柱侧采用打底角锚索，并在底板以上1m-1.5m的位置采用注马丽散化学加固材料等措施控制帮部位移，起到了一定效果：
对于小煤柱侧采取打底脚锚索、注马丽散的方法防止巷帮位移，小煤柱加固的具体办法为：
4.2.1 小煤柱侧打底脚锚索加固巷帮的办法
运顺超前工作面100m范围内，非采煤帮（小煤柱侧）地脚线处补打锚索配合2.5m的M5钢带（每个钢带三个孔，孔间距为1.1m）对小煤柱进行加强支护。锚索间距1.1m，打单排锚索，锚索向下角度保持30°布置，锚索规格为Φ22×4300mm的钢绞线，锚索正常上托盘，每根锚索使用树脂药卷Z2380两卷，锚索预紧力不小于80KN、锚固力不小于200ＫＮ，锚索外露≤300mm。并在两个锚索中间向上200-300mm处注马丽散。
4.2.2 小煤柱侧注马丽散加固巷帮的办法
运输顺槽小煤柱超前控制台向外的合适地点（与工作面大约保持100米的超前距离），在巷道高度达到3米，不够3米高度的人工卧底达到3米后采用单排眼布置注浆钻孔，孔位大约在底板向上1米-1.5米处，钻孔深度3.0m。孔径42mm。钻孔角度保持30°（与水平面夹角向下）布置，孔间距1.0米，可在现场根据实际情况进行调整。
4.3 巷道鼓底严重的处理办法
轨、运顺底鼓严重，主要采取分层、分段卧底的办法，确保巷道的高度及通风断面。
5结论
根据后期观测，加固后的小煤柱巷道较未进行加固巷道存在以下明显效果：小煤柱下部位移较未加固巷道少位移1-1.5m；上部巷帮位移比未加固前位移量少0.5-1m。实践证明，该项技术实施明显改变巷道变形，为安全生产提供了可靠保障。
参考文献 ：
[1] 韩柏青等，孤岛工作面沿空掘进综合技术探讨[J].煤矿安全，2010，（05）.
论文作者:张贵
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/12
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