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摘要:受回采壓力、構造應力影響，回采巷道頂板局部地段出現破碎、下沉、冒頂現象。為加強頂板安全管理，防止頂板垮落事故發生，保證綜采工作面安全高效回采，同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司通過技術研究，對14106運輸順槽770~810m處破碎頂板，采取注漿、架設“T”型雙梁工字鋼棚等聯合方法進行維護，取得了顯著成效。

關鍵詞:回采;巷道;頂板;管理

1概述

同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司14106工作面位于井田的東南部，北臨+665水平南回風大巷（東），東臨14107輔助運輸順槽聯巷，西臨14106輔助運輸順槽，南部未開采。工作面設計傾向長度為1466m，沿4#煤層底板回采，煤層偽頂平均厚度為0.66m，主要以炭質泥巖為主；直接頂主要以粉砂巖、泥巖混合層為主，平均厚度為4.33m；基本頂主要為中、細砂巖，平均厚度6.21m。目前工作面已回采784m。14106運輸順槽為矩形斷面，斷面規格為寬×高=5.5×3.8m，巷道頂板采用錨桿、錨索、鋼帶、金屬網聯合支護；由于14106工作面回采至790m處揭露一條正斷層F8，斷層落差為2.4m，傾角為55°，受構造應力及回采壓力影響，工作面回采至770m處14106運輸順槽頂板開始出現破碎現象，預計破碎長度達40m（過斷層20m后），工作面前期回采階段運輸順槽破碎頂板下沉高度達0.42m，頂板巖體破碎嚴重，膠結穩定性差，單軸抗壓強度大大降低，通過頂板窺視孔觀察發現頂板破碎深度達2.2m，原巷道頂板永久支護失效嚴重，無法起到預期支護效果。

2運輸順槽破碎頂板維護方案選擇

為了提高破碎頂板穩定性，避免頂板事故發生，同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司通過技術研究，對14106運輸順槽破碎頂板提出三種維護方案，方案一為為挑頂并重新補打支護，方案二為架設矩形工字鋼棚，方案三為注漿并架設“T”型雙梁鋼棚。（1）方案一挑頂并重新補打支護。工作面在回采期間若14106運輸順槽破碎時，對破碎頂板進行挑頂，挑頂后與設計頂板位置一致，并重新補打永久支護。由于14106運輸順槽存在偽頂且直接頂主要以混合巖層為主，巖石普氏系數f=2.5，巖石硬度低，在進行挑頂時局部地段頂板很容易出現冒頂、垮落現象，造成巷道挑頂后頂板維護難度大，維護效果差，甚至會發生重大頂板事故。（2）方案二架設矩形工字鋼棚。在14106運輸順槽破碎頂板下方架設工字鋼棚，鋼棚間距為1.5m；受構造應力及回采應力影響，14106運輸順槽頂板壓力大且出現大面積下沉現象，下沉量在0.13~0.42m范圍內，若僅采用單一的矩形鋼棚支護，鋼棚頂梁會出現嚴重變形現象，而且破碎頂板膠結穩定性差，頂板無法形成完整耦合體，采用鋼棚支護時效果差。（3）方案三注漿并架設“T”型雙梁工字鋼棚。對破碎頂板進行注漿支護，注漿后在其下方架設“T”型雙梁工字鋼棚進行維護，采用注漿可有效提高破碎頂板穩定性及巖體單軸抗壓強度，采用“T”型雙梁工字鋼棚增加了鋼棚與頂板支護面積，有效防止頂板局部冒頂。通過以上的方案對比，決定采用方案三對14106運輸順槽破碎頂板進行維護。

