白海风

（大同煤矿集团虎龙沟煤矿，山西 朔州 036000）

1 概述

大同煤矿集团虎龙沟煤矿51505巷位于井田一盘区北翼，担负着81505工作面回采期间回风任务。巷道北部、东部为实煤区，南部为东盘区轨道巷、皮带巷、回风巷，西部为81503工作面采空区。

51505巷设计长度为1505m，巷道断面规格为宽×高=4.0×3.5m。施工巷道从东盘区皮带巷开口沿5#煤层底板掘进施工，煤层平均厚度为12m，巷道预留顶煤厚度为8.5m。煤层直接顶为高岭质泥岩，平均厚度为2.7m；基本顶为粗砂岩，平均厚度为7.0m；直接底为炭质泥岩，平均厚度为1.5m；基本底为高岭岩，平均厚度为7.4m。

根据虎龙沟矿地测科提供资料显示，51505巷掘进至740m处揭露一条正断层F4，断层落差为为1.8m，倾角为52°；受构造应力、邻近采空区压力以及回采压力影响，81505工作面回采至720m处51505巷底板出现局部底鼓现象，且随着工作面推进底鼓量逐渐增大；当工作面回采至733m时51505巷735～780m处出现大面积底鼓现象，最大底鼓量达0.52m。在巷道底鼓区域内工作面回采速度大大降低，平均回采速度仅为3.5m/d，同时受底鼓影响端头支架在过底鼓段初撑力仅为47.8%，工作阻力为 52.4%，大大降低了端头支架支护效果，而且出现两次支架倒架、陷架现象，造成经济损失达37万元。

2 51505巷底鼓综合治理措施

为了提高81505工作面回采效率，保证回采安全，通过研究，决定对51505巷底鼓段采取“起底+施工复合底板+架设双L型工字钢棚”等综合治理措施。

2.1 起底

（1）51505巷底鼓地段采用松动爆破法进行起底施工，起底长度为45m（735～780m）。首先采用Y28型钻机在底鼓地段施工爆破钻孔，钻孔深度为1.2m，钻孔与底板呈75°夹角布置，每排施工四个爆破钻孔，钻孔间距为1.0m，排距为2.0m。

（2）每个炮孔使用一支矿用乳化炸药（300g）及一支雷管，水炮泥封孔长度不得低于0.5m，每次允许爆破炮眼数量为4个。

（3）松动爆破施工结束后，人工及时清理起底处浮煤，并采用风镐进行整平，保证巷道起底后规格为宽×深=4.0×1.0m。

2.2 施工复合底板

（1）首先在起底处施工若干排固定锚杆，锚杆直径为22mm，长度为2.0m，锚杆锚固长度为1.2m，外露长度为0.8m。每排施工3根锚杆，锚杆排间距为3.0×1.5m。

（2）为了提高固定锚杆连接效果，锚杆施工完后在每一根锚杆外露端头处安装一根长度为为0.6m槽钢，同一排槽钢安装成“十”型布置，如图1所示。

（3）槽钢安装后对起底处进行混凝土浇筑，混凝土采用的水泥、砂子、石子配比为1∶2∶2。在浇筑期间每立方混凝土添加500g速凝剂，混凝土浇筑厚度为0.8m，浇筑后必须保证混凝土强度不得低于C30。

2.3 架设双“L”型钢棚

（1）“L”型钢棚主要由棚腿、顶梁、底梁以及底座组成。棚腿长度为3.5m，顶梁长度为1.5m，棚腿及顶梁分别焊制两个直径为30mm圆孔，间距为1.0m，底梁长度为4.0m；棚腿底座由一块规格为长×宽×厚=0.3×0.3×0.05m钢板制成。

（2）为确保双“L”型钢棚架设对称，钢棚架设前必须由地测科给出每一组“L”钢棚架设中线，并采用油漆标定。

（3）首先采用地锚杆将钢棚底座固定在复合底板上，然后采用四根连接螺母将棚腿与底座固定，螺母预紧力不得低于200N·m。棚腿与底座固定后在巷帮上施工两根长度为1.0m锚杆将棚腿与巷帮固定。同一组钢棚棚腿应同时施工，两组棚腿中线误差不得大于50mm。

（5）“L”钢棚棚腿架设完成后，采用卡缆将顶梁与棚腿连接固定，并对每一根顶梁施工两根锚杆与顶板固定，如图1所示。

（6）双“L”型钢棚排距为1.0m，待底鼓段所有钢棚架设完成后，在底板处铺设底梁，并将其与同一组钢棚棚腿进行连接。所有底梁铺设完成后，继续对地面进行浇筑，浇筑厚度为0.2m，浇筑后确保浇筑面与原巷道底板位于同一水平面上。

图1 51505巷底鼓段综合治理技术措施断面示意图

3 效果

（1）51505巷底鼓段施工复合底板后，不仅提高了巷道底板承载能力，而且复合底板与基本底通过浇筑固定形成一个整体，共同承担应力作用，有效防止了底板鼓起现象。通过观察发现，施工复合底板后底板最大鼓起量仅为0.12m，平均底鼓量为0.07m。

（2）对底鼓段巷道两帮架设双“L”型钢棚后，减小了顶板及巷帮煤柱支撑作用，提高了底板及巷帮稳定性。架设钢棚后在顶板及巷帮每隔5m安装一组煤柱移动监测装置，通过数据记录分析发现，在断层F4前后5m应力区范围内，顶板最大下沉量为0.11m，巷帮最大移近量为0.17m；在应力区之外顶板平均下沉量仅为0.05m，巷帮平均移近量为0.09m；架设钢棚后未发现顶板破碎、巷帮片帮现象。

（3）对51505巷底鼓段采取综合治理措施后，提高了巷道成形率，确保了巷道顶板平整性，大大提高了端头支架支护效果，支架初撑力及工作阻力提高至84%以上，未出现支架倒架现象，保证了工作面安全回采，同时提高了工作面回采效率，在过底鼓段平均回采速度达6.5m/d。