动压巷道围岩变形特征及控制技术研究

王冬

摘 要：煤炭回采带来的动压会给巷道围岩稳定性带来不利影响。以62105采面进风巷为研究对象，采用现场实测方法对动压影响下的巷道围岩变形规律进行分析，并根据围岩变形监测结果提出采用锚网索+注浆方式对动压巷道围岩进行控制。现场应用表明，巷道围岩最大变形量为95 mm，有效降低了动压对巷道围岩变形的影响，取得了显著的围岩控制效果。

关键词：动压巷道;围岩控制;围岩变形;注浆加固

中图分类号：TD353;TD322文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）19-0070-03

Abstract： The dynamic pressure brought by coal mining will adversely affect the stability of roadway surrounding rock. Taking 62105 mining face inlet airway as the research object， the field measurement method was used to analyze the deformation law of roadway surrounding rock under the influence of dynamic pressure. According to the monitoring results of surrounding rock deformation， it was proposed to use anchor net and grouting to control the surrounding rock of dynamic pressure roadway. Field application shows that the maximum deformation of the surrounding rock of the roadway is 95 mm， which effectively reduces the influence of dynamic pressure on the deformation of the surrounding rock of the roadway and achieves a significant effect of controlling the surrounding rock.

Keywords： dynamic pressure roadway;surrounding rock control;surrounding rock deformation;grouting reinforcement

眾多学者对动压影响巷道围岩变形规律及控制技术展开研究，但是研究成果显然不能满足动压影响巷道围岩控制需要[1-3]。受动压影响，巷道围岩变形显著、控制困难，且变形规律较为复杂[4-6]。对动压影响巷道围岩变形规律进行研究，从而针对性提出围岩控制措施，对控制动压影响巷道围岩变形具有重要的现实意义。

1 工程概况

某矿开采的6号煤层埋深平均650 m，上覆4号煤层已回采完毕。62105回采工作面位于21采区，东侧为正在回采的62103回采工作面，西侧为划定的62107采面。6号煤层平均厚6.12 m，赋存稳定，顶板岩性主要为中砂岩及粉砂岩，底板主要为细砂岩。采面回采巷道受到回采动压影响，围岩变形严重，因此，需要布置合理的动压巷道围岩支护措施，确保巷道使用安全。

2 动压巷道围岩变形分析

2.1 测站布置

在62105采面进风巷掘进至175 m和325 m位置处布置测站，对应1号、2号测站，测量采面每回采20～30 m期间围岩变形量，对巷道在临近采面动压影响下的巷道围岩变形情况进行监测。

2.2 结果分析

2.2.1 1号测站测量结果。运输巷掘进175 m时布置1号监测站，具体测量结果见表1。

依据1号测站监测结构绘制得到的围岩变形量情况如图1所示。

2.2.2 2号测站测量结果。运输巷掘进325 m时布置2号测站，具体测量结果见表2。

依据2号测点测量情况绘制的围岩变形量图见图2。

2.3 动压影响巷道围岩变形分析

分析上述结果可知，运输巷受到采面采动影响围岩变形呈现3个阶段的变化。

第一，采面推进超前支承压力影响阶段。当回采工作面与运输巷测站间距为20～70 m时，测站位置处岩层呈现出蠕变变化特征，围岩变形增加速度较低，围岩变形呈现逐渐增加趋势。巷道巷帮变形量要先于顶、底板收敛量变化。

第二，采面与测站交锋阶段。当回采工作面开采至回风巷围岩测点时，测点围岩变形量增加值处于高位，巷帮变形量最大，同时顶、底板变形量呈现不断增加的趋势。

第三，测站滞后采面阶段。当回采工作面推进超过测站40～60 m距离时，在该范围内顶、底板变形量处于高位，巷帮变形量增加值减少。

3 动压巷道围岩控制技术

3.1 锚网索支护

根据62105采面进风巷受采面采动影响围岩变形情况，采用锚网索支护方式控制围岩变形。巷道顶帮、两帮围岩支护采用高强锚杆（规格：Φ20 mm×2.0 m），间距、排距均为0.80 m。

巷帮每侧布置2根锚杆。布置的锚网全断面对围岩进行控制，网间搭接距离为100 mm，搭接位置用14号铁丝绑扎，每个1孔扣1环。支护采用的锚索为钢绞线（规格为：Φ18.90 mm×6.50 m）。62105采面进风巷锚网索参数如表3所示，锚网索具体支护设计如图3所示。

3.2 注浆加固

62105采面进风巷由于受到临近回采工作面采动动压影响，围岩更为破碎，为了提升巷道围岩稳定性，采用注浆措施对围岩进行控制。注浆段长度共计60.0 m，沿着巷道断面布置5个注浆孔，孔径85 mm，注浆孔深4 500 mm，注浆浆液采用水泥浆（水泥PS32.5R），水灰比控制在0.45～0.5。注浆时加入一定量的水玻璃，提升水泥浆可注性及和易性。注浆时压力缓慢提升，初期注浆压力控制在0.5～1.0 MPa，终孔注浆压力控制在2.0 MPa。

3.3 巷道围岩控制效果

在对62105采面进风巷采用锚网索+注浆加固围岩控制措施后，在巷道内布置测站，监测到围岩变形得到显著控制，具体围岩变形监测情况如图4所示。顶板、巷帮及底板最大变形量分别为35、78、95 mm，有效控制了动压影响围岩变形，取得了显著围岩控制效果。

4 结语

在62105采面进风巷掘进175 m和325 m时对动压影响巷道围岩变形进行监测，巷道围岩变形分三个阶段。运输巷受到临近的回采工作面采动影响显著，根据围岩变形特征提出采用锚网索+注浆加固措施对围岩变形进行控制，并对围岩控制支护参数进行设计。现场应用表明，采用动压巷道围岩控制措施后，围岩最大变形量为95 mm，较之前围岩变形量显著降低，动压巷道围岩控制取得显著效果。

参考文献：

[1]蔡福洋.动压巷道围岩变形规律及控制技术[J].中国矿山工程，2020（1）：38-41.

[2]尚健.动压巷道围岩变形规律及控制技术研究[J].山东煤炭科技，2019（12）：57-59，62.

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