3破碎頂板維護施工工藝

3.1注漿支護

（1）14106工作面回采至770m處且運順順槽頂板出現破碎現象時，首先在破碎頂板用YT—23型鉆機并配套Φ42mm鉆頭施工一排傾斜注漿鉆孔，鉆孔施工完后進行注漿。（2）工作面頂板每排施工4個傾斜注漿孔，相鄰兩排注漿鉆孔排距為4.0m，鉆孔深度為8.0m，鉆孔間距為1.0m，鉆孔直徑為42mm，鉆孔與頂板成45°夾角布置，其中靠近兩幫鉆孔與巷幫成60°夾角。（3）頂板注漿鉆孔施工完后，采用型號為2ZBQ氣動注漿泵進行注漿，注漿液采用馬麗散粘劑，該粘劑主要采用馬麗散與催化劑混合而成，注漿時由中間孔向兩幫孔依次進行注漿，注漿壓力不低于3.0MPa。（4）注漿期間發現頂板破碎巖體由漿液滲透時立即停止注漿，并采用黃泥砂漿及聚氨酯由內向外進行封孔，黃泥砂漿封孔長度不低于1.0m，聚氨酯封口長度不低于0.5m，所有注漿孔封口后定期對孔口處有害氣體進行檢查。

3.2架設“T”型雙梁工字鋼棚

（1）“T”型雙梁工字鋼棚主要由兩節“I”型棚腿、兩節“T”型棚腿、底座、兩節頂梁、四根頂梁連接槽鋼以及四根固定拉桿組成，“I”型棚腿長度為2.5m，“T”型棚腿長度為2.0m，“I”型與“T”型棚腿之間采用滑槽及卡纜固定，連接后伸縮長度范圍為2.5~4.0m；頂梁長度為5.0m，連接槽鋼長度為0.5m。（2）首先在巷道兩幫底板處定線安裝棚腿底座，底座由規格為長×寬=0.3×0.3m鋼板制成，每個底座上焊制兩個Φ25mm圓孔，底座安裝后采用長度為1.2m直徑為18mm錨桿將底座與底板錨固。（3）底座安裝后從下往上依次安裝“I”型棚腿及“T”型棚腿，“I”型棚腿與底座采用四根連接螺母進行固定，與“T”型棚腿采用卡纜固定并進行預緊，預緊力不得低于200N•m，為了保證棚腿穩固，在安裝棚腿時采用錨桿將棚腿與巷幫進行固定。（4）棚腿安裝后，將兩節頂梁與“T”型棚腿頂部進行搭接，頂梁與棚腿采用卡纜固定，頂梁固定后依次安裝四根連接槽鋼，槽鋼與頂梁之間采用卡槽固定。（5）第一架“T”型雙梁鋼棚架設完后，依次架設第二架、第三架鋼棚，直至過頂板破碎帶，鋼棚架設間距為1.5m，為了防止倒棚事故發生，所有鋼棚架設完后在相鄰兩架鋼棚之間采用三根拉桿進行固定，如圖2所示。

4應用效果

14106工作面回采過F8斷層期間，運輸順槽頂板破碎長度為40m，破碎頂板共計施工40個注漿鉆孔，共架設20架“T”型雙梁工字鋼棚。注漿后通過對頂板巖體進行抗壓實驗發現，破碎巖體單軸抗壓強度提高至17.4MPa，而且注漿后使破碎頂板局部形成耦合體，大大提高了頂板穩定性，保證了原巷道永久支護質量。同時采用“T”型雙梁工字鋼棚對破碎頂板進行維護，與傳統工字鋼棚相比，提高了頂梁對破碎頂板支護斷面，降低了頂板應力集中現象。通過實際應用發現，14106運輸順槽碎頂板采用注漿及架設鋼棚后，在后期回采期間運順順槽在應力集中區范圍內頂板未出現嚴重破碎現象，有效控制頂板下沉現象，頂板最大下沉量僅為0.12m。

【參考書目】

［1］王寧.礦山掘進巷道注漿加固技術的探討[J].世界有色金屬，2018（06）：88-89.

［2］王亮.破碎頂板巷道掘進支護技術研究與應用[J].山東煤炭科技，2018（04）：29-30.

［3］陳吉.山西塔山煤礦2203巷掘進過斷層帶聯合支護方案設計[J].煤礦現代化，2018（03）：41-44.

［4］牟超.破碎頂板回采巷道圍巖控制技術研究[J].煤礦現代化，2017（06）：154-156.

［5］侯志星.軟巖構造破碎帶巷道支護實踐[J].江西煤炭科技，2017（03）：118-120.

作者:高懷智 單位:同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司