1引言

 

　　郭村煤矿为高瓦斯矿井，在工作面底板开掘底板岩石集中巷，用于工作面回采时辅助运输、通风、行人和管路敷设等。煤层大部分地段遇到水后底板较软，煤体呈黑色粉末状，属“三软煤层”，易造成支柱钻底、支架变形，对回采及支护有一定的影响。12041上下顺槽使用U型钢棚支护期间，巷道受侧压及顶板压力影响变形较均匀；巷道变形以柱腿钻底（底鼓）+U型钢棚整体收缩为主，柱腿钻底量在1.5m左右，巷道断面积由15.6m2收缩到7m2左右，面积收缩量在40%～55%之间。12041上顺槽5#段设计长度107m，沿煤层直接顶细粒砂岩掘进。

 

　　郭村煤矿12041顺槽在掘巷期间就发生过较大变形，后期受采动影响剧烈，断面收缩非常明显，影响通风、行人安全及顺层钻孔施工，需多次翻修，严重影响了12041工作面回采的正常进行，增大了支护费用和管理费用。

 

　　本文拟采用沿顶掘进“全断面锚杆+W型钢带+锚索梁联合支护”技术来解决巷道变形的支护技术难题[1-2]，为三软煤层巷道提供了新型支护技术手段，提高了巷道掘进速度，减少返修次数。

 

 

　　2.1“十”字断面法

 

　　受采动影响，巷道围岩压力增大，巷道开挖后，围岩塑性区、破碎区范围较浅部开采要明显增大。如支护强度不够，支护技术与参数不合理，则巷道维护将十分困难。

 

　　在试验巷道采用十字布点法、顶板离层观测仪等测试仪器及方法观测围岩变形、位移、离层和锚杆受力特点及其变化情况，确定巷道围岩结构活动状况和变化特征及影响因素和范围等，并可运用观测反馈信息调整支护参数，优化支护工艺。

 

　　2.2具体实施方案

 

　　（1）支护方案设计

 

　　初喷：两帮刷够尺寸后即进行喷浆，喷浆前应处理活矸，及时喷射混凝土封闭煤壁，喷层厚度30mm。

 

　　顶部支护：从顶板正中位置开始依次向两侧全断面布置锚杆配合钢筋网+W型钢带联合支护，采用托盘固定。顶部铺设一层点焊钢筋网，顶部两侧钢网折成“L”型与帮部钢网搭接，在网片“十”字交叉处均使用双股铁丝连网；顶部用一副钢带。

 

　　两帮支护：巷道帮部采用锚网喷+锚钢带双层支护。巷道帮部围岩揭露后，采用喷射砼进行封闭。第一层支护采用锚网喷支护；第二层支护采用锚钢带支护；第三层支护采用锚索梁支护。

 

　　（2）巷道变形监测

 

　　1）矿压监测设置数目及监测仪器

 

　　开始施工50m时便设测站，试验巷道共设2个测站，特殊地段加设。

 

　　2）巷道围岩表面移动监测

 

　　监测器材：巷道围岩表面移动的监测材料使用0.5m木桩，木桩嵌装在巷道两帮，外露50mm，端头钉一颗大头铁钉。

 

　　安装时间：位于两帮的木桩必须在巷道掘进完毕后立刻进行安装，并进行初始量测记录。

 

　　安装位置：监测巷道两帮表面移动的木桩安装于两帮腰线处，两木桩须保持水平；监测巷道顶、底移近的木桩位于巷道中线偏北600mm位置，中线、两排锚杆的正中处。

 

　　安装数量：每10m一个观测断面，每断面需安装3个专用木桩，共30根木桩。

 

　　3）顶板离层仪监测的安装

 

　　顶板离层仪用来监测巷道两帮围岩运动。本文利用LBY-3双基点锚固顶板离层观测仪进行巷道围岩内部各点位移监测。共设2.4m、7m两个测点。

 

　　多点位移计的安装时间为安装巷道表面位移测点的下一断面。在顶板锚索施工完毕后立即进行安装。安装多点位移计的钻孔应保证角度平直，位移计内的钢丝张拉充分，初始读数位置必须归零。

 

　　顶板离层仪安装于巷道顶板、两排锚索的正中间处，两帮须保持水平；监测巷道顶板岩层运动规律的多点位移计安装位置为位于巷道中线、两排锚索的正中处。本次测站共设三个测点断面，每断面安装一套顶板离层仪。

 

 

　　巷道目前平均宽度3100mm（设计宽度4600mm），下帮平均高度1600mm（设计高度2200mm），从现场情况及巷道表面相对位移量观测数据分析。

 

　　（1）顶板方面，巷道安装顶板离层仪读数无变化，说明直接顶与老顶未发生离层，腰线至顶板最大移近量385mm，最小58mm。

 

　　（2）帮部情况，上帮最大位移量980mm，最小位移量409mm；下帮最大位移量820mm，最小位移量510mm。

 

　　（3）底板相对位移量因落底次数较多，未进行观测。

 

　　截止到8月6日，上帮累计总变化量平均为627mm，下帮累计总变化量平均为480mm，两帮总变化量平均1107mm，巷道总宽在3100～3500mm之间；顶板总变化量平均为227mm，期间巷道落底三次，累计落底量约2000mm。

 

　　从现场情况及巷道表面相对位移量观测数据分析，目前巷道上帮变形量较大，顶板和下帮的变形量都明显减少。

 

　　4总结

 

　　为了控制12041上顺槽5#段巷道变形量，保障巷道通风、行人、运料和管路敷设等生产需求，从而保证工作面顺利回采，郭村矿采用“全断面锚杆+W型钢带+锚索梁联合支护”技术，形成有效实用的围岩控制体系。该方法工艺简单，节约了支护成本，加快掘进速度，优化支护参数，有效控制巷道变形和底臌，减少了返修次数，解决了郭村煤矿高地压巷道支护问题。