采动影响下巷道支护技术的实践研究

董冬生

（大同煤矿集团宏泰矿山工程建设有限责任公司，山西 大同 037003）

晋华宫矿8714工作面回风巷一侧为工作面煤体，另一侧为保护煤柱，8714工作面回风巷在服务期间除受到巷道掘进产生的应力集中和本工作面回采形成的采动应力影响外，还会受到相邻工作面的采动影响，巷道围岩将发生较大变形。为此，设计了巷道相应的支护方案，控制巷道围岩的变形量。

1 工程概况

晋华宫矿8714工作面位于11#煤层，工作面回风巷为实体煤巷道，断面为矩形，尺寸（宽×高）为4.8m×3.0m，巷道沿煤层顶板掘进，总长度为2664m。8714工作面位于首采区中部，工作面北为矿井边界，南为运输边巷及东翼轨道大巷，西为8716工作面，东为设计的8712工作面。8714工作面煤层平均厚度为3.15m，倾角为1～5°，平均3°，煤质以半亮煤为主，夹有镜煤和丝炭条带，煤层中部含l～2层夹矸，夹矸为黏土岩，且含炭质碎屑。

2 8714工作面回风巷支护方案

方案1：锚网联合支护。顶锚杆采用Φ20×2500mm左旋螺纹钢锚杆，间排距为0.8×0.8m，并架设钢筋梯，顶网为金属网。帮锚杆采用Φ18×2000mm圆钢锚杆，间排距为0.8×0.8m。

方案2：同方案1。增加以下内容：另外顶板中间按照单排布置Φ15.24×7000mm锚索，锚索间距为1.6m。锚杆和锚索托盘分别采用规格为450×280×5mm和250×250×16mm的铁托盘。

方案3：在方案1的基础上，调整帮锚杆间排距为0.9×0.9m，帮网采用塑料网。锚索按照三花型布置，锚索尺寸为Φ15.24×7000mm，间距为3.2m，排距为2.0m。锚杆和锚索托盘分别采用规格为450×280×5mm和250×250×16mm的铁托盘。

3 支护方案选择

方案1、方案2、方案3围岩稳定性都比较好，方案3比方案2增加了1根锚索，增大了锚杆间排距，但巷道围岩塑性区范围变化不大，而方案3支护成本较高，因此方案2较好；方案2比方案1加强了支护强度，巷道围岩塑性区范围明显变小，巷道围岩稳定性有明显提高。综合比较，方案2比较合适。理论分析可知，受采动影响条件下，工作面倾斜方向固定支承压力峰值范围为15～20m，82104工作面回风巷和6101N工作面采空区之间区段煤柱宽度为15m，受采动影响最大。综合数值模拟结果，选择方案2为82104工作面回风巷支护方案。其巷道断面和支护设计布置如图1所示。

图1 82104工作面回风巷断面支护示意图（mm）

4 支护效果

在晋华宫矿8714工作面回风巷采用方案2做为其支护方式后，为了检验其实际支护效果，在回风巷30m巷道内设置1组观测站，对巷道表面位移量进行观测。图2是从巷道底板支护完成15d后开始对巷道表面位移进行观测的观测结果。

图2 回风巷道表面位移观测结果

从图2中可以看出巷道两帮的位移在20d后趋于稳定，最大位移量仅160mm；顶底板位移在支护后1个月左右趋于稳定，最大位移量180mm。从位移量数据上可以看到，该支护方案取得了良好的支护效果，有效地控制了巷道围岩的变形，保障了回风巷道的安全稳定。