掘进巷道过断层复合支护技术应用

刘 亮

（大同煤矿集团有限责任公司晋华宫矿，山西 大同 037000）

1 工程概况

晋华宫煤矿2103 运输巷位于井下301 采区南部，设计巷道总长632 m，为矩形断面，规格为4.5 m×3.5 m。巷道沿12-2#煤层底板掘进。12-2#煤层结构简单，赋存稳定，直接顶岩性主要为细砂岩与砂质页岩，均厚5.9 m，基本顶岩性主要为粗砂岩，均厚9.7 m，无伪顶。

2103 运输巷已施工155 m，地质资料中显示，前方5 m 处将揭露F3逆断层，断层落差1.4 m，倾角45°，由于断层规模较小。因此，采取直接掘进过断层。受断层影响，巷道在掘进至150 m 处时，巷道顶板已出现离层、冒落现象，掘进至155 m时，顶板破碎更为严重，巷道原支护效果遭到破坏，顶板维护难度大，影响巷道安全高效施工。

2 顶板原支护方案分析

2.1 原支护方案

2103 运输巷在施工期间采用锚杆+ 锚索+ 钢带的支护方案。锚杆规格为Φ20 mm×2 000 mm，锚索规格为Φ17.8 mm×4 500 mm，钢带宽25 mm，长4.2 m；顶板采用每排5 根锚杆与3 根锚索进行支护，锚杆间排距为1 m，锚索间排距为1.8 m×3.0 m。锚杆端头锚固长度为0.3 m，锚杆外露10～30 mm，锚索锚固长度为1.2 m，外露150～250 mm。锚杆打设完成后，每排锚杆布置一根钢带将其预紧。

2.2 问题分析

原顶板支护形式在过断层期间，支护效果无法满足巷道安全高效掘进，经分析，有两点原因。

一是受断层构造应力影响，在F3断层影响范围内，巷道顶板煤岩层结构遭到破坏，应力产生卸压空间，上覆岩层压力以及巷道掘进时的应力集中显现，巷道掘进期间断层两侧的煤岩体产生垂直剪切应力和水平张拉应力［1-4］，导致顶板稳定性遭到破坏，出现破碎、离层及冒顶现象。

二是支护强度不足，顶板打设锚杆长度2 m，根据地质资料显示，煤厚为6.5 m，顶板以上煤厚还余2.0 m，锚杆外露10～30 mm。……