沿空掘巷是我国煤矿回采巷道布置和维护的一种技术，其目的是为了将巷道与采空区隔离。把巷道布置在位于靠煤柱一侧的低应力场，便于巷道维护，减少变形量。其中关键是严格控制煤柱宽度。煤柱宽度对巷道的维护状况起决定作用，若煤柱过小，由于靠采空侧的煤柱受支承力的影响已呈塑形，容易失稳，片帮严重，若煤柱过大，则回采巷道布置在压力增高区内，将使巷道压力大，支护困难。

1. 矿井工作面概况

淮南某矿核定的生产能力为2.6Mt/a，井田东西方向长度为4.33km，南北方向长度为5.81km，井田面积为25.5km²，现已经生产超过43a，剩余服务年限为45a。矿井开拓采用斜井－平硐方式，开采4号、7号、10号等煤层，煤层赋存较为稳定，地质结构较为简单，水文地质中等，瓦斯涌出量不高，经过鉴定，现开采水平煤层无突出危险性。现井下布置生产的1306综采工作面，西部临近矿井开采边界，设计的走向长度为693m，倾向长度为216m，采面采用 Ｕ 型通风方式，一进一回。回采巷道掘进沿着3号煤层底板进行。1306回风巷紧近1304回采面采空区，留设的护巷煤柱宽度为5.5m。1304工作面已于2015年回采完毕。

2. 地质概况

1306回采工作面回风巷沿着4号煤层底板进行掘进。4号煤层属于淮河能源组下部煤层，煤层结构较为简单，赋存稳定，煤层厚度大，低硫、中灰、低磷，属于优质的动力煤。开采的4号煤层平均厚度达到7.5m，煤层有厚度0.4m 的伪顶，泥岩，随采随落；直接顶为厚度2.8m 的砂质泥岩；老顶为厚度11.5m 粉砂－细砂岩；直接底为厚度2.8m 砂质泥岩；老底为厚度5.3m 泥岩。4号煤层顶板的抗压强度在50MPa～66 MPa。1306回采工作面回风巷掘进期间，顶板淋水量不大。掘进区间煤层整体呈现东高西低，节理及层理发育。

3. 小煤柱沿空掘巷支护设计

3.1锚杆＋锚索支护设计

小煤柱沿空掘巷巷道支护采用锚杆＋锚索＋Ｗ型钢＋钢带联合支护方式。锚杆支护的间排距均设定为800mm，锚索布置在巷道掘进中线两侧，间距设计为1600mm，排距设计为2400mm，每排布置2根锚索。巷道原支护中顶板以及巷帮支护锚杆采用直径为22mm，长度为2000mm 的高强螺纹钢筋，锚索采用直径为17.8mm，长度为7000mm 的预应力钢绞线。受到临近的1304回采面采空区影响，留设的护巷小煤柱塑性区发育，引起巷道煤壁片帮、围岩变形较为较为严重。

通过现场分析以及对掘进巷道围岩岩性评估，

采用理论分析以及模拟计算后，对巷道的支护参数进行了优化设计，最终确定的沿空掘巷巷道支护参数为：①将原支护采用的锚索直径由17.8mm 增加至 18.8mm，托盘由原来的 150mm X150mmmm X10mm 改为300mmX300mmX16mm；②锚杆规格保持不变，采用的额托盘改成150mm X150mmmm X10mm；③支护采用的 Ｗ 型钢宽度增加至80mm；④巷道锚杆支护施加的预紧力达到 200Ｎ·ｍ 以上。对巷道支护参数进行优化之后，巷道的支护强敌显现提高，围岩的变形量以及煤壁片帮现象显著改善，

3.2小煤柱加固

回风巷道掘进后，对护巷小煤柱进行喷浆之后再进行化学注浆加固。采用的喷浆泵型号为HPB－VIB 型，喷浆工作面滞后巷道掘进工作面100m，对小煤柱侧进行一侧喷浆，喷射的厚度控制在100mm。

3.2.1注浆加固

采用的注浆加固泵型号为2ZBQ－15/5型双液泵，选用的注浆材料为 ZDK 高水速凝材料，可以快速凝固，流动性好，渗透性强以及材料固结之后塑形好，材料费用低等特点，具体的注浆材料的性能如表1所示。

表1 注浆材料性能

3.2.2注浆参数

留设的护巷煤柱宽度为5m，当钻进的注浆钻孔深度过大时，注浆孔会与邻 近的1304采空区联通。根据相关研究，围岩较为松软时，破碎圈的半径在2m 左右，因此，注浆钻孔的设计深度为２2500mm。选择的注浆压力控制在1 MPa～1.5 MPa最大注浆压力不得超过2 MPa，注浆钻孔的排距设计为800mm。注浆工作滞后于喷浆工作50m。

4. 效果分析

4.1联合支护优势

采用的联合支护方法提升了巷道掘进效率，减小了巷道掘进准备时间。同时由于受到巷道掘进及侧向采空区影响，小煤柱的支撑能力较弱，通过对煤柱进行喷浆＋注浆，使得煤柱表面具有较强强度同时注入的浆液深入到破碎煤柱内部，提高小煤柱的承载能力。采用的联合支护方式相对于传统采用的锚网梁索方式，可以将巷道周边破碎的围岩形成一个较为稳定的整体，有效降低巷道围岩变形，保持巷道稳定。

4.2经济效益

采用的联合支护方式，巷道支护费用约为1489元/ｍ，较采用的工字钢架棚支护节省约436元/ｍ，同时其他辅助支护的费用也有所降低，为巷道的安全快速掘进提供了有力保障。

5.总结

结合淮南某矿沿空掘巷实际概况，分析了小煤柱沿空掘巷支护设计技术的应用，提出小煤柱加固措施。从该文章可以看出沿空掘巷在工作面风巷取得了成功，支护效果显著，巷道掘进影响期间、长期维护期间、强烈采动影响期间，巷道变型均得到了有效控制，很好的达到了矿井的回采要求，并取得了良好的经济效益与社会效益。

参考文献：

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[4] 田雷．小煤柱沿空掘巷支护控制实践的研究［Ｊ］．山东煤炭科技，2018，（6）：55～56，5.