抚顺矿业集团有限责任公司老虎台矿辽宁抚顺113003
摘要：本文通过对63005#运输顺槽巷道变形分析进而采取的防护对策，证明了该施工对策及工艺是断间煤柱复采区掘进的有效方法，为该条件下的生产准备提供了科学的依据。
关键词：变形特点；分析；方案；工艺；反馈
一、工作概况
63005#运输顺槽位于老虎台矿井田的东部，工作面设计走向长度510m，起始点标高分别为-642.488、-637.388，煤层产状为N53°E-N58°E，煤层倾角14°-17°，由亮煤和镜煤组成，节理发育，煤质松脆。该区域有两条断层，均为正断层，F1走向N56°W，倾向NE34°，倾角75°，落差2.6m，F2走向N63°W，倾向NE27°，倾角60°，落差3m，该工作面北部距68002#东机采工作面已采区16m-150m，南部为704#、705#已采区，巷道190-270m部分没有采动，为原生煤体，270-510m是705#采区旧采迹。该工作面设计0-350m为锚网“O”棚支护，350m以后为“U”棚支护。该工作面采用综掘机掘进，由于受综掘机铲板的影响，难以一次成巷，因而掘进头采用锚网“U”棚支护，滞后30-50m下底梁形成“O”棚。该工作面从2010年9月1日开始掘进，当工作面掘进170m时，煤质发生变化，工作面顶底板起伏不定，节理发育，煤体硬度明显变小，煤层及顶底板孔隙度增大，及易破碎，多呈粉状，瓦斯涌出量也明显增大，打不住锚杆。因而将棚距由0.8m缩小到0.6m继续掘进。当工作面掘到190m时（2011年1月13日），发生冲击地压，顶板下沉严重，造成煤体破碎，出现抽顶、漏冒，放货冒险打木垛处理。打木垛处理过程中，经常出现小形冲击，而且严重威胁职工的生命安全。面对这种情况，保证职工生命安全，局矿决定采用打穿杆施工。往前又掘进5m，再次发生冲击，伴随巨大声响，支架出现不同程度的变形，以支架的扭曲变形、内挤、局部失稳，下插底板和形成尖顶为主，支架的周围布置的各种背板和金属网不能有效的控制围岩变形，出现严重的折断，影响巷道的表面完整。根据这种情况不得不放慢掘进速度，采取前方注水、卸压做工作，后方拆换维修及时形成O棚。直到3月24日（去掉春节检修七天），力时63天进入705#旧采迹，工作面压力明显变小不在发生冲击地压。据统计两个月来发生上述类似冲击19次，小型冲击23次。但都没有发生事故，支护状况完好。
二、冲击地压频发巷道变形原因分析
该区域处于孤岛煤柱区，煤岩层受到强大的静压力，再加上断层的构造应力的影响，形成一个封闭的压缩体系，从而在该区积累很强的地应力，在煤层及周围积累了弹性潜能。由于煤层受到强大挤压，煤层结构受到破坏，煤层的物理机械能强度大大降低，煤层瓦斯压力相对增高。当掘进这一区域，由于工作面引起的附加应力的叠加，使该处应力急剧上升，一当破坏，积累的高弹性能突然释放，产生冲击。
从现场的测试、分析，巷道煤层胶结性相对较差，抗压强度较低，无法实行主动支护。“U”形钢棚支护是一种较好的支护形式，对高应力动压有一定的效果，由于支架与煤体之间存在空隙，支架受力不均，支架承载能力大幅度下降。采用被动支护，打拌子出现空帮空顶，支护受力性差，降低巷道支护结构的承载能力，影响巷道整体的稳定性。
三、方案研究
根据影响巷道的变形因素分析和现场的实际情况，减少冲击地压的发生，保证巷道支护的合理性。
综上述研究方案，采用打穿杆+金属网内衬充填网+36U+壁后注沙充填+巷道支架复合支护可以满足支护要求。
四、防冲对策及工艺
1、注水钻孔布置注水钻孔布置在巷道的中下部，距底板1m为宜，孔间距2m，钻孔角度10°，孔深10m-15m，孔径42mm，原生裂隙处于压紧状态，而次生裂隙尚未大量形成，因此通常要求的注水压力较高，进入煤体裂隙后不易流失，能够均匀的进入煤体中微孔裂隙中，湿式效果好，减少煤壁片帮，降低煤的温度。不易发生泄水，跑水，对顶板影响较小。封孔器长度1m，封孔深度1.0—2.0m，空外端1.0m。采用动注水压力，注水压力控制在10—12Mpa，泵压最大不超过14Mpa，最小注水压力6Mpa。
2、卸压钻孔布置卸压钻孔布置在巷道距底板1m为宜，孔间距500m，钻孔垂直煤壁仰角10°布置，轮廓处角度向外呈10°，孔深10m-15m，孔径89mm。
3、放炮施工
严格执行短进尺、弱爆破的原则，及时控制顶板，遵循“浅打眼少装药”的放炮作业方式。严禁放货，综掘机除货的方式掘进。
4、打穿杆
准备好2.4m以上扁平的大拌，一头削尖，从给好的头一架棚起，由巷道断面中心向两侧对称打穿杆，拌与拌之间排严、排密、排实，打到硬煤壁，并封好迎头，施工时不少于4人。
5、铺网
金属网与充填网由巷道断面中心向两侧对称铺设，一直铺到底板，相邻主筋对接，网扣间距100mm，拧紧不少于3圈.
