后维护支护关键技术的研究与应用

韩名阳 郭鑫

山东省新汶矿业集团翟镇煤矿 山东新泰 271204

1 工程背景

6405E北工作面位于六采区北部，北至WF3断层，H=0～18m∠70°；南临6405E面，已回采完毕；东临6405E外面，已回采完毕；西至WF55断层，H=5～16m∠70°。对应地表为翟良路以东农田，地面标高+178.57～+180.51m，开采上、下限标高-299.5～-319.3m，工作面垂深478.1～499.8m。工作面倾斜长113m，走向长150m，煤层平均煤厚1.69m，属于结构简单、厚度稳定的薄煤层。直接顶为粉砂岩，基本顶为泥灰岩，煤层顶底板具体特征见表1所示。

表1 顶、底板岩性特征表

根据工作面顶板的岩性及完整性，为减少巷道的破坏及整体变形，创新使用注浆锚索代替架棚支护，并在现场进行了工业性试验，目前工作面已经成功留巷62m，巷宽及巷高均未发生明显变形，这为中空注浆锚索在工作面沿空留巷超前支护体系研究与应用创造了条件，具体如图1所示。

2 后维护支护关键技术方案

根据设计开采方案，6405E面运输巷需后维护，以保留回风通道。后维护段采用“中空注浆锚索桁架梁（或普通锚索桁架梁）+超前预裂爆破+铰接顶梁+木垛+菱形网留巷”模式，以保证后维护巷道质量满足后期回风使用需求，具体支护方案如图1：

2.1 补强锚索支护

超前补打双排注浆锚索桁架加强支护，三花布置，注浆锚索采用Φ22＊6000mm中空注浆锚索，配1.2-1.3m锚索桁架托梁。第一排距煤壁侧1.2m，第二排距第一排1.6m。确保每根锚索托1排钢带。（当原巷道存在锚索支护时，则不再补打）

2.2 切顶爆破：

超前施工切顶眼，切顶眼采用定向爆破切顶工艺，初步设定切顶眼参数：采用直径36#钻头间距0.7m，采用直径42#钻头间距0.8m，眼深5m，倾向沿铅垂线向上偏移夹角50-70°，切顶孔拉线打设，形成切顶线。切顶孔打设过程中必须严格按照规定角度打设，一个切顶孔打设完毕后，使用炮杆插入孔中并在眼口固定好，外露长度1m，作为下一个孔打设角度的标定参照物，确保所有切顶孔打设角度一致，打放切顶眼位置超前工作面不得小于10m。

2.3 后维护出口位置支护方案：

掐茬位置向里3m均匀打设2-4个木垛（或水泥轨枕垛），规格1.2m＊1.2m＊巷高（或2.4m＊2.4m＊巷高），顶部使用木楔打紧，保证支护合格。木垛后方切顶排挂菱形网挡矸，上方与顶网连接，下方用木垛压茬。紧贴掐茬位置挂挡风帘防漏风[1]。

2.4 后维护段支护方案

（1）从煤壁开始，1-3#架吃网，搭接不小于0.3m，铺联网使菱形网下垂至底板，与巷道网搭接、压茬符合要求。留巷侧挂网，与顶网搭接符合要求；挂风筒布防漏风。网与风筒布上下都固定牢靠，与顶底板压实。

（2）留巷段三排单体支护，排距按图中标注；留巷侧为一梁二柱密集支护，并使用半圆木或废旧钢带腰帮，防止老塘侧喷矸。

（3）留巷段按10m间距打设木垛加强支护，木垛布置在第一二排单体中间，木垛使用1.2m方木或半圆木或水泥轨枕垛，打木刹接实顶板。

（4）调向位置，打设2个木垛加强支护。回风联络巷约20m范围内，宽3.2m，使用3m钢棚按照“一梁二柱”方式加强支护，间距1.5m，40T溜头处，局部地段可使用钢棚过渡，工作面推进过程中压力显现明显、喷矸、鼓帮时可适当减少木垛间距，加密切顶排单体支护，加使密集、戗棚等加强支护。

2.5 后维护段护帮及防漏风方案

为防止后维护段下帮漏风，在后维护段要悬挂风筒布或帆布，悬挂要标准接顶接底，以防止向采空区漏风。

图1 6405E北面后维护支护方案

3 结论

通过后维护综合支护方案，有效的控制巷道变形，实现了巷道后方独立回风。（1）确保巷道安全。采用补强锚索支护实现全锚，对顶板进行二次加固组合,形成一个完整的组合岩梁作用，支护效果可靠。（2）确保顶板稳定。通过巷道爆破切顶技术，切断了工作面超前应力的传递，有利于保护沿空巷道，确保回风系统可靠。顶板结构稳定，受采动影响后顶板基本保持稳定。（3）降低支护成本。采用超前补打双排注浆锚索桁架，加强支护降低支护成本每米降低1186元，一次支护一次成巷，减少修复巷道62米，累计节约费用7.35万元。（4）后维护支护关键技术为锚索支护和切顶爆破卸压的推广应用创造了条件，对超前支护体系的研究与应用奠定了基础。