彭 軍

（潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)公司，山西 長治 047105）

1 概 述

潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)公司1216運(yùn)巷位于二采區(qū)，施工巷道東部、南部為未采區(qū)，工作面向西依次為1216出煤巷、1216輔助運(yùn)輸巷、1216風(fēng)巷（外段）三條巷道，工作面向北為1215工作面。1216運(yùn)巷設(shè)計長度為486m，斷面規(guī)格為寬×高=4.5×3.0m，回采煤層為石炭系3#煤層，平均厚度為6.0m，巷道掘進(jìn)期間預(yù)留頂煤厚度為3.0m。

3#煤層無偽頂，直接頂主要以炭質(zhì)泥巖為主，平均厚度為4.5m，巖體穩(wěn)定性差，受構(gòu)造應(yīng)力及采動影響易破碎、斷裂；基本頂主要以灰白色粗砂巖為主，平均厚度為17.9m，巖石普氏系數(shù)f＞7.0，硬度大。

1216運(yùn)巷掘進(jìn)期間頂板采用錨桿、錨索、鋼帶聯(lián)合支護(hù)，頂板每排布置5根長度為2.5m左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，間排距為1.0m；鋼帶長度為4.2m，寬度為0.25m，布置間距為1.0m；頂板錨索長度為5.5m，每排布置3根，間距為1.8m，排距為3.0m。巷幫采用單錨桿支護(hù)，每排布置3根，錨桿間排距為1.0m。目前1216運(yùn)巷已掘進(jìn)120m。

2 巷道前期掘進(jìn)階段存在問題

（1）巷道頂板破碎嚴(yán)重。由于3#煤層屬石炭系煤層，煤層成破碎狀，膠結(jié)穩(wěn)定性差。1216巷掘進(jìn)時預(yù)留頂煤厚度為3.0m，巷道施工斷面大，巷道施工后受采動應(yīng)力影響，頂煤承載能力低，出現(xiàn)破碎、局部冒頂現(xiàn)象，且向深部延伸，頂煤與直接頂出現(xiàn)離層，最大下沉量達(dá)0.37m。

（2）支護(hù)失效現(xiàn)象嚴(yán)重。1216運(yùn)巷頂板錨桿長度為2.5m，錨桿錨固端位于破碎頂煤中。錨桿支護(hù)后通過拉拔試驗發(fā)現(xiàn)，錨桿抗拉拔力低于50kN，錨固效果差，出現(xiàn)錨桿失效現(xiàn)象嚴(yán)重，支護(hù)合格率僅為45.6%。同時，頂板錨索長度為5.5m，錨固端位于直接頂中，錨索對頂板破碎巖體懸吊作用效果差，起不到預(yù)期支護(hù)效果。

（3）巷道風(fēng)化現(xiàn)象嚴(yán)重。1216運(yùn)巷掘進(jìn)時采用55kW局部通風(fēng)機(jī)向工作面供風(fēng)，施工巷道巷幫、頂煤相對松散，在風(fēng)流氧化下煤體易出現(xiàn)自燃現(xiàn)象，巷道回風(fēng)流中CO濃度可達(dá)0.0012%。

3 1216運(yùn)巷聯(lián)合支護(hù)措施

針對1216運(yùn)巷前期掘進(jìn)階段主要存在問題，決定在巷道后期掘進(jìn)過程中采取“注漿+優(yōu)化支護(hù)設(shè)計+架設(shè)U29型工字鋼棚+噴碹”等聯(lián)合措施加強(qiáng)巷道維護(hù)。

3.1 注漿支護(hù)

（1）1216運(yùn)巷掘進(jìn)至120m處時，對工作面施工一排仰斜注漿鉆孔。鉆孔施工在距頂板1.0m處，每排施工4個，鉆孔與巷道頂板呈60°夾角仰斜布置，鉆孔間距為1.0m，深度為5.0m，鉆孔排距為3.0m。

（2）鉆孔施工完后依次向鉆孔內(nèi)埋入注漿小管，并與ZBQS-12.5小型氣動注漿泵連接進(jìn)行注漿施工。注漿液采用馬麗散樹脂與催化劑的混合液 ,其體積比為1:1，重量比為1:1.17。

（3）注漿前應(yīng)對鉆孔進(jìn)行封口處理，注漿時注漿壓力控制在1.0～1.5MPa之間，注漿期間發(fā)現(xiàn)煤壁有漿液滲出時立即停止注漿，注漿完成2h后巷道方可繼續(xù)掘進(jìn)。

3.2 優(yōu)化支護(hù)設(shè)計

為了提高巷道錨桿（索）支護(hù)效果，施工巷道在后期掘進(jìn)時對頂板原永久支護(hù)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。

