厚煤层沿空留巷墩柱注浆支护技术研究应用

陆鸿涛

（山西晋煤集团坪上煤业有限公司 ，山西 晋城 048203）

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，采用钢混墩柱和锚索进行永久支护。

⑴临时支护。①沿空留巷自上而下共支设四排单体支护。上帮侧为第一排单体支护时，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，及时对支架及后尾梁注液护顶，插梁调节支护老空侧顶板，在其掩护下支设1～4排单体支护，确保单体支护及时支护到端头支架和超前支架处，间距不大于1m。③2、4排采用中悬梁支护，所使铰接顶梁长度1.2m。④四排临时支柱穿铁鞋支设，初撑力不小于90kN，并及时拴牢防倒绳防倒。

⑵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，加强沿空留巷顶板支护，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。

⑶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Pt＝ 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，参照长城煤矿相同墩柱承压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

为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，临时支护段不进行回撤，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，工字钢棚要背实顶帮。

3 挂钢筋网和挡风帘、垒矸石袋墙

（1）工作面下端头每移架一次，对支架及后尾梁注液护顶，插梁调节支护老空侧顶板，在其掩护下支设1～4排单体支护，单体支护时支护到端头支架和超前支架处，间距不大于1m。（2）1～4排单体支护完后，在第3排带帽单体支护上侧挂设钢筋网，钢筋网接顶接底，搭接处用8#铁丝每0.5m打一死结。（3）挡风帘挂好后，由北向南、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，呈梯形状，墙体必须接实顶板。施工人员在1～2排柱梁的保护下施工，所垒矸石袋墙逐茬垒砌、接顶后，及时按规定回撤1～2排柱梁。

4 支回支护

⑴巷内临时支护中，墩柱空档内的临时支护为带帽点柱，所有临时支护必须栓设防倒绳并且支设在硬底上，底板松软必须穿铁鞋。

⑵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，在回撤临时支护前，必须检查沿空留巷的顶板情况，若发现顶板裂隙多，则不回撤临时支护，若发现顶板较为破碎，及时采取加设钢棚的支护方式。

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，锚索垂直顶板布置，规格：采用低松驰高强度Φ17.8mm的7股左旋钢绞线，长6.2m，外露端使用锚索托梁支护，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

⑴在工作面垒矸石袋前支设钢混墩柱，墩柱按线支设，迎山角3°～5°，墩柱带帽支设，柱距0.8m，墩柱注浆口朝下帮，柱帽为厚320mm、长320mm的楔木。

⑵所支墩柱必须挖窝至硬底后支设，及时用防倒绳连接防倒。

⑶由于墩柱比较重，人员运输墩柱时，要相互配合，抬放墩柱时要协调一致、轻起轻放，严禁乱扔；支设时六人扶柱，一人踩方凳用锤紧固木楔。使用手拉葫芦起吊时严格遵守本规程中“使用手拉葫芦安全措施”规定执行。

7 浇灌墩柱

⑴浇灌时要备齐浇灌需用的工具、因注浆压力为4MPa，为防止甩管伤人，必须检查管路是否连接合格、销卡是否到位，并且将管路固定在临时支护的管路上，确认无误后方可进行浇灌。

⑵浇灌时由里向外依次进行浇灌，浇灌时将浇灌枪头卡在墩柱的注浆口上，远距离进行操作，注浆时人员全部撤离到注浆泵处，在浇灌完一棵墩柱时，及时暂停泵送，将管接头插入下一棵墩柱后再联系泵工开泵，时间间隔不得超过12分钟，若超过12分钟及时联系泵工按停泵处理。

⑶若浇灌时间超过10分钟尚未将墩柱浇灌完，及时暂停泵送，进行检查。

⑷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，注浆口必须塞上封堵塞。

8 强制放顶

⑴为减少沿空留巷上方悬顶超大，视悬顶及后维护情况，在1-3#支架侧护间或在1-3排柱梁间布置一排炮眼，炮眼与沿空留巷间距不大于1.5m，沿走向呈一条直线，每组炮孔2个，炮眼孔间距0.3m，孔深不低于2.0m，其中老塘侧炮眼倾角60左右，煤壁侧炮眼倾角70度左右，炮眼组间距不大于2m。

[1]范祖君，李景涛等.沿空留巷技术在中厚煤层的应用.煤矿支护，2011（03）.