王 科

（山煤国际能源集团股份有限公司煤业分公司调度室，山西 太原 030006）

1 工程概况

山煤国际能源集团经坊煤矿二采区1209 工作面布置如图1。1209 工作面回风巷处于该工作面尾部区域，总长961 m，矩形断面，规格为5 m×3.5 m。1209 工作面回风巷煤层直接顶为砂质泥岩，平均厚度5.02 m；基本顶为灰岩，平均厚度8.65 m；直接底为灰黑色泥岩，平均厚度2.31 m；基本底为泥质粉砂岩，平均厚度2.33 m，遇水易膨胀。

图1 工作面布置示意图

从图1 可知，该1209 工作面揭露正断层分别为：F54 正断层：65°，∠45°，H=2.5 m；F65 正断层：63°，∠62°，H=1.8 m；F64 正断层：77°，∠80°，H=1.8 m；F33 正断层：204°，∠45°，H=3 m。正断层带附近的煤岩破碎，稳定性差，煤体松软，煤体、顶板岩层均易发生冒落。

2 施工技术方案的设计

分析得知1209 工作面回风巷南半部分长度为494 m，为正常区域，北半部分长度为467 m，为顶板破碎区域。针对这一复杂的情况，分区域制定支护方案。

2.1 正常区域段支护方案

参照1208 工作面巷道的支护参数，对1209 工作面回风巷南半部分正常区域段支护设计方案如下，支护示意图如图2。

图2 1029 工作面回风巷正常区域段支护示意图（单位：mm）

（1） 顶 板 支 护。 顶 板 支 护 采 用 规 格MSGLW-500/Ф22 mm×2400 mm 高强度单向无纵向筋螺纹钢锚杆，每排6 根，锚杆间距900 mm，排距900 mm，锚固力不小于100 kN，预紧力矩不小于300 N·m，配高强托盘调心球垫、1010 尼龙垫圈；树脂加长锚固，采用1 支MS（CK + Z）2360 药卷、1 支MSZ2360 药卷；铺设12#铁丝编制的12 000 mm×1000 mm 金属菱形网和Ф16 mm 圆钢焊制的4800 mm×80 mm 的钢筋梯子梁。垂直于巷道走向方向增打槽钢锚索进行支护，锚索规格SKL22-1/1770-7300 mm，锚索间排距为1800 mm×1800 mm，2 根锚索配套1 根2500 mm 的双槽钢托梁，托梁配套的槽钢垫片尺寸为120 mm×150 mm×20 mm，树脂加长锚固，1 支MS（CK + Z）2360 药卷、2 支MSZ2360 药卷，锚索预紧力不小于200 kN。

（2） 两 帮 支 护。 帮 部 支 护 采 用 规 格MSGLW-500/Ф22 mm×2400 mm 高强度单向无纵向筋螺纹钢锚杆，每排4 根，锚杆间距900 mm，排距900 mm，锚固力不小于100 kN，预紧力矩不小于300 N·m，配高强托盘调心球垫、1010 尼龙垫圈；树脂锚固，采用1 支MSZ2360 药卷；两帮铺设双向拉伸塑料网（网络尺寸小于50 mm×50 mm）和1416 mm 圆钢焊制的4800 mm×80 mm 的钢筋梯子梁。在接近1208 工作面运巷侧巷帮补打两根SKL22-1/1770-4300 mm 单体锚索，锚索间排距1600 mm×1800 mm，每根锚索采用高强度锁具及拱形钢托盘，托盘规格为300 mm×300 mm×16 mm 的钢板，托盘拱高不小于60 mm，采用端锚锚固形式，每孔2 支锚固剂，1 支MS（CK+Z）2360 锚固剂，2 支MSZ2360 锚固剂，预紧力大于200 kN。

2.2 顶板破碎区域段支护方案

（1）采用锚+网+槽钢锚索加密支护；（2）调整槽钢锚索加密为排槽钢打设；（3）平行巷道方向打设顺巷槽钢锚索；（4）补打一排4.3 m 单体锚索加强支护；（5）当出现部分锚杆失效情况时，增设π 型梁钢棚进行被动支护；（6）由于受F54正断层、F65 正断层、F64 正断层、F33 正断层的影响，在正断层前后10 m 的范围内采取超前预注浆+后支护方式。

图3 1029 工作面回风巷顶板破碎区域段支护示意图断面（单位：mm）

顶板破碎区域段支护方案如图3，（1）在保持其他支护参数不变的情况下，锚杆打设排距调整为800 mm，槽钢锚索打设排距调整为800 mm；（2）顺巷打设槽钢锚索，距巷帮500 mm；（3）架设的π 型梁钢棚垂直巷道布置，采用巨科DW35-250/110X 单体支柱，施工方式“一梁二柱”，棚距为800 mm，棚腿距梁端为113 mm；（4）打设17 个Φ42 mm 的钻孔，间距300 mm，深度3000 mm，之后将33 mm 无缝钢管插入钻孔内，长度3000 mm。密集穿管示意图如图4。

图4 密集穿管示意图（单位：mm）

3 应用效果分析

山煤集团经坊煤矿地质构造较复杂，该煤矿1209 工作面回风巷在掘进施工过程中要穿过F33、F54、F65 等多条正断层，由于断层带破碎，煤岩自稳性差，煤体松软，煤体、顶板岩层均易发生冒落，安全事故频发，影响掘进效率。针对1209 工作面回风巷复杂地质条件，分区段采用不同的联合支护方式。在掘进开采过程中，通过顶板破碎区时采用的联合支护方式效果理想，巷道顶板围岩变形量较小，巷道顶板下沉量在250 mm 以内，巷道两帮移近量在450 mm 以内，有效控制巷道围岩变形量，为实 现1209 工作面安全高效开采奠定了基础。