姜 泽

（山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿， 山西 太原 030200）

随着东曲煤矿采矿规模的扩大，表层可采煤炭资源逐渐枯竭，深度开采复杂程度不断增加，巷道支护难度也越来越大，尤其在采动影响区、软弱岩层、深部和构造带，巷道支护和维护极其困难，该类问题自20 世纪初已列入煤矿开采的世界性难题，严重影响煤矿生产[1]。东曲煤矿18311 工作面轨顺及皮顺巷道内个别地点存在顶板破损和顶板离层情况，需进行注浆修复加固，从而确保支护质量。本文基于18311 工作面实际工程地质条件和其他工程实施措施及应用效果，研究新型注浆体系替代超前单体支护可行性。

1 东曲煤矿18311 工作面基本情况

东曲煤矿18311 工作面临近18309 工作面、矿界、大巷和18313 工作面。上方4 号煤已回采，切眼附近有2 号、4 号煤层小窑破坏区，4 号—8 号煤的层间距约为68 m。18311 工作面8 号煤层结构复杂，上煤厚度为0.42～0.92 m，夹矸厚度为0.6～0.7 m，正常涌水量为5 m3/h，最大涌水量为20 m3/h。

18311 工作面轨顺及皮顺巷道内个别地点存在顶板破损和顶板离层情况，需进行注浆修复加固。具体施工地点为：18311 皮顺巷道维修共计75 m，里程220～275 m，里程380～400 m；18311 轨顺巷道维修共计180 m，里程140～240 m，里程340～420 m。18311工作面位于+973 水平，8 号煤层厚度为0.7～3.41 m，平均2.5 m，8 号煤层与8 号上煤层有分叉现象，8 号上煤层厚0.2～0.74 m，其夹矸厚0.2～2.14 m，局部地段8 号上煤。煤层结构为0.2-0.74（0.2-2.14）0.7-3.41，结构复杂，属较稳定型煤层，工作面围岩特征如表1所示。

表1 工作面围岩特征

2 全断面锚注支护技术参数

东区煤矿18311 工作面支护设计基于协同学原理和方法，以改善工作面围岩稳定性及支护效果[2-3]。首先根据现场实际考察情况制定18311 轨顺及皮顺全断面锚注支护技术参数。18311 轨顺顶板支护情况（见下页图1）：中空注浆锚索的直径为22 mm，钢绞线长度4 300 mm，顶板布置2 根，垂直于顶板布置，间排距为2 000 mm×2 000 mm，注浆终压≥4 MPa；对需维修巷道段进行喷浆封堵裂隙；注浆材料选用水泥浆+添加剂。18311 皮顺顶板支护情况（见下页图2）：中空注浆锚索的直径为22 mm，钢绞线长度为4 300 mm，顶板布置2 根，垂直于顶板布置，间排距2 500 mm×2 000 mm；注浆终压≥4 MPa；对需维修巷道段进行喷浆封堵裂隙；注浆材料选用水泥浆+添加剂。

图1 18311 轨顺修复图（mm）

图2 18311 皮顺修复布置图（mm）

3 18311 工作面修复施工规划和施工流程

18311 工作面在采用深-浅孔注浆技术的基础上，通过“中空注浆螺旋锚杆+中空注浆矿用锚索”的支护技术形成深-浅耦合全断面锚注加固支护，采用以水泥为核心的双液浆或有机堵水加固材料注浆的经济方案，一次主动加固围岩，减少二次支护，强化围岩自身强度和承载能力，从而提高围岩的内聚力和围岩的强度[4]。

根据巷道变形情况及现场具体情况，具体施工规划如下：顶板围岩破碎严重，注浆锚索注浆前需进行巷道喷浆封闭裂隙；轨道巷需进行设备运输，前期先对18311 皮顺进行修复加固。

施工流程：按间排距钻孔→压风扫孔→安装注浆锚索及止浆塞→安装托盘张拉预紧→安装球形阀及注浆管→检查顶板完整性及裂隙发育程度→喷浆（如巷道表面有裂隙）→开泵搅拌配浆并注浆（缓慢增压）→达到注浆参数时停止注浆→30 min 后卸下球形阀，但不要过分用力，只要托盘贴紧巷壁，用板手上紧螺母即可。

按如图3 所示的巷道纵向锚注顺序，在巷道纵向采用隔排注浆，其顺序为1-1 断面→3-3 断面→5-5 断面→2-2 断面→4-4 断面→6-6 断面，重复上述过程。锚注成型效果如图4 所示。

图3 锚注施工顺序示意图

图4 锚注成型效果图

4 社会、经济效益分析

东曲煤矿采用以水泥为核心的加固材料注浆的经济方案，通过一次主动加固围岩，减少二次支护，强化围岩自身强度和承载能力，提高了工作面的整体强度和平衡性。替代普通锚索、锚杆及注浆料投入，节省了支护费用。在以后的巷道维护过程中，通过对巷道顶板压力大、应力集中带区域以及后期会产生顶板离层和破碎等区域进行分析，决定先进行注浆锚索支护，后进行锚杆、锚索支护，这样可以减少浆液从锚杆、锚索的孔径处渗漏，支护效果会更好。根据地质条件情况，该煤矿巷道支护可以推广使用。目前东曲矿在18311 综采工作面首次使用中空锚索注浆加固技术，效果良好，但施工工序较复杂，增大了施工期间工程量，下一步计划在东曲矿其他的煤层工作面陆续使用新型锚固注浆加固技术，以解决东曲矿巷道受回采应力影响引起的巷道变形量大、近距离煤层下覆层巷道支护困难等问题。

5 结论

通过高强、全方位、深浅全面注浆加固围岩的设计，确保实际工程的稳定性。新型注浆锚索本身为全长锚固，将多层组合拱联成一个整体，提高了支护结构的整体强度和平衡性。替代普通锚索、锚杆及注浆料投入，节省支护费用。经验证，18311 工作面支护修复效果良好，该技术可根据其他煤矿巷道支护地质条件情况进行推广使用，从而保证煤矿生产安全，降低运营成本，实现更好的应用价值。