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前言
孤岛工作面及其周围巷道应力集中程度高，且在临近采空区顶板活跃阶段顶板运动较剧烈，其工作面两巷的布置及支护方式对于安全开采尤其重要。文章以潘津工业煤矿2203孤岛工作面沿空掘巷为施工技术背景，结合该矿的具体生产条件，确定了合理的支护方式和参数，采用锚网索带联合支护设计，制定了行之有效的矿压观测技术保障措施，解决了孤岛工作面的掘进和开采难题，确保巷道服务期间的安全稳定，尽可能减少煤炭资源的损失，为类似条件下的支护设计提供了参考依据。
一、概述
潘津工业煤矿设计生产能力为90万吨/年，目前正在回采首采区22号煤层，该采区为一单翼下山采区，共布置4个采煤工作面，依次为2201、2202、2203、2204综采工作面。2202综采工作面为首采工作面，2204综采工作面为备采工作面，2203综采工作面为22号煤采区唯一一个孤岛工作面，因此掘进期间采取合理有效的支护形式，对减少顶板事故保障安全生产提高资源回收，具有较大实际意义。
二、地质条件及工程概况
22#煤层結构简单，煤层倾角12°～18°，平均15°，煤厚1.96～5.70m，平均煤厚3.9m，属层位稳定的中厚煤层。顶板为粉砂岩、细砂岩，灰色粉砂岩为直接顶板，胶结致密，细砂岩顶板胶结好。底板为粉砂岩，钙泥质胶结，性脆。根据煤层顶、底板岩石物理力学试验测试，天然状态下，煤层顶板单项抗压强度在11.00～34.70Mpa之间，底板在8.60～21.60Mpa之间，饱和状态下，煤层顶板单项抗压强度在0.30～7.50Mpa之间，底板在0.50～12.00Mpa之间。2203采煤工作面上下巷沿煤层顶板布置，埋藏深度为-123m～-242m，工作面走向长度为1200m，倾向长度为100m。北距2202采空区留设煤柱间距为8m，南距2204采煤工作面留设煤柱间距为8m。2203上巷为不规则断面，净宽3400mm，净高2700mm;2203下巷前70m为皮带机头段，不规则断面，净宽4000mm，中心净高2800mm，施工70m之后，变更3400mm依据不规则断面进行施工，净高2600mm。
三、支护技术方案
结合煤矿开采方法要求，沿空掘巷的位置应避开固定支撑压力影响较大的区域，并且要求在采空区上覆岩层垮落稳定之后才能开始掘进。一般情况下掘进与上区段采煤工作面之间的间隔时间不少于3个月，通常为4～6个月，个别情况要求8～10个月，坚硬顶板比软顶板所需间隔时间要长一些。2203上巷开口与2202工作面开采结束间隔为2个月，采空区垮落不稳定。2203下巷开口期间2204综采工作面已安装完毕，预计掘进至600m时与2204综采工作面交汇，该巷道前600m为实体煤掘进。控制围岩变形总体技术思路为：根据围岩情况，采用锚网索带联合支护，并对支护承载结构薄弱部位采取工字钢+预应力锚索加强支护，提高“支护—围岩”承载结构的结构稳定性，从而有效控制巷道围岩的强烈变形，保证巷道长期稳定。顶板支护：采用高强锚杆、预应力锚索、钢带、钢筋网。帮部支护：大部采用普通锚杆、菱形铁丝网。帮部加强支护：当2204综采工作面与2203下巷交汇后对围岩变形区段采用工字钢+预应力锚索联合支护对煤体进行进一步加固，改善巷道的围岩情况，提高岩体的完整性，提高围岩自承载能力。
四、巷道具体支护参数
