香源煤业1210 运输巷沿空留巷支护技术应用

武志龙

（山焦汾西香源煤业有限责任公司，山西 交城 030500）

为提高煤炭回收率、延长矿井服务年限，小煤柱、无煤柱沿空留巷技术应用越来越广泛。沿空留巷是将上区段回采巷道保留下来用作下区段回采巷道使用，可显著提高采区煤炭回收率、降低开拓成本，同时还可缓解矿井采掘接续紧张局面。目前，沿空留巷主要采用巷旁充填的方式进行留巷支护，巷旁充填的方式包括柔膜混凝土、高水材料和矸石充填等[1-5]。香源煤业1210 运输巷计划采用沿空留巷的方式保留下来用作1212 工作面材料巷使用，以提高煤炭回收率，缓解采掘接续紧张局面。

1 工程背景

1210 工作面位于一采区，东为1208 采空区，南为一采皮带巷，西为1212 工作面（未采），北为井田边界保安煤柱，如图1。工作面开采山西组2#煤层，据SK1、SK2 钻孔和附近地质资料可知，其煤厚0.7～2.3 m，均厚1.6 m，属稳定可采煤层，煤层倾角3°～8°，平均5°。基本顶为中砂岩，厚2.01～5.99 m，裂隙发育差，泥质胶结，半坚硬；直接顶为细砂岩或砂质泥岩，厚0.5～7.0 m，南部为灰黑色细砂岩，北部相变为灰黑色砂质泥岩；伪顶为泥岩，厚0.2 m，易碎不稳定；直接底为中砂岩，厚2.7～3.7 m，含泥质细条纹，质硬。1210工作面运输巷掘进断面为矩形，掘进宽度4.2 m，高度2.5 m，全长890 m。

图1 采掘工程平面图

2 1210 运输巷沿空留巷支护技术

2.1 留巷前支护技术与参数

1210 运输巷留巷前采用锚杆+锚索+钢筋托梁+钢塑复合网联合支护，具体支护技术与参数如下：

（1）锚杆。顶锚杆采用Ф20 mm×2000 mm的左旋螺纹钢锚杆，帮锚杆采用Ф16 mm×1600 mm 的圆钢端头锚固锚杆。顶锚杆配MSK2355 及MSZ2355 型药卷各1 卷，帮锚杆配MSK2355 药卷1 卷。锚杆间排距均为800 mm×900 mm。顶锚杆锚固力不小于180 kN，帮锚杆锚固力不小于60 kN。

（2）锚索。锚索采用Ф17.8 mm×5500 mm 的钢绞线，呈“五花”布置，即一排布置3 根，一排布置2 根，排距为1800 mm。布置3 根时间距为1000 mm，布置2 根时间距为1200 mm。锚索配1卷MSK2355 型药卷、2 卷MSZ2355 型药卷。

（3）钢筋托梁。采用Ф14 mm×80 mm×4100 mm 的钢筋托梁，眼间距为800 mm。

（4）钢塑复合网。巷道顶部及两帮铺设钢塑复合网，顶网规格4.6 m×1.0 m，帮网规格2.3 m×1.0 m，网孔规格50 mm×50 mm。

留巷前支护断面图如图2。

图2 留巷前支护断面图（mm）

2.2 1210 运输巷留巷支护技术与参数

1210 运输巷留巷后在采空区侧采用锚杆+钢筋托梁+钢塑复合网+柔膜混凝土+对拉锚杆进行加强支护，具体支护技术与参数如下：

（1）锚杆。工作面机尾顶板采用规格Ф20 mm×2000 mm 的左旋螺纹钢锚杆进行加强支护，配MSK2355 及MSZ2355 型药卷各1 卷，间排距均为800 mm×900 mm。

（2）钢筋托梁。采用Ф14 mm×80 mm×2500 mm 的钢筋托梁，眼间距为800 mm。

（3）钢塑复合网。工作面机尾顶板处铺设钢塑复合网，规格2.5 m×1.0 m。

（4）柔膜混凝土充填。在机尾过渡支架尾部支设规格为1.8 m×1.9 m×2.5 m 的柔模，混凝土采用340 kg/m3以上的胶凝材料加上适量优质粉煤灰进行制备，砂率50%～55%，最大料粒小于25 mm，塌落度30～160 mm，水灰比1:1.67。

（5）对拉锚杆。柔膜混凝土充填采用规格Ф20 mm×2100 mm 的对拉锚杆进行加强支护，保证巷旁充填体宽度不小于2.0 m，间排距均为700 mm×700 mm。

留巷后支护断面图如图3。

图3 留巷后支护断面图（mm）

3 围岩控制效果分析

1210 运输巷沿空留巷支护技术应用后，监测了留巷过程中的巷道围岩变形情况，如图4。

1210 运输巷超前工作面50 m 开始受采动影响，巷道出现变形现象。采动影响初期，1210 运输巷围岩变形速度较慢，顶、底板及两帮变形速度分别为1.5 mm/d、2.0 mm/d、1.8 mm/d 左右。超前工作面20 m 后，1210 运输巷围岩变形速度加快。此时，顶、底板及两帮变形速度分别为3.2 mm/d、4.1 mm/d、7.5 mm/d 左右，顶底板变形速度加快了1 倍以上，两帮变形速度加快了3 倍以上。超前范围内，1210运输巷顶、底板及两帮累计变形量分别为37 mm、45 mm、80 mm。

1210 运输巷滞后工作面初期，巷道围岩变形速度显著增加。滞后工作面20 m 范围内，1210 运输巷顶、底板及两帮变形速度分别增至5.6 mm/d、9.1 mm/d、12.6 mm/d 左右。滞后工作面60 m 范围后，巷道围岩变形速度开始减缓，1210 运输巷顶、底板及两帮变形速度分别降至1.4 mm/d、1.8 mm/d、1.6 mm/d 左右。滞后工作面120 m 后，巷道围岩变形趋于稳定，1210 运输巷顶、底板及两帮累计变形量分别为126 mm、179 mm、275 mm。

图4 1210 运输巷留巷时期围岩变形曲线

4 结论

基于香源煤业1210 工作面运输巷生产地质条件，设计了1210 运输巷沿空留巷支护方案，监测了巷道变形情况，均能够满足采煤期间的正常使用和安全生产需要。