深部窄煤柱沿空掘巷回采期间围岩变形与控制技术

摘要：2903轨道顺槽作为城郊煤矿二水平第一条沿空掘巷，回采期间针对该巷道的围岩位移（变形量）进行了数据收集、分析、控制，并提出了反馈、建议，为今后类似条件巷道支护以及回采期间巷道超前支护等工作提供了借鉴依据。

关键词：沿空掘巷;变形

2903轨道顺槽为沿2902工作面采空区留窄煤柱（5m）掘进巷道。

1.支护方式

2903轨道顺槽里段支护方式（见附图1）

巷道断面为矩形，断面净宽4200mm。巷道顶部均采用锚网带支护，锚杆为Φ20×2400mm的高强锚杆，钢带选用4200mm长M钢带，网为1000×2000mm型钢筋网，锚杆间排距为750×800mm。顶板除正常的锚网带支护外，垂直于巷道走向布置一排锚索梁。锚索梁长3000mm，一梁三索，锚索梁采用槽钢加工而成，距锚索梁两端200mm及中间各打一个Φ24mm锚索孔，锚索梁排距为1600mm。帮部采用锚网带支护，锚杆选用Φ20×2400mm的高强锚杆，锚杆间排距为800×800mm，矩形布置，从顶板向下300mm开始起锚，煤柱侧从上部起第三根锚杆替换为Φ21.6×4000mm锚索，每根锚索使用3支MSK2335型（里侧）和2支MSZ2335型（外侧）锚固剂，最下部锚杆到底板的高度不超过400mm。

附图1-2903轨道顺槽里段断面及支护图

2.分析总结变形规律

回采期间，针对以下指标进行了数据收集、分析：沿空帮变形量（分高帮、低帮）、实体帮（分高帮、低帮）、两帮移近量（分高帮、低帮）、顶板下沉量、底板鼓起量、顶底板移近量。受篇幅所限，日常观测数据未附于本项目中。本项目展示内容为不同位置处的平均变形量。

观测手段：

①顶板离层仪。②巷道围岩表面位移采用十字布点法观测。

顶板离层监侧：采用顶板离层仪对顶板离层进行观测。根据顶板条件从回采工作面向外每50 m安装1个，共安装了18个，安装深度分别为2m和6m，回采后每十天監测一次2m和6m离层变化规律，浅部最大地点离层量为38mm，深部最大地点离层量为52mm，采取在巷道顶板明显下沉处架棚支护。

采用十字布点法进行观测表面位移。顶板及两帮监测点均用红色喷漆标注，测量时需保证钢卷尺平直。

附图2-帮部平均变形量

附图3顶底板平均变形量

附图4-两帮平均移近量与顶底板平均移近量对比图

结论：

（1）由附图2可知，两帮变形呈现非对称性：高帮比低帮变形大，沿空侧比实体侧变形大。

（2）由附图2可知，两帮的移近量以沿空侧变形量为主。

（3）由附图3可知，顶底板移近量以底板鼓起为主。

（4）由附图4可知，两帮移近量大于顶底板移近量。

（5）根据掘进期间和安装期间的顶板离层仪监测结果表明：沿空掘巷在掘进及安装期间围岩变形较小，但在回采期间围岩变形较为严重。

（6）顶板总离层量范围为3mm-52mm

巷道支护结构有可进一步完善的空间，例如合理改变锚杆、锚索、锚固剂参数，以加强支护。

回采期间采取的应对措施：

3.回采期间应对措施

（1）在两帮（超前棚内）挂设双层塑编网护帮，使用联网绳与巷帮钢板网连接，相邻网片间紧密连接。双抗网铺设松紧适度，以增加对窜出锚杆的缓冲作用。

（2）提前将机尾超前范围内的顶板锚杆和两帮帮锚采用14#镀锌铁丝进行绑扎，防止锚杆崩出伤人。

（3）加强超前棚内单体支柱支护质量管理，以保证支护强度能够满足安全生产需要。

（4）局部帮部变形量较大地段对帮部锚杆托盘、锚索锁具、托盘及顶板锚杆托盘、锚索锁具、托盘等支护材料不予拆卸。

（5）在局部帮部变形较大地段，为防止沿空侧单体支柱受压折断伤人，在单体支柱上绑两根6′铁防护管。

4.结论

本项目通过实测，收集数据、分析与总结了2903轨道顺槽回采期间变形情况，归纳了针对巷道变形采取的控制措施，为今后类似地质条件下沿空掘巷时的巷道支护提供了借鉴依据。

作者简介：

王晨辉（1987-），男，安徽淮北人，助理工程师，学士学位，2010年毕业于中国矿业大学矿业工程学院采矿工程系，现任河南能源化工集团永煤公司城郊煤矿综采一队技术员，主要从事煤矿开采技术与管理工作。