综采工作面回采巷道底鼓围岩控制技术研究

综采工 作面回采巷道底鼓 围岩控制技术研究

麻银斗

陕西小保当矿业有限公司二号煤矿，陕西 榆林 719000

摘要：针对陕西小保当矿业有限公司二号煤矿 132201 综采工作面运输巷在回采过程中，巷道两帮变形、特别是底鼓现象严重等问题，提出了采用加强顶板和两帮支护强度及对底部采用底板锚杆和注浆锚杆支护后，经过现场监测结果表明：支护20d后围岩变形量开始趋于稳定，其中顶板下沉量最大，稳定在125mm。左帮移近量稳定在105mm,右帮移近量稳定在110mm,底鼓量稳定在90mm。支护效果显著，能够满足矿井正常安全生产。

关键词：底鼓；围岩控制；支护

1 工程概况

陕西小保当矿业有限公司二号煤矿 132201 综采工作面位于 2-2 煤 13 盘区，工作面直接顶为厚度 7.3-8.7m 的细粒砂岩，老顶为厚度 8-20m 的中粒砂岩，直接底为厚度0.15-0.49m 的粉砂岩，老底为厚度2.3-3.7m 的泥岩。132201 工作面 2-2 煤赋存于延安组第四段顶部，是井区内主要可采煤层之一，埋深约 350 m，煤层倾角平均 2°，煤厚 1.6～2.6m，平均煤厚 2.14m。工作面总体地势东高西低，总体呈一向西倾的单斜构造，工作面局部地方煤层底板起伏较大，形成小型褶曲，在褶曲转折端造成煤层及顶板裂隙发育，煤层破碎，不排除在工作面内部存在异常地质构造。

132201 综采工作面运输巷沿着煤层顶板掘进，巷道掘高5m，掘宽3.1m。巷道采用锚网索联合支护，顶板布置6根Ф22×2400mm的左旋螺纹高强锚杆，间排距900×900mm；顶板锚索每排打设3根规格Φ22×7300mm，间排距15000×1800mm；巷道两帮每帮打设3根Ф22×2400mm的左旋螺纹高强锚杆，间排距11000×900mm。132201 综采工作面运输巷断面图如图1所示。

图
1 132201 综采工作面运输巷支护断面

132201 综采工作面运输巷回采过程中，由于巷道应力叠加作用，部分区域巷道围岩变形严重，尤其是底板底鼓现象严重，巷道底鼓量最大可达0.9m，同时两帮也出现收敛变形，两帮变形量最大可达0.7m，两帮底角锚杆多处被剪断，片帮现象严重。

2 底鼓变形破坏情况分析

132201 综采工作面运输巷在回采1个月内，巷道两帮出现收敛变形，底鼓现象严重，通过井下现场对运输巷进行实地考察、观测其巷道围岩变形情况和结合具体的工程资料和员工沟通交流，现对132201 综采工作面运输巷围岩变形破坏情况分析汇总如下。

（1）工作面围岩直接顶、老顶的岩性强度较高，而巷道底部为泥岩，岩性强度较低，同时巷道顶板在回采期间存在淋水现象，底板巷道泥岩岩性淋水后，围岩强度下降，底鼓现象显现。

（2）原支护巷道参数不合理。原参数下顶板及两帮支护强度较低，锚杆、锚索间距过大，顶板存在网兜现象，两帮出现片帮现象，底部未采用任何支护措施，导致垂直应力传递到底板。在掘进过程中顶底板移近量和两帮变形量增加，运输巷顶板破碎，存在网兜现象，部分锚杆锚固失效。

（3）工作面回采扰动的影响下，在应力叠加的作用，导致132201 综采工作面运输巷两侧双向应力明显增大，从而导致底板出现底鼓现象。

3 底鼓治理措施研究

针对132201 综采工作面运输巷底鼓变形破坏情况分析，提出具体的治理措施如下：

（1）由于原支护下，巷道底板未进行支护，顶板淋水情况下导致巷道底部泥岩发生变形，为有效控制其变形量，对底板采取预应力锚杆和注浆锚杆支护，预应力锚杆和注浆锚杆布置在同一排且交替打设，在帮角距离1m处打设第一根注浆锚索，间隔1m打设预应力锚杆，依次循环打设，每排打设4根锚杆，间排距10000×800mm；注浆锚杆型号为Ф40×2400mm，底板预应力锚杆型号为Ф22×2400mm的左旋螺纹高强锚杆，在注浆区域每隔100mm钻一个8mm的小孔，为达到良好效果相邻孔相互垂直布置。同时为了加强巷道支护的整体性从而更好的控制巷道底部变形量，对巷道顶板及两帮进行加强支护，加密其支护参数，顶板锚索由原方案中的排距1.8m调整为0.9m，两帮锚杆由原排距的0.9m调整为0.8m。具体的132201 综采工作面运输巷底鼓治理支护断面如图2所示。

图2 132201 综采工作面运输巷底鼓治理支护断面

（2）对132201 综采工作面运输巷顶板注浆过程中，采用普通硅酸盐水泥为注浆材料，其中水灰比调为 1︰1；因巷道底板岩性为泥岩围岩强度低，调整注浆时其最大注浆压力不应该超高2MPa，根据计算及集合现场工程实践情况，每根注浆锚杆大约注3袋水泥，在注浆过程中发现有浆液溢出现象立即停止注浆，等待一段时间，等浆液凝固后在复注，封堵封孔、固管时可采用水泥加水玻璃双浆液，注浆过程中确保注浆质量。

4 支护效果分析

4.1测点的布置

为了检验132201 综采工作面运输巷采用加强顶板和两帮支护强度及对底部采用底板锚杆和注浆锚杆支护后其支护效果，监测工作面运输巷锚杆锚索支护巷道围岩变形量，采用“十”字布点法，在工作面运输巷破碎段内布置2个测点，测点间距120m。监测周期为45d，频率为2d/次。

4.2观测结果

图3为132201 综采工作面运输巷破碎段围岩位移曲线图。从图3可以看出运输巷顶板、底板、两帮围岩变形量在1-20d内增加明显，在20d后围岩变形量开始趋于稳定，其中顶板下沉量最大，稳定在125mm。左帮移近量稳定在105mm,右帮移近量稳定在110mm,底鼓量稳定在90mm。支护效果良好，有效控制围岩变形量，满足矿井回采期间工作面运输巷围岩稳定性。

图3 132201 综采工作面运输巷破碎段围岩位移曲线图

参考文献：

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作者简介:麻银斗(1986-)男，汉族，山西朔州人，硕士，工程师，单位：陕西小保当矿业有限公司二号煤矿。

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