（一）帮部加强支护参数。锚索梁布置在2203下巷下帮，沿第二根帮部锚杆走向平行布置。帮部锚索梁间距为2000mm。采用一梁一索，长度为500mm。锚索梁采用矿用11号工字钢加工。锚索采用规格为Ф15.20mm的钢绞线加工，长度为3000mm，拉伸强度为1860Mpa，破断负荷为275KN，伸长率Lo≥4.3%，松弛率≤2.5%，每根锚索使用MSCK2350锚固剂四支，锁具规格为KM15-1860。锚索采用MS15-180型锚索张拉器加压时压力表读数≥31.5MPa。
（二）巷道支护参数。1、顶部支护方式。顶板支护方式为锚网带索。使用规格为Φ20×L2000mm的高强锚杆，每根锚杆使用MSCK2350锚固剂两支。使用LDZ-200型锚杆拉力计测试时，压力表读数≥19MPa。使用扭矩扳手测试高强锚杆时，读数≥150N·m。上巷使用钢带规格为3400×70mm，下巷钢带规格为4200×70mm，采用Φ16mm圆钢双面焊接。锚索沿巷道正中呈三花布置，间距3000mm，距采空区侧帮部均为500mm。锚索采用规格为Ф15.20mm的钢绞线加工，拉伸强度为1860Mpa，破断负荷为275KN，伸长率Lo≥4.3%，松弛率≤2.5%，长度为3000mm，每根锚索使用MSCK2350锚固剂四支，锁具规格为KM15-1860。锚索采用MS15-180型锚索张拉器加压时压力表读数≥31.5MPa。每根锚索使用MSCK2350锚固剂四支。顶部挂钢筋网，采用Ф4.5mm钢筋焊接而成，钢筋网规格长×宽为2000×1000mm2、帮部支护方式。两帮支护方式为锚网。锚杆使用规格为Φ16×L1600mm的普通锚杆，每根锚杆使用MSCK2335锚固剂两支。使用LDZ-200型锚杆拉力计检测Φ16×L1600mm普通锚杆时，压力表读数≥14MPa。使用扭矩扳手测试Φ16×L1600mm普通锚杆螺母扭矩时，扭矩力读数≥100N·m。帮部挂钢丝网，钢丝网规格为50000×900mm。
五、设备保障措施
沿采空区掘进巷道时，为减少围岩受爆破震动影响，该工作面上、下顺槽均采用机掘施工工艺，投入EBZ132型悬臂式掘进机进行掘进，有效减少了爆破震动对围岩稳定性的影响。
六、巷道围岩移近量观测分析
巷道掘进期间在2203上、下巷每个100m安装一组LBY-3型顶板离层仪监测顶板岩层分离时所产生位移量，同时在2203下巷每隔50m设置一组移近量监测站，跟踪加强观测围岩及两帮的变形规律。1、2203上巷顶板联合支护形式对顶板控制效果良好，顶板离层值较小，巷道掘进后期2203上巷顶板离层值最大为5mm，随着掘进不断推移，顶板离层值保持6mm的离层值，说明支护方式和支护参数的选择很合理，很好控制了顶板离层，且基本未出现巷道底鼓现象。2、2203下巷巷道掘进后期顶板离层值最大为5mm，随着掘进不断延伸，尤其在2203下巷与2204采煤工作面在600mm左右交汇处，顶板离层量和两帮移近量变化明显，其中顶板离层量最大达57mm，最终控制在57mm。巷道下帮最大移近量在53mm，上帮最大移近量在27mm。3、巷道掘进后2203下巷底鼓量很大，最终巷道底鼓量达300mm，顶、底变形主要以巷道底鼓为主。
七、结语
通过掘进期间围岩变形情况得出，巷道掘进在与回采工作面交汇前，必须采取措施加强支护方可加强顶板及两帮管理。对2203孤岛工作面通过采用基本锚网索带，特殊地段采用帮部锚索梁支护技术，有效的增加了巷道围岩强度，提高了承载结构性能，矿压观测数据观测表明，巷道顶、底板及两帮变形均得到良好的控制，完全满足回采需要。
