周庆路、王笃民、李本会
库车市永新矿业有限责任公司 新疆 阿克苏
摘要：巷道在掘进过程中围岩主要通过合理有效的支护进行维护，从而达到控制围岩稳定性，防止围岩破碎、冒落的目的；在实际巷道掘进过程中，若巷道围岩（特别是巷道顶板）出现破碎现象时，必须根据围岩岩性、岩体内产生松动圈范围以及岩体破碎程度合理选择支护设计，只有这样才能有效控制围岩破碎现象。所以，加强煤矿顺槽掘进施工与变形量监测分析尤为重要。基于此，本篇文章对煤矿顺槽掘进施工与变形量监测进行研究，以供参考。
关键词：煤矿；顺槽掘进施工；变形量；监测分析
引言
煤矿巷道掘进工艺。在实际应用中，一直存在着掘进最大控顶距确定不合理、施工方案不合理、掘进工艺不完善，以及通风、供电、排水、运输等几大系统没有统筹考虑等技术管理问题，安全生产标准化管理水平差，影响了掘进速度。为此，煤矿对连采双巷掘进技术管理进行综合研究和全面创新，确定了合理的循环进尺、顺槽联巷间距，优化了施工方案及支护参数，使连采掘进工艺日臻完善，显著地提高了连采双巷掘进安全生产标准化管理水平，提高了连采双巷单进水平及掘进效率，同时降低了工人的劳动强度和掘进成本，形成了一套完整的连采双巷掘进技术管理创新体系。
1巷道掘进现状及原支护分析
1.1巷道掘进现状
某巷采用机械化掘进工艺，截止目前巷道已掘进310m。巷道掘进至287m处时位于陷落柱侧巷帮相对破碎，巷帮支护失效严重，并伴随着顶板局部破碎现象；当巷道掘进至294m处时，受陷落柱构造应力、某采空区应力集中影响，巷道两帮收敛量逐渐增大，顶板出现大面积破碎现象，顶板支护困难；当巷道掘进至310m处时距陷落柱侧巷帮1.2m处出现漏顶，漏顶高度为2.5m，宽度为1.6m，原顶板支护对巷道维护效果差。
1.2原支护问题分析
（1）支护断面小：锚索梁支护主要作用是对破碎围岩表面进行保护并具有一定的抗压载荷能力，所有锚索梁承载件必须具有一定宽度达到支护顶板的要求，同时承载件必须具有足够的抗变形强度以支护无效主动支护空间的破碎岩体；但是原支护设计中M型钢带宽度小且刚度低，支护断面小；工字钢棚虽然支护强度相对较高，但是由于工字钢梁腰部钢板厚度小，在强应力作用下腰部钢板很容易出现“击穿、断裂、扭曲”现象。（2）对顶板产生二次破坏作用：原支护设计中顶板采用工字钢进行加强支护，受工字钢梁结构影响，工字钢锚索吊棚属于线性主动支护，该支护在砂质稳定岩体中应用效果好，但是对于运输顺槽应力冲击区不稳定岩体，该支护起不到预期支护效果，且钢梁两侧线型边对顶板产生切顶破坏作用，对顶板产生二次破坏，加剧顶板破碎程度。（3）支护强度大、成本费用高：这样会造成劳动强度大、支护作业时间长，增加支护成本及劳动成本费用。
2煤矿顺槽掘进施工技术分析
2.1创新设计，顺槽机头硐室一次掘进成巷
煤矿机头硐室原来的常规施工方法为在顺槽开口掘进时沿煤层顶板按照顺槽断面掘进，待顺槽掘进完成施工顺槽机头硐室时，再根据机电部提供的顺槽皮带机制图重新设计，然后炮掘挑顶、扩帮和起底。创新改进后工作面设计时机头硐室与顺槽同时设计、同时施工，顺槽机头硐室在施工过程中严格按照设计坡度掘进。跨辅运大巷时，把辅运大巷垫高与机头硐室底板高度一致，机头硐室大断面及驱动硐室及跨巷段、卸载联巷顶部采用连采机一次掘进成巷，再退机掘进卸载联巷下部，卸载联巷底板掘成50o的斜坡，便于卸载架的安装。较改进前的常规施工方法减少了二次挑顶、扩帮等炮掘工程，巷道成型好，支护质量高，施工速度快，降低了支护成本。
