浅析厚煤层沿空留巷墩柱注浆支护技术应用

刘玉元

（山东新矿内蒙能源福城矿业公司，内蒙古 鄂尔多斯 016215）

一、工作面概述

工作面运输巷沿煤层顶板布置，梯形断面35.67m2，锚带网支护，锚杆采用φ22mm×L2200mm全螺纹钢等强锚杆；顶板采用锚杆配W钢带及塑钢网支护。巷道顶板破碎时，以巷道中心线为基准左右各1.5m处锚索加强支护；每隔三排锚杆一根锚索，跨步式布置，锚索在顶板两排锚杆中间。

二、沿空留巷

1、支护方式

下平巷在推进过程中，对其沿空留巷，沿空留巷采用钢混墩柱和锚索进行永久支护（图1）。

（1）临时支护

①沿空留巷自上而下支设四排单体支护。上帮侧第一排为单体支护，则第1、2、4排为柱梁支护，第1排柱距0.6m，第2、4排柱距1.2m，第3排为带帽单体支护柱距0.8m。1～2排排距为0.6m，2～3排排距为0.7m，3～4排排距1m。

②1～4排均在下端头架或超前支架后侧支护，工作面下端头每移架一次，在其掩护下支设1～4排单体支护，间距不大于1m。

③2、4排采用中悬梁支护，铰接顶梁长度1.2m。

（2）永久支护（沿空留巷支护）

永久支护方式为：混凝土墩柱+锚索梁支护。墩柱支设在第3排单体支柱间，墩柱的柱距为800mm。墩柱以下1.5m处、沿走向每隔3m打安一棵锚索梁，锚索垂直顶板布置，锚索长6.2m，锚索托梁位置与钢带平行，托梁长度为0.6m。

（3）支护强度验算

参照同煤层工作面矿压参数

①回归分析法：

Ps=200+8L0=528 KN/m2

西北雨淹过我们，继续向前冲去。奇异的是，我们站的地方仍然阳光普照，使落下的雨丝恍如金线，一条一条编织成金黄色的大地，溅起来的水滴像是碎金屑，真是美极了。

式中：Ps-------支护强度，KN/m2；

L0-------初次来压步距，m；

②8倍采高的岩石重量对支柱造成的载荷强度

P t＝8×9.81×h×r=8×9.81×4.7×2.5=921.2 KN/m2

H－采高 取4.7m；

r－顶板岩石容重 取2.5t/m3

通过上述计算,按8倍采高计算本工作面的支护强度为921.2 KN/m2。

③选择留巷支护强度

按8倍采高计算本工作面的支护强度（921.2 KN/m2）大于回归分析法计算支护强度（528 KN/m2）,因此支护强度应大于921.2 KN/m2。

墩柱直径299mm（面积0.058505m2），支撑巷道宽度为5.0m，参照相同墩柱承压380吨经验值，按承重380t（3800KN）计算该工作面墩柱柱距为：3800KN/5.0m/921.2KN/m2=0.82m

因此永久支护墩柱柱距取0.8m，小于0.82m；可保证满足支护强度要求。

2、护巷措施

确保墩柱内混凝土凝固、承压，自钢混墩柱注浆后15天后方可回撤临时支护，若现场存在顶板下沉量大以及顶板出现明显断裂裂隙，临时支护段不回撤，若遇巷内顶板破碎处，可补打锚网进行支护，对顶板下沉处采取架设工字钢棚方法。

3、挂钢筋网和挡风帘、垒矸石袋墙

⑴工作面下端头每移架一次，在其掩护下支设1～4排单体支护，间距不大于1m。

⑵1～4排单体支护完后，在第3排带帽单体支护上侧挂设钢筋网，搭接处用8#铁丝每0.5m打一死结。

⑶挡风帘挂好后，自下而上在第2排柱挡内垒砌矸石袋挡风墙，墙体底部宽1.0m，上部宽0.5m，墙体接实顶板。

4、支回支护

墩柱空档内的临时支护为带帽点柱；待墩柱浇灌完后，自注浆之日起15天后逐步回撤墩柱空档内临时支护。

5、安打锚索措施及方法

在墩柱以下1.5m处、每沿走向3m打安一排锚索加强沿空留巷支护，规格采用低松驰高强度Φ17.8mm的7股左旋钢绞线，长6.2m，锚固剂采用Z2335树脂药卷，每孔药卷锚固长度大于1.5m。选用11#工字钢，长0.6m，眼孔为Φ18mm。

6、支设墩柱

在工作面垒矸石袋前支设钢混墩柱，柱距0.8m，墩柱注浆口朝下帮，柱帽为厚320mm、长320mm的楔木。

7、浇灌墩柱

⑴注浆压力为4MPa。

⑵浇灌时由里向外依次进行浇灌，间隔不得超过12分钟。

⑶注浆时，排气口有混凝土溢出时方可停止注浆，4-5min后，拆除注浆泵接头后塞上封堵塞。

[1]范祖君，李景涛，臧茂彬.沿空留巷技术在中厚煤层的应用[J].煤矿支护，2011(3).

[2]邓月华，唐建新，朱祥可，付勇，胡海缓.倾斜中厚煤层混凝土沿空留巷工业试验[N].西南交通大学学报，2011(3).

[3]宫本强，中厚煤层沿空留巷技术[J]，山东煤炭科技，2010(3).