采空区下回采巷道支护技术研究

2015-05-08李启寿

江西煤炭科技 2015年2期

李启寿

（山西介休鑫峪沟煤业有限公司，山西介休032000）

1 地质条件对于支护的影响分析

一般情况而言，巷道冒顶事故的发生主要是由两个方面的因素造成的：一方面，顶板的地质条件会对其造成一定程度上的影响；另一方面，则是巷道支护的具体情况产生的影响。基于这两个方面因素的考虑，只有研究并搞清楚围岩的具体结构，才能对巷道支护的方式进行有效的设计。一般情况下，在巷道设计的初始阶段，可以依据钻孔地质资料以及之前的经验与数据，对巷道的地质情况进行初步的判断，或者是在掘进的过程之中通过目测顶板、钻进的难易等方法来对顶板的状况进行一定程度的分析。然而这些方法都存在着一定的弊端，难以对围岩的真实情况实现有效的反映。

钻孔窥视仪能够对巷道顶板的破坏状况做出最为直观的反映，近年来人们不断对其研究与改进，使其在各个方面都有了很大程度的提高，如今它已经具备日常使用功能，得以普遍采用和推广。

2 有效确定巷道位置

一般情况下，巷道会在一定程度上受到煤柱集中应力的作用，在这一作用之下巷道会出现强烈的来压，将巷道布置在应力降低区之内是巷道布置的重要原则之一。如果上部为采空区时，应当注意要将巷道与上部采空区之间保持相对的距离。本文就以某矿的某一工作面回采后煤柱中的支承压力在地板中的传递规律为例，并对其进行一定程度上的数值模拟。图1显示的是这一工作面回采之后底板应力的分布情况，图2显示的主要是采空区一侧的煤层应力分布情况。

图1 10503工作面回采过后底板中的应力分布

图2 采空区一侧煤层应力分布

对上述的两图进行分析对比，不难发现煤柱会对底版中的应力分布造成较大程度的影响。在煤柱的正下方，应力集中的程度为最高，而当距离煤柱边缘的距离大致在2～2.5m的范围时，应力集中程度会出现一定程度的衰减，最终衰减到原岩应力，即10.6MPa。综合上面的分析，在对巷道的位置进行确定时，应该使12503胶带运输巷保持在10503采空区边缘水平距离的2.5m之外。

3 锚杆锚固力影响因素分析

在实际的作业过程之中，在打钻时采空区之中的水或多或少都会向巷道之中渗透，顶板会受到一定程度的软化，除此之外，锚固剂的粘性也会在淋水的作用下发生降低，这样一来，锚杆的锚固力就很有可能达不到规定的标准。基于这一方面的考虑，如果在掘进的过程之中遇到相对严重的淋水时，应当及时对涌水的原因进行分析，并根据分析结果采取有效措施对其解决。一般情况下，处理淋水问题的方法主要有两种，如果水量相对较小，那么可以通过布置泄水孔的方式予以解决；如果水量较大，则需要通过注浆来堵水，同时在这一过程之中，还需要对锚杆的锚固力进行一定程度上的测试。相关实践表明，如果涌水量大于583mL／min时，锚杆的锚固力会下降至原先的35%左右。而一旦锚杆的锚固力出现下降，会对巷道的支护效果造成十分显著的影响。因此如果遇到较为严重的淋水问题时，需要做好防排水工作以及锚固力检测工作。

4 巷道支护技术

目前，对于巷道的支护存在着多种方式，其中锚杆锚索支护已成为最主流的支护方式。如果采空区下的巷道顶板破碎情况相对严重，就需要对其进行一次性支护，以此来对顶板的变形进行有效的控制，否则，顶板的破碎程度就会更加严重。以11503工作面为例，采用了3种支护方式，同时在对其进行掘进的过程之中每隔50m便进行一次顶板岩层结构的窥视，然后再根据窥视的结果对支护方式作出一定程度上的改善。

方式一：当02＃煤与2＃煤层之间的距离在5.3m以上时，采用Φ20mm×2000mm螺纹钢锚杆支护，同时保持锚杆间排距为1000mm×1000mm，锚固剂选择为MSK2380型树脂锚固剂，锚索长度为5.3m。

方式二：当02＃煤与2＃煤层之间的距离在4.3～5.3 m的范围之内，保持锚杆的参数不变，对锚索的长度进行一定程度上的降低，使其变4.3m。

方式三：当02＃煤与2＃煤层之间的距离在4.3m以内时，顶板仍然采用原先的Φ20mm×2000mm螺纹钢锚杆支护。如果出现顶板破碎，锚杆支护难以对顶板岩层的稳定性进行有效的控制时，还需要进行一定程度上的套棚支护，棚距保持在1.2m，同时对锚杆间的排拒进行一定程度上的调整，具体为1100mm×1200mm。