2.2统筹创新设计联巷功能，减少密闭的二次拆除和砌筑
连采机双巷掘进，为满足长距离通风的要求，胶运顺槽进风，辅运顺槽回风，需要对联巷进行封闭。根据整个掘进过程中联巷的用途及功能不尽相同，把联巷分为行车联巷、安装风机的调节联巷、临时封闭联巷、永久封闭联巷、自救器中转（或者临时避难硐室）联巷。把行车联巷、风机调节联巷、自救器中转联巷，前期视作临时联巷，每连续2个永久封闭联巷布置1个临时封闭联巷。永久封闭联巷，密闭墙按永久密闭技术质量要求一次施工到位，工作面回采后不再二次砌筑。其他临时封闭联巷的密闭墙，按临时密闭的技术要求砌筑，工作面贯通后及时拆除，方便工作面的安装和回采，工作面回采到位后，进行二次永久封闭。
2.3后退挑顶过断层方案
后退挑顶法是在掘进施工揭露断层时，根据超前探查的地质资料分析出巷道即将进入断层上盘时，提前利用断层及掘进巷道的相关资料和计算公式计算出巷道需要挑顶起坡的高度及挑顶开口的置，使巷道掘进至断层位置时巷道的顶部恰好能与断层面下盘的煤层顶板处于同一位置。由于矩形巷道在巷帮与顶板交接处易产生应力集中，且在经过断层时更易发生冒顶现象，不利于巷道的掘进和支护。因此，计划将原先设计的矩形断面更改为半圆拱形断面，初次支护为“注浆锚索+金属网+锚杆+初喷混凝土”，二次支护设计为“U型钢支架+复喷混凝土”。将顺槽巷道的断面尺寸更改为：原矩形巷道的下半部保持不变，上半部分改为半圆形，即巷道掘宽不变，掘高改为2.2+1.5=3.7m。此支护方案有以下优点：初次支护中，通过注浆锚索向四周围岩体注入水泥浆液，既使得锚索的支护作用大大提高，而且在围岩体中扩散的水泥浆液也会与围岩体粘结为一体，使得围岩体的承载能力和稳定性都有所提高，增强巷道支护效果。初支中的“金属网+锚杆”支护，结合复支中的U型钢支架支护，使得巷道的变形能够在很大程度上得到控制，进一步提高了围岩体的承载力和稳定性。
2.4施工技术
当巷道掘进方向与断层走向垂直时，巷道两帮水平应力较小，可减少应力集中现象的发生，对巷道支护有利，因此巷道掘进应尽量选择与断层走向垂直的方向。在断层处易发生冒顶即底板塌陷情况，因此应加强支护。
3、煤矿顺槽掘进施工的变形量监测分析
为了确定某回风顺槽的支护效果，在左帮、右帮和顶板布置测点，进行周边收敛位移量监测。经过观测，巷道收敛变形基本趋于稳定。巷道支护前期收敛变形量较大，变化速率也较快，后期收敛变形较小，收敛速率明显变小，总体变形趋于稳定。左帮、右帮和顶板的收敛变化规律基本一致，均在观测17d后达到了稳定状态。在17d的观测过程中，没有发现巷道出现开裂、剥落等现象，说明采用的支护结构可以满足顺槽支护的要求，支护后巷道结构稳定。
结束语
总而言之，回风顺槽掘进工作面巷道过断层时，可以使巷道掘进至断层位置时巷道的顶部恰好能够与断层面下盘的煤层顶板处于同一位置，保证顺利过断层。在过断层施工过程中，采用锚（杆）索联合支护和壁后注浆加固的方式对巷道进行加强支护。经过模拟及实测发现，此种支护设计方案能够达到支护要求，巷道变形量在允许范围内，能够保证掘进工作面安全顺利通过其断层。
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