跨採工作面巷道的超前維護
付祥明【兗礦集團南屯煤礦，山東鄒城 273515】
摘要通過對回採工作面下方的錨噴支護跨採巷道現場施工實踐的分析，提出這類巷道有效的超前維護的技術和措施，用之於解決現場實際問題，具有良好的經濟效益。
關鍵詞跨採巷道超前維護分析與應用
兗礦集團南屯煤礦原設計年產能力為150萬t，經過多次改建，由原來普採作業全部轉變成綜採作業，現在年產能力達到近400萬t。原來的採區巷道、工作面設計引數都顯小，許多巷道布置不適應綜採工作面要求，多次造成工作面 「跨採」現象。如何確保工作面推過後，工作面下方的巷道不變形或者少變形，滿足巷道正常的通風、行人、運輸的要求一直是南屯礦生產中遇到最多、處理最棘手的問題。
作者從事巷道維護多年，經歷多處跨採巷道的維護，積累了一定的經驗和方法。現將南屯礦九採區-350跨採工作面錨噴支護巷道的超前維護方法情況分析總結如下。
1 跨採巷道變形分析
井下跨採巷道按岩性分為岩石巷道和煤層巷道，但大多數為岩石巷道。由於採煤工作面採動、超前壓力的影響，破壞了巷道圍岩原有的應力平衡，造成應力重新分布，巷道支護承受二次壓力，支護薄弱地帶就會發生變形破壞。其原因是多方面的，主要有以下幾點：
1 巷道本身所處岩層的岩性差、岩石抗壓強度低，多數為頁岩、泥岩，容易出現塑性變形，無論採用何種支護方式都難抑制巷道本身的變形；
2 巷道上方與煤層之間岩層中存在泥岩、泥頁岩或地質構造等；
3 巷道底板岩石抗壓強度不夠；
4 巷道與採煤工作面之間的距離太近，容易受到採動影響；
5 原巷道支護方式選擇不科學，巷道布置不合理，巷道的軸線方向與岩層主構造應力的方向垂直。
2 跨採巷道的工作面動壓影響
南屯礦九採區為新開拓採區，埋藏深度為-450～-720m，單一緩傾斜結構。-350二級軌道回風下山位於礦井九採深部，埋深為-470～-530m。巷道斷面為半園拱形，設計淨寬3.
6m，採用錨噴支護。93上01工作面是九採區第乙個採煤工作面，從上面跨採，見圖1。
圖1 九採-350軌道、回風下山平面位置示意圖
93上01上順槽基本處在九採-350回風巷上方，它們之間的岩柱厚度在20～30m之間。九採-350回風下山頂部岩石多數為砂岩，區域性為砂質頁岩。按正常工作面跨採巷道要求，頂部岩石岩性和厚度均能滿足要求，不會出現較大變形。
然而93上01工作面回採到距九採-350回風下山底車場20m距離時，該車場頂板來壓劇烈、頂幫開裂、區域性冒頂，巷道變形嚴重。經分析主要有以下原因：
① 九採區埋藏深，圍岩應力大。93上01工作面又是九採區首採工作面，工作面採動時必然造成圍岩應力重新分布，影響九採-350二級回風下山的穩定；
② 九採-350二級回風下山採用了錨噴支護，抗動壓能力較小，特別是新開拓的巷道，允變空間小，變形量大後影響使用；
③ 超前維護不及時。
3 跨採巷道的超前維護
九採區-350公尺二級軌道下山為錨噴支護半圓拱形巷道，與回風下山間隔20m，同為
93上01跨採巷道，二者頂板岩性相同。針對93上01工作面採動影響實際情況，制定如下超前維護加固措施：
① 在原有錨網支護的基礎上再用錨網支護加固，主要是加固半圓拱的頂部。錨桿採用直徑20（22）mm、長1800㎜的左旋螺紋鋼錨桿，三花布置，間排距為900×900（㎜），用1卷ckb2580型或ckb2880型樹脂錨固劑卷錨固。巷道加固見圖2。
圖2 巷道加固示意圖
② 對於跨度超過4.6m的車場、交岔點，除用錨網支護加固外，還補設錨索。錨索直徑18（15）mm、長5500㎜，間距可根據實際情況控制在1.
5～2.0m之間。車場加固方式見圖3。
圖3 車場加固示意圖
③ 對於九採-350二級軌道下山雙軌底車場，除按以上要求施工外，還用圓木支設一路帶帽點柱以維護頂板，點柱間距為1.0±0.2m。
為確保施工安全，超前維護必須在採煤工作面動壓影響到來之前進行，93上01工作面動壓影響範圍為30～40m。採用以上維護措施後，巷道經受住了93上01工作面的動壓影響，兩幫雖有變形，但頂、幫均無明顯開裂脫落現象，基本不再需要維護。底板區域性雖有臌起現象，可以落底處理。
由此大大減少了維護工作，減少了不必要的資金投入，保證了通風運輸行人的安全要求。
4 結語
-350二級軌道下山採取超前維護後經受了上方工作面採動影響。結合南屯煤礦多年的現場經驗，對工作面跨採巷道主要應考慮以下方面問題：
1 工作面跨採巷道必須考慮超前維護問題。必須查清地質資料，如果埋藏不深（一般小於350m），且巷道頂部與工作面之間垂直岩柱厚度大於6.0m，頂部又為砂岩砂質頁岩時，可以不考慮超前維護加固，但應經常觀測。
2 採煤工作面與跨採巷道頂板之間岩柱厚度小於6.0m時，如果頂板岩層抗壓強度較低、塑性變形嚴重，除採用錨網加固外，巷道中間必須支設抬棚或木垛接頂。
3 如果跨採巷道頂部為頁岩或泥岩或泥質頁岩或各種岩性共生，用錨網支護加固效果不大，應採用木垛接頂方式處理。
4 跨採巷道埋深一般超過350m，無論巷道頂部岩性如何，都必須考慮超前維護。如頂板岩性鬆軟承壓能力小，必須採用有效的復合支護。
5 對新開拓巷道，首採工作面的動壓影響一般較大，值得注意。
6 對於經常受採動影響的永久巷道應採用u型鋼棚和錨網復合支護。
作者簡介付祥明男，1972出生，大學文化。現在兗礦集團南屯煤礦技術科從事巷道維修技術管理工作，助理工程師。
（收稿日期：2005-09-10；責任編輯：胡林）
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