孤岛工作面及其周围巷道应力集中程度高，且在临近采空区顶板活跃阶段顶板运动较剧烈，其工作面两巷的布置及支护方式对于安全开采尤其重要。文章以潘津工业煤矿2203孤岛工作面沿空掘巷为施工技术背景，结合该矿的具体生产条件，确定了合理的支护方式和参数，采用锚网索带联合支护设计，制定了行之有效的矿压观测技术保障措施，解决了孤岛工作面的掘进和开采难题，确保巷道服务期间的安全稳定，尽可能减少煤炭资源的损失，为类似条件下的支护设计提供了参考依据。
一、概述
潘津工业煤矿设计生产能力为90万吨/年，目前正在回采首采区22号煤层，该采区为一单翼下山采区，共布置4个采煤工作面，依次为2201、2202、2203、2204综采工作面。2202综采工作面为首采工作面，2204综采工作面为备采工作面，2203综采工作面为22号煤采区唯一一个孤岛工作面，因此掘进期间采取合理有效的支护形式，对减少顶板事故保障安全生产提高资源回收，具有较大实际意义。
二、地质条件及工程概况
22#煤层結构简单，煤层倾角12°～18°，平均15°，煤厚1.96～5.70m，平均煤厚3.9m，属层位稳定的中厚煤层。顶板为粉砂岩、细砂岩，灰色粉砂岩为直接顶板，胶结致密，细砂岩顶板胶结好。底板为粉砂岩，钙泥质胶结，性脆。根据煤层顶、底板岩石物理力学试验测试，天然状态下，煤层顶板单项抗压强度在11.00～34.70Mpa之间，底板在8.60～21.60Mpa之间，饱和状态下，煤层顶板单项抗压强度在0.30～7.50Mpa之间，底板在0.50～12.00Mpa之间。2203采煤工作面上下巷沿煤层顶板布置，埋藏深度为-123m～-242m，工作面走向长度为1200m，倾向长度为100m。北距2202采空区留设煤柱间距为8m，南距2204采煤工作面留设煤柱间距为8m。2203上巷为不规则断面，净宽3400mm，净高2700mm;2203下巷前70m为皮带机头段，不规则断面，净宽4000mm，中心净高2800mm，施工70m之后，变更3400mm依据不规则断面进行施工，净高2600mm。
三、支护技术方案
结合煤矿开采方法要求，沿空掘巷的位置应避开固定支撑压力影响较大的区域，并且要求在采空区上覆岩层垮落稳定之后才能开始掘进。一般情况下掘进与上区段采煤工作面之间的间隔时间不少于3个月，通常为4～6个月，个别情况要求8～10个月，坚硬顶板比软顶板所需间隔时间要长一些。2203上巷开口与2202工作面开采结束间隔为2个月，采空区垮落不稳定。2203下巷开口期间2204综采工作面已安装完毕，预计掘进至600m时与2204综采工作面交汇，该巷道前600m为实体煤掘进。控制围岩变形总体技术思路为：根据围岩情况，采用锚网索带联合支护，并对支护承载结构薄弱部位采取工字钢+预应力锚索加强支护，提高“支护—围岩”承载结构的结构稳定性，从而有效控制巷道围岩的强烈变形，保证巷道长期稳定。顶板支护：采用高强锚杆、预应力锚索、钢带、钢筋网。帮部支护：大部采用普通锚杆、菱形铁丝网。帮部加强支护：当2204综采工作面与2203下巷交汇后对围岩变形区段采用工字钢+预应力锚索联合支护对煤体进行进一步加固，改善巷道的围岩情况，提高岩体的完整性，提高围岩自承载能力。
四、巷道具体支护参数
