李 伟

（山西潞阳煤炭投资经营管理有限公司，山西 晋中 030600）

1 工程概况

山西寿阳潞阳麦捷煤业有限公司可采8、9、12、15 号煤层。15#煤层厚度3.32 ～7.10m 之间，平均5.63m，属稳定的全区可采煤层。顶板为泥岩、砂岩、砂质泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩、中砂岩。150506 工作面位于井田新区中部，北部为150502工作面，西部为井田边界，东为三条大巷，南部为未采区。150506 工作面顺槽沿煤层走向布置，长度为817m，开切眼沿煤层倾向布置，长度为205m。工作面共布置三条巷道，即工作面皮带顺槽、工作面轨道顺槽、高抽巷，采用综放开采。为保证采掘接续，计划150506 轨道顺槽留作150502 工作面的轨道顺槽使用。

2 留巷参数设计研究

切顶卸压留巷无煤柱开采技术是在传统留巷技术的基础上进行改进，超前工作面一定距离，在预留巷道靠近回采煤壁侧的顶板进行预裂爆破，使采空区顶板沿切缝线垮落，充填采空区并形成新的巷帮，充分发挥采空区矸石的承载能力，解决沿空巷道易严重变形的问题。

2.1 切缝参数设计

（1）切顶高度

切顶高度是指预裂钻孔爆破后，顶板岩层需要垮落的设计高度。采空区顶板沿巷道边缘预裂切缝垮落是切顶卸压沿空留巷技术的核心环节。由于岩石碎胀特性的影响，冒落的矸石堆积高度大于原有岩层厚度，合理的切顶高度要求巷旁垮落的矸石能够将采空区充填满，对上覆回转变形的铰接岩块产生有效的支撑作用。沿工作面长度方向上覆岩层的冒落情况如图1 所示。

2.2 预裂爆破参数

预裂爆破的效果对于切顶留巷技术的成功与否非常关键，影响预裂爆破效果的主要参数包括炮孔直径、炮眼间距、不耦合系数、装药量等。炮孔间距通常为孔径的8～10 倍，参考临近矿区切顶卸压沿空留巷成功应用的实践，150506 运输顺槽超前工作面20m 进行预裂爆破。爆破孔布置在距离实体煤帮4400mm 处的顶板上，炮孔直径为42mm，间距为500mm，钻孔垂深为8.0m，向采空区侧倾斜10°，采用空气间隙轴向不耦合“3+3+2+2”装药结构，每个爆破孔共用3kg 炸药。预裂爆破钻孔的布置如图3 所示。

3 留巷补强支护设计

150506 轨道顺槽掘进断面为宽× 高=4600×3000mm，采用“锚网索”支护。顶板支护：顶板锚杆采用直径22mm、长度2400mm 的螺纹钢锚杆，间、排距为700mm，顶锚杆间通过4300mm的W 型钢带联结，每根锚杆采用MSK2355、MSZ2355 树脂锚固剂各一卷；顶板锚索采用规格为Ф21.6×7300mm 的钢绞线，锚索隔排布置，每排两根，间排距为2100×1400mm，锚索锚固剂采用MSK2355、MSK2355、MSZ2355 各一卷。回采帮支护：采用规格为Ф20×2500mm 的玻璃钢锚杆，间排距均为700mm，每根锚杆采用MSK2355、MSZ2355 树脂锚固剂各一卷，均垂直煤壁施工。实体煤帮支护：采用规格为Ф32×3500mm 的自巩固锚杆，间排距均为700mm。切顶留巷期间顶板采用长锚索进行加固，锚索长度应大于切顶高度，故选择规格为Ф21.6×10000mm 的长锚索，每排两根，间排距为2100×1400mm，与原有锚索交替布置。实体煤帮采用规格为Ф21.6×6000mm 的锚索配合大托盘进行加固，锚索距离巷道底板1.0m，排距为1400mm。150506 轨道顺槽沿空留巷期间支护如图4 所示。

图 3 预裂爆破钻孔布置示意图

图 4 150506 轨道顺槽留巷支护断面图

4 应用效果

150506 轨道顺槽切顶卸压沿空留巷期间，对其围岩位移情况进行监测，得到图5 结果。由图5（a）可以看出，留巷支护后，巷道顶底板移近量呈现快速增大—缓慢增大—趋于稳定的变化趋势。滞后工作面约220m 顶底板移近量稳定在300mm 以下，变化量为巷道初始高度的10%。巷道两帮移近量的变化趋势与顶底板相同，两帮移近量最终稳定在275mm 以下，变化量为巷道初始宽度的6.25%。总体而言，留巷期间巷道围岩位移量较小，经过简单的修复即可使用。切顶卸压沿空留巷技术在150506综放工作面应用效果良好。

图 5 巷道变形情况监测结果