沿空留巷支护方案改进研究

冯 国

（山西焦煤集团西山煤电五人管理局，山西 太原 030022）

1 工程概况

西山煤电杜尔坪矿1106回采工作面主采的5#煤含有夹矸1～2层，煤层倾角平均13°，煤层平均厚度1.5m，分布较为稳定，埋深479m，瓦斯含量较低，煤层直接顶为泥岩，厚度1.0m，基本顶为细砂岩、粉砂岩，厚度10.01m，直接底为灰黑色泥岩，厚度1.04m。此前多采用沿空留巷的方式开采，支护方式为：顶板锚杆采用高强度左旋无纵肋螺纹锚杆，布置方式：6根Ф22×2000mm，间排距为700×700mm，树脂锚固剂端头锚固，预紧力矩≥200N•m，采用铁丝网、钢肋梯子梁和钢质托盘；顶锚索采用钢绞线锚索，布置方式：2根Ф17.8×5300mm，间排距为1500×1600mm，树脂锚固剂端头锚固，预紧力矩设计≥150N•m；靠采空侧依次向巷道中部布置3排单体液压支柱，间距分别为500mm、1200mm，排拒600mm。帮锚杆采用玻璃钢锚杆，布置方式为：3根Ф20×2000mm，间排距为800×800mm，树脂锚固剂端头锚固。采用该支护方案时，巷道变形量较大，影响了正常的生产安全，必须对原有支护进行改进。

为此在1106工作面运输平巷进行了设计改进研究。1106工作面运输平巷采用梯形断面，该巷除用作运输平巷外，兼做下区段回风平巷，高帮侧紧邻采空区，采空区不做充填，其他巷旁支护采用锚网索支护。

2 支护方案的改进

为进行相关研究，在1106工作面运输平巷掘进过程中，分段采用原支护方案和改进后的支护方案。

改进的支护方案：在原有支护方案基础上，增加2根帮钢绞线锚索，Ф17.8×5300mm，间排距为900×1600mm，树脂锚固剂端头锚固，预紧力矩≥160N•m，布置方式如图1所示。

图1 留巷支护断面图（单位：mm）

3 矿压观测

矿压观测测线、测点的布置方式为：1#和2#为测点，3#和4#为测线，对4个观测地点进行留巷围岩规律的观测，如图2所示。

图2 观测点布置图

3#与4#测线对二次采动后造成的顶板下沉量与实体煤帮水平位移量进行观测，结果表明：围岩深度与位移变形量成反比，深度越深，位移越小，围岩深度达到一定程度，位移变形量不再增加，最后趋于一稳定值，具体位移量参数分别如表1、2所示。

通过对比改进前后锚杆索支护方式发现，采用改进后的支护方案，顶底板移近量最大228mm，两帮水平最大位移量216mm，分别相比原有支护方案下降了37%和21%，顶底板移近量与两帮水平位移量得到有效控制，如图3所示。

4 效果

通过1106工作面运输平巷支护改进研究可以发现，沿空留巷围岩变形量在改进支护方案后有明显的下降。从施工实际情况观察可以发现，留巷锚杆未出现脱落现象，锚索未出现拉断现象，支护效果良好，能够满足安全生产需要。

表1 顶底板移近量随围岩深度变化对比表

表2 两帮位移量随围岩深度变化对比表

图3 留巷围岩深度与围岩位移量关系图