柳江润

摘要：针对目前煤炭市场产能过剩，商品煤价格下探，深部软岩巷道的支护成本已成为当前各矿井重点关注的对象，在保证巷道支护强度的前提下，徐州矿务集团公司新安煤矿集中轨道巷煤巷掘进过程中采用预留底煤掘进法，延缓了巷道底板大变形，强修护现象。采用理论分析、井下实测矿压对比分析了采用相同支护方式不同掘进条件下巷道围岩变形情况，首次在新安矿集中轨道巷进行了掘进实验，取得了较好的煤巷掘进效果。并给企业带来一定的经济效益。

关键词：软岩巷道；预留底煤；大变形；实测矿压

中图分类号：TD353 [文献标示码 ]A

1 前言

随着我国煤炭资源的大规模开采，浅部资源日益枯竭，我国很多矿井进入深部开采状态，深部巷道所处的“高地应力、高地温、高渗透压和强烈采掘扰动影响”复杂环境[1]，造成各矿井支护成本升高。在目前各矿区开采过程中，深部软岩巷道的支护与修护成本成为当前煤炭市场环境下，各煤炭生产单位关注的重点。

本文针对徐州矿务集团公司新安矿井下支护情况，采用理论分析、井下实测矿压对比分析了采用相同支护方式不同掘进条件下巷道围岩变形情况，首次在新安矿集中轨道巷进行了掘进实验，取得了较好的煤巷掘进效果。

2 工程概况

新安煤矿采用主、副、风井三立井单一水平开拓，矿井工业场地标高为+1255 m，井底车场水平为 + 535m，开拓巷道埋深 700 ～ 1 000 m，属于深部开采。集中轨道巷布置在4煤中，平均煤厚3.5m，巷道跟煤层顶底板掘进，掘进巷道围岩主要由炭质泥岩、砂质泥岩和泥质胶结的砂岩等组成，围岩极为松软破碎，整体性差，承载能力低，遇水易泥化，属于典型的极软岩范畴。煤巷掘进期间由于巷道底板为碳质泥岩，大部分巷道施工不到一个月即变形显现明显，局部巷道收敛变形达到1500 mm。巷道维护异常困难，返修量剧增，投入剧增，部分巷道经数次返修后仍处于不稳定状态。极软岩大变形巷道掘进期间后路巷道修护已严重影响了本矿的正常生产。

3 矿压显现特点

根据对集中轨道巷72天矿压观测及现场显现特点观察结果， 可以得到以下结论：

（1）巷道围岩在全断面内出现了不同程度的变形和破坏， 拱顶下沉、底臌和两帮内挤均有剧烈显现，如图表一所示。

（2）巷道围岩变形量大、速度快、持续时间长。巷道掘进期间迎头50m范围内，每天变形速度为20 ～ 40 mm，变形持续时间一般在1 ～ 2 个月； 围岩变形量一般为1000～ 2000 mm，甚至更大。

（3）顶板淋水段巷道围岩变形极大，巷道变形破坏时，锚网开裂，锚索被拉断； 经过修复后，顶板变形趋缓，底板仍不能保持长时间的稳定，需反复修护才能满足生产需要。

4 巷道掘进试验

4.1 试验巷道概况

集中轨道巷设计长度220m，埋深约 820 m，布置在4煤中，跟4煤顶底板掘进。巷道设计断面为半圆拱形，断面净尺寸宽 4. 8 m，高 3. 8 m，采用“索网梁”支护方式进行支护。锚索规格为直径18. 9 mm，长度两帮 3. 3 m，顶板 4. 3 m，间排距为800 mm ×800 mm； 锚网采用12#黑丝菱形网； 钢筋梯子梁采用直径 12 mm 的圆钢焊接而成。巷道掘出后，不到 2个月的时间，大部分巷段均出现不同程度的破坏，变形破坏最大处两帮收敛最大约418 mm，底臌量约2136 mm，顶板下沉约 322 mm，局部地段反复修护依然无法保证稳定，严重影响了巷道正常掘进。

4.2 掘进方案设计

根据集中轨道巷掘进期间巷道底板变形量大问题，经过分析主要是4煤底板为碳质泥岩，遇水极易泥化变形，变形后经反复修护也达不到生产需要；针对这一问题，我公司在集中轨道巷后期掘进中采用预留底煤掘进法掘进，掘进期间巷道破顶1.5-2.0m，留底煤1-1.5m做为巷道底板，杜绝4煤底板直接接触顶板淋水、防尘水等，延缓巷道底板由于泥化而引起的变形；通过对实验巷道布点观测，巷道变形趋于平缓，经过1-2次卧底修护，就能满足生产需要，矿压数据如图表二所示。

5 结论

根据矿压数据显示跟煤层顶底板掘进期间巷道72天累计底鼓量达2136mm，累计两帮收敛量418mm，累计顶板下沉量322mm；平均每天底鼓量達30mm，平均每天两帮收敛量6mm，平均每天顶板下沉量4.5mm。采用预留底煤掘进法巷道72天累计底鼓量966mm，累计两帮收敛量370mm，累计顶板下沉量145mm；平均每天底鼓量达16mm，平均每天两帮收敛量6.2mm，平均每天顶板下沉量2.4mm。根据上述实测矿压数据可知，集中轨道巷跟4煤顶底板掘进期间底鼓明显，平均每天底鼓量达30mm，需反复修护；采用预留留底煤法掘进期间巷道底鼓平缓，平均每天底鼓量16mm，为原来的二分之一。综上所述集中轨道巷掘进期间易采用破顶留底煤掘进，可延缓巷道底板变形，减少巷修工程。

（作者单位：甘肃平凉新安煤业有限公司）