（一）帮部加强支护参数。锚索梁布置在2203下巷下帮，沿第二根帮部锚杆走向平行布置。帮部锚索梁间距为2000mm。采用一梁一索，长度为500mm。锚索梁采用矿用11号工字钢加工。锚索采用规格为Ф15.20mm的钢绞线加工，长度为3000mm，拉伸强度为1860Mpa，破断负荷为275KN，伸长率Lo≥4.3%，松弛率≤2.5%，每根锚索使用MSCK2350锚固剂四支，锁具规格为KM15-1860。锚索采用MS15-180型锚索张拉器加压时压力表读数≥31.5MPa。
（二）巷道支护参数。1、顶部支护方式。顶板支护方式为锚网带索。使用规格为Φ20×L2000mm的高强锚杆，每根锚杆使用MSCK2350锚固剂两支。使用LDZ-200型锚杆拉力计测试时，压力表读数≥19MPa。使用扭矩扳手测试高强锚杆时，读数≥150N·m。上巷使用钢带规格为3400×70mm，下巷钢带规格为4200×70mm，采用Φ16mm圆钢双面焊接。锚索沿巷道正中呈三花布置，间距3000mm，距采空区侧帮部均为500mm。锚索采用规格为Ф15.20mm的钢绞线加工，拉伸强度为1860Mpa，破断负荷为275KN，伸长率Lo≥4.3%，松弛率≤2.5%，长度为3000mm，每根锚索使用MSCK2350锚固剂四支，锁具规格为KM15-1860。锚索采用MS15-180型锚索张拉器加压时压力表读数≥31.5MPa。每根锚索使用MSCK2350锚固剂四支。顶部挂钢筋网，采用Ф4.5mm钢筋焊接而成，钢筋网规格长×宽为2000×1000mm2、帮部支护方式。两帮支护方式为锚网。锚杆使用规格为Φ16×L1600mm的普通锚杆，每根锚杆使用MSCK2335锚固剂两支。使用LDZ-200型锚杆拉力计检测Φ16×L1600mm普通锚杆时，压力表读数≥14MPa。使用扭矩扳手测试Φ16×L1600mm普通锚杆螺母扭矩时，扭矩力读数≥100N·m。帮部挂钢丝网，钢丝网规格为50000×900mm。
五、设备保障措施
沿采空区掘进巷道时，为减少围岩受爆破震动影响，该工作面上、下顺槽均采用机掘施工工艺，投入EBZ132型悬臂式掘进机进行掘进，有效减少了爆破震动对围岩稳定性的影响。
六、巷道围岩移近量观测分析
巷道掘进期间在2203上、下巷每个100m安装一组LBY-3型顶板离层仪监测顶板岩层分离时所产生位移量，同时在2203下巷每隔50m设置一组移近量监测站，跟踪加强观测围岩及两帮的变形规律。1、2203上巷顶板联合支护形式对顶板控制效果良好，顶板离层值较小，巷道掘进后期2203上巷顶板离层值最大为5mm，随着掘进不断推移，顶板离层值保持6mm的离层值，说明支护方式和支护参数的选择很合理，很好控制了顶板离层，且基本未出现巷道底鼓现象。2、2203下巷巷道掘进后期顶板离层值最大为5mm，随着掘进不断延伸，尤其在2203下巷与2204采煤工作面在600mm左右交汇处，顶板离层量和两帮移近量变化明显，其中顶板离层量最大达57mm，最终控制在57mm。巷道下帮最大移近量在53mm，上帮最大移近量在27mm。3、巷道掘进后2203下巷底鼓量很大，最终巷道底鼓量达300mm，顶、底变形主要以巷道底鼓为主。
七、结语
通过掘进期间围岩变形情况得出，巷道掘进在与回采工作面交汇前，必须采取措施加强支护方可加强顶板及两帮管理。对2203孤岛工作面通过采用基本锚网索带，特殊地段采用帮部锚索梁支护技术，有效的增加了巷道围岩强度，提高了承载结构性能，矿压观测数据观测表明，巷道顶、底板及两帮变形均得到良好的控制，完全满足回采需要。