（1）優(yōu)化后頂板采用長度為3.5m預(yù)應(yīng)力錨索代替錨桿支護(hù)，間排距不變，每根錨索采用兩根錨固劑進(jìn)行錨固，錨固力不低于100kN。

（2）頂板鋼帶采用“JW”型加寬鋼帶，鋼帶規(guī)格為長×寬=4.2×0.28m，每根鋼帶配套5根錨索使用，鋼帶間距為1.0m。

（3）頂板單錨索采用長度為8.0m、直徑為21.6mm高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨索，錨索間排距不變。每根錨索外露端采用一根長度為0.6m工字鋼梁及鎖具將其與頂板預(yù)緊，預(yù)緊力不得低于233kN，錨固力不得低于170kN。

3.3 架設(shè)U29型工字鋼棚

（1）1216運(yùn)巷從115m處開始架設(shè)U29型鋼棚，鋼棚架設(shè)間距為1.0m，鋼棚斷面規(guī)格為寬×高=4.5×2.8m。

（2）首先按照鋼棚控制中線安裝兩幫處棚腿，棚腿安裝在穩(wěn)定堅硬底板上，并采用錨桿、卡纜將其與巷幫進(jìn)行固定。

（3）棚腿安裝后將頂梁與棚腿對插安裝，并采用卡纜固定預(yù)緊，預(yù)緊力不得低于200N·m。相鄰兩架鋼棚架設(shè)完成后，在鋼棚頂梁與頂板間隙處填塞上規(guī)格為長×寬=1.2m×0.3m水泥背板。

3.4 噴碹

為了防止施工巷道后期掘進(jìn)期間出現(xiàn)煤層風(fēng)化，導(dǎo)致煤層自燃、巷道內(nèi)有害氣體濃度升高等，為了進(jìn)一步提高巷道支護(hù)強(qiáng)度，對施工巷道進(jìn)行噴碹施工。

（1）1216運(yùn)巷采用鶴轉(zhuǎn)Ⅱ型噴漿機(jī)以及50mm快速接頭鋼管聯(lián)合進(jìn)行噴漿施工，噴漿料采用水泥與紅石配比為1∶3的混合料，噴漿時采用工作面壓風(fēng)作為動力。

（2）噴漿施工距工作面迎頭初噴間距為50m，復(fù)噴間距為30m，巷道噴漿時由三人配合施工，一人上料，一人拉管，一人噴漿。噴漿時由兩幫向頂板、由低向高的順序進(jìn)行，初噴厚度為0.15m，復(fù)噴厚度為0.1m，噴漿后確保噴漿料完全覆蓋煤體。

4 結(jié) 語

潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)公司對1216運(yùn)巷掘進(jìn)期間存在的主要問題進(jìn)行分析，提出了“注漿+優(yōu)化支護(hù)設(shè)計+架設(shè)U29型工字鋼棚+噴碹”等聯(lián)合措施加強(qiáng)巷道維護(hù)，通過實(shí)際應(yīng)用取得了顯著成效。

（1）采用注漿支護(hù)提高了1216運(yùn)巷頂煤膠結(jié)穩(wěn)定性及承載能力，破碎煤體單軸抗壓強(qiáng)度提高至54MPa，減少了巷道掘進(jìn)期間頂煤破碎現(xiàn)象。

（2）通過對1216運(yùn)巷原頂板支護(hù)進(jìn)行優(yōu)化，提高了錨桿（索）支護(hù)效果，保證了懸吊支護(hù)作用，避免了不穩(wěn)定巖體因支護(hù)不合格出現(xiàn)離層現(xiàn)象，巷道在后期掘進(jìn)階段，未出現(xiàn)頂板支護(hù)失效現(xiàn)象，頂板支護(hù)合格率提高至94%以上。

（3）通過對施工巷道架設(shè)U29型鋼棚后，進(jìn)一步提高了頂板穩(wěn)定性，避免了頂板冒頂、垮落事故發(fā)生。通過實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)，1216運(yùn)巷架設(shè)鋼棚后在后期掘進(jìn)期間，巷道頂板未出現(xiàn)大面積冒頂事故，頂板最大下沉量控制在0.15m以下。

（4）通過對施工巷道進(jìn)行噴漿施工，不僅加強(qiáng)了巷道支護(hù)強(qiáng)度，防止了煤體片幫抽頂現(xiàn)象，而且通過噴漿可在破碎煤體外表形成隔絕層，有效防止了煤體風(fēng)化自燃現(xiàn)象。1216運(yùn)巷噴漿后在后期掘進(jìn)過程中，巷道內(nèi)CO濃度控制在0.0003%以下，未出現(xiàn)過工作面瓦斯超限斷電現(xiàn)象。