6、架棚
使用2.4-3.6m的15kg小铁道挑梁，每根小铁道用钩子吊挂在已架的前两架棚上，用楔子固定牢固，按激光指向架棚，梁腿搭接长度450mm，并用扣件紧固。每架棚按设5根铁拉杆，刹好帮顶。
7、壁后注砂
工作面掘进20m左右，工作面停掘，需要对煤体加固。在支架两腮以上打眼安装108铁管充填，直到拱顶，使U型支架壁后充填密实，达到支架受力均匀，避免支架局部出现应力集中。
8、巷道支架、
充填完毕，在巷道中间安装巷道支架，两架组成一组，两架之间由防倒千斤顶通过连接耳连接，每架包括顶梁、立柱、底座和四连杆机构，以及铰接于顶梁前端的移架千斤顶。它包括伸缩梁，伸缩梁与与另一架顶梁铰接；每一个顶梁与底座之间通过两根立柱和位于两根立柱中间的四连杆机构相连，相邻的两个底座之间连接有移架千斤顶。该种支架可在巷道内进行自移行走支护，保护井下工人和巷道内设备安全。
五、支护效果现场监测与反馈
本工作面巷道每掘进20m，设置一个观测面，采用BY-II型围岩收敛计观测其顶底板相对移近量，两帮相对移近量，巷道在开掘9天内（未充填前），围岩运动剧烈，巷道顶底板移近速度最大，可达7mm/d，而两帮移近速度可达3.9mm/d，巷道开掘24天后（充填结束），巷道围岩表面变形基本趋于稳定。通过对其观测点的所有数据统计整理得出如下结论：巷道顶底板最大移进量为9mm，巷道两帮相对移近量最大为12mm，由上述数据可知这种支护方式下，巷道围岩移近变形量很小，说明了采用这种支护方式完全可以有效的维护煤体的稳定，可以满足安全生产的需要。
实践证明，采用这种施工工艺，由感性到理性，由理性到实践，给安全生产创造了十分有利的先决条件。掘进速度虽然缓慢，巷道没有明显的变形，保证了巷道断面，保证了足够的风量，减少了瓦斯积聚，大大减少维修量，其经济效益相当可观；宽敞的空间和作业现场，改善了作业环境，有利于质量达标，从而保证了安全生产。
六、存在的问题
1、壁后充填河砂可以短时间内充填较大的空间，但由于粒度较大，必然有少部空间充填不满，如果采用粉煤灰充填效果会更佳。
2、目前，职工文化素质较低，参差不齐；某些干部管理水平较低，缺乏对这种支护的真正认识，而且追求进尺利益的最大化，往往对充填工作不支持，不极积主动的去配合，给管理工作带来一定困难。因此要提高干群素质，加强技术培训，工程质量标准有待进一步提高。
3、严格执行短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈原则。
4、加强现场的安全监督和质量检查，强化安全职能，严把现场工程质量检查验收关，对施工中出现的问题进行整改，切实做到质量第一的理念。
作者简介：高永山：男、36岁，大专学历，工程师，现任掘修区技术区长。参加工作以来，始终从事技术、安全管理工作。他研制的伸缩拉杆，三角点双工字钢棚的联接在掘修区推广，他撰写的《职工培训方法》得到矿科协的认可；撰写的《圆形断面锚网全封闭复合支护浅析》论文获得抚顺煤炭学会优秀论文三等奖。《锚喷架支护在83002#工作面中的应用》获得全国青年优秀论文一等奖。先后荣获老虎台矿安全先进个人、安全模范和集团公司十大杰出青年、集团公司生产安全技术专家的称号。