浅谈沿空留巷大断层段整修技术实际应用

王小生

摘 要：以冀中能源股份有限公司章村矿2#煤层31采区3103薄煤综采工作面为研究对象，根据该工作面断层大的特点，进行了沿空留巷整修技术研究。提出了大断层下盘挑顶施工的整修方法；该方法效果显著，最大限度的保证了巷道成型。杜绝了沿空留巷整修在遇大断层地段冒顶事故。

关键词：留巷整修；大断层；挑顶

1 工作面概述

冀中能源股份有限公司章村矿31采区为该矿-350水平第一個规划设计的采区，该采区仅设计5个工作面，工作面跳采困难，结合该矿原24采区沿空留巷经验，经研究决定继续在该采区实行沿空留巷技术。

3103薄煤综采工作面为31采区第二个回采工作面，平均煤厚1.3m，直接顶为3.2m厚砂质泥岩，老顶为8.2m粉砂岩，直接底为2.9m泥岩，老底为3.9m粉砂岩；运料巷距工作面切眼150m处揭露f3103上-1正断层，落差3.2m； 3103工作面自回采开始至结束在运料巷沿空留巷，运料巷留巷结束进行整修后作为3101工作面运料巷使用。

2 沿空留巷支护及正常期间留巷整修概述

考虑到3103工作面地质条件复杂，留巷段断层发育，部分地段顶板破碎，因此在巷道掘进、留巷、留巷整修三个阶段分别对留巷进行支护加固。

2.1 巷道掘进期间加固

巷道掘进期间采用锚网支护，巷道规格4.0m*2.3m（巷宽*巷高）。顶锚杆选用Ф22的高强度左旋螺纹钢体制作，顶锚杆全长锚固；帮锚杆选用直径Ф16的A3圆钢端头锚固。锚杆长度均取2m，间排距为700mm×800m。锚索梁采用14#槽钢制作，锚索绳采用Ф21.8L8300mm钢绞线，一梁三孔，锚索垂直巷道布置，间距2.4m。

2.2 留巷期间支护加固

工作面超前留巷不小于20m的采空区侧采用挂双层金属网挡矸，金属网规格5m×1m，留巷时加打两排单体配铰接顶梁支护，靠近采空区侧单体采用双肖铰接顶梁。

2.3 正常期间留巷整修支护

留巷维修施工在工作面切顶线后约120m以处待采动压力稳定后开始整修，顶板较完整段在采空区侧距原巷道中线1750mm处采用矩形顺硐木抬棚支护，梁长2400mm，抬棚采用直径不小于180mm优质红松圆木，抬棚腿上端开月牙口，一梁三柱支设，腿间距中—中800mm，顺硐抬棚头尾相接并确保巷道规格不小于3200×2200mm（宽×高）；顶板破碎或下沉严重时套矿工字钢对棚支护，梁长2800mm，腿长2600mm，棚距中—中1000～2000mm。

3 大断层段沿空留巷整修

3.1 留巷前后断层段巷道变化

因f3103上-1断层落差大，断层下盘段顶板破碎，且顶板淋水严重，造成原巷道支护失效，留巷后巷道变形严重，加大了留巷整修困难。见附图一：留巷前后断层段巷道参数。

3.2 断层段巷道动态观测

采用十字布点法对留巷段每日观测分析，以确定留巷顶板及两帮的变形量及变形速度，具体的动态观测结果如图二、图三所示。

由图二、图三可知，断层面前后5m范围巷道变形最为强烈，在约 10m后基本稳定，据现场实测，断层附近底鼓量最大为850mm，顶板下沉最大为200mm，顶底最大移近量达到1050mm。因此， 断层下盘已经严重离层，按照常规方式整修易造成大面积冒顶事故。

3.3 断层下盘挑顶支护参数

针对断层段顶底板岩性分析，决定对断层下盘采取挑顶以保证巷道平直及支护效果。挑顶巷道挑顶后高度不小于2.2m，扩帮宽度不小于2.5m，顶、帮锚杆间排距为800mm×800mm，顶锚杆采用L2000mm高强度全长锚固，顶铺金属编织网配合钢筋梯子梁；帮锚杆采用Φ16mm，L2000mm圆钢制作，采用树脂药卷S2370一卷端头锚固，帮铺双抗塑料网配合钢筋梯子梁，二次预紧后顶锚杆预紧力扭矩不小于300Nm，帮锚杆预紧力扭矩不小于100Nm。挑顶段加密锚索支护，锚索采用一梁三孔顺巷布置，锚索间距1.0m。

4 结论

针对该断层落差大的特点，结合断层下盘顶板岩性分析，采取了对下盘挑顶并重新补打锚杆、锚索的支护方案，结论如下：

①断层面前后5m范围巷道顶板及两帮变形最为强烈导致顶、帮支护失效，在约 10m后基本稳定，因此留巷断层段整修挑顶作业长度不小于10m。②断层段上部岩层离层严重，采用锚网支护后采用锚索加强支护，锚索应加密布置，锚索梁应横跨原断层面。③通过对留巷挑顶重新支护，有效的保证了巷道成型以及断层上下盘的支护，有效的避免了顶板事故，为留巷整修后使用提供了便利条件。

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