巷道过采空区支护设计研究及应用

3．永久支护方式及参数。 在图中，永久支 固相的 70%。 注浆时向浆液中掺加水泥重量
护 方 式 为 混 凝 土 边 墙+U36 可 缩 性 支 架 支 护 2%～5%的速凝剂， 使注入采空区的浆液尽快
及喷射混凝土组合支护。
凝固，防止浆液大量流失。
（1）两 帮 采 空 区(采 空 巷 道)支 护 ：先 将 帮
采用浆砌片石砌筑， 砂浆为 M15， 砌筑体接 快速通过。 通过安排专人对矿压、漏风、瓦斯等
顶 。 边 墙 部 位 支 护 参 数 为 ： 混 凝 土 厚 度 情况进行观察并收集分析数据，未发现异常。
500mm， 强 度 C25， 钢 筋 主 副 筋 均 为 直 径
实践证明，在当地过 3# 煤采空（冒顶）区
井田地层总体为一走向北东、倾向北西 的单斜。 由于历史原因，该井田范围内，小窑 破坏严重，采空区较多，目前发现受采空区 (采空巷道) 影响的材料运输大巷长度约为 200m，面积约为 1000m2。 通过 研 究 ，巷 道 过 采空区(采空、冒顶巷道)采用了钢筋混凝土 边墙+U 型钢可缩性支架及喷射混凝土组合 支护。 通过采用联合支护方式，大通煤业安 全顺利地将大巷布置在采空（冒顶）区内，并 实现快速通过。 该方案对类似地质条件的巷 道支护具有重要参考价值。
14mm 圆钢， 钢筋间距 250mm。 箍筋采用 Ф8 特殊条件下， 采用组合补强支护方式是较为
圆钢，箍筋形式为单支箍，梅花型布置，间距 安全可靠的。 该联合支护方式既解决了顶、帮
为 500mm。
支护问题，又解决了过老空漏风、防灭火及瓦
（2）U36 可缩性金属支架支 护：待 钢 筋混 斯治理等问题。
U 型棚支架设置底座 可 使 用 20mm 厚 钢 板 制 作
底板按施工图设计铺底
钢筋混凝土墙要求接实顶实底
平齐。 （4）表 面 封 闭 后 对 充 填
材料运输大巷过帮顶采空区(采空巷道) 混凝土边墙+U36 可缩性支架支护示意图
的矸石注水泥粉煤灰浆，其 水固比为 1∶1.0～1∶1.4。 水泥
占 固 相 的 30%， 粉 煤 灰 占
一、基本情况 大通 煤业 矿 井设 计 生产 规 模 120 万 吨/ 年， 矿井设计开采 3# 煤层， 煤层厚度平均 4.19m，赋 存 相 对 稳 定 ，煤 层 不 易 自 燃 ，煤 尘 无爆炸性，水文地质条件相对简单。 到目前 为止，主斜井、副平硐、回风立井已经相继落 底，进入二期工程以后，副平硐的材料运输 大巷施工约 200m，净宽 5m，净高 3.5m，进入 采空冒顶区。 采空区宽度约 10~20m，顶板冒 落高度 2~5m。 巷道埋深约为 70~80m，采空
66 CHINA COAL INDUSTRY
区(采空巷道)顶板没有淋水现象。 根据取样 测试结果为：直接顶板多为泥岩，抗压强度 为 18.8～69.6MPa， 平均 43.6MPa； 抗拉强度 0.5～4.1MPa，平均 2.2MPa，组成了软弱-硬 的 顶板，稳定性较差。 直接底板多为泥岩，抗压 强度为 18.4～34.0MPa，平均 26.0MPa；抗拉强 度 0.6～1.4MPa，平均 0.97MPa。 组成了软弱中硬的底板，稳定性较差。
5.0m，净高 4.5m，净断面积 19.8m2。 支护断面 顶梁后设金属网和混凝土背板 ， 金属网规格
如图所示。
同前述临时支护所用一致， 混凝土背板采用
C25 长×宽× 厚=1000×150×
50mm 规 格 ， 间距 150mm，
交叉花背。在背板上采用袋
冒顶区
装矸石或片石充填接顶。
（3）接 顶 后 用 喷 射 混 凝
C30 混 凝 土 背 板 间 距 2560mm 长 × 宽 × 厚 =1000×150×50mm
采空区
金属网
浆砌片石
U36 可 伸 缩 支 架 混凝土喷层
浆砌片石
二次支护钢筋混凝土墙 厚 度 500mm 双 层 筋
采空区பைடு நூலகம்
土对材料运输大巷顶板 进 行表面封闭，混凝土强 度 C25， 厚 度 与 顶 梁 表 面
二、巷道布置、断面及支护方式 1．冒顶区顶板临时支护处理。 为了保证 人 员 安 全 作 业 ，首 先 对 顶 板做临时支护 ，形式 为锚杆网支护。 锚 杆 材 料 ： 左 旋 螺 纹 钢 (25MnSi)， 顶 锚 杆 Ф20×2400mm；锚 杆 布 置 方 式 ： 顶 锚 杆 钻 孔 深 度 2300mm， 外 露 100mm， 排 距 1000mm， 间 距 900mm，每排 10 根锚杆。 锚固剂：K2360 和 Z2360 各一支，安装锚 固剂时，K2360 在前，Z2360 在后。 锚杆托盘：厚度为 10mm 钢板穹形托盘， 规格为 150×150×10mm。 网 ： 用 Φ6.0mm 钢 筋 焊 接 ， 网 孔 尺 寸 为 100 ×100mm 的 矩 形 网 ， 网 片 搭 接 宽 度 为 100mm，用 16# 铅 丝 联 接 ，每 隔 200mm 联 网 两道。 2．支护断面及尺寸。 永久断面为半圆拱 形 ， 拱 高为 2.5m， 直 墙 部 分 高 2.0m， 净 宽
4. 施工要求。 在达到支护强度要求的同
采空区浮煤及冒落体清理干净， 帮的松散煤 时，保证巷道密实，防漏风，防灭火。
及岩石也需挖除，清理完毕后，在采空(采空巷
三、 结论
道)内砌筑两道 500mm 厚钢筋混凝土墙，钢筋
通过联合支护的应用， 大通煤业安全顺
混凝土墙要求接实顶接实底， 两道墙体中间 利地将大巷布置在采空（冒顶）区内，并实现
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巷道过采空区支护设计研究及应用
文/董福凯
山西晋能集团晋城公司大通煤业属资 源整合兼并重组矿井。 井田位于高平市陈区 镇刘家庙村一带，行政区划隶属高平市陈区 镇。 井田面积 10.4136km2， 批准开采 3～15# 煤层，开采深度 1050～750m 标高。
凝土墙凝固合格后， 紧靠墙壁架设 U36 可缩
（作者单位：太原理工大学）
性金属支架 ，拱高为 2.5m，直墙部 分 高 2.0m，
（责任编辑：庞永厚）
67 中国煤炭工业 2014/03