贾杨帆
（潞安化工集团温庄煤业有限公司，山西 长治 046300）
潞安化工集团温庄煤业有限公司15103 工作面位于15 号煤层一采区西部，工作面西部为实体煤，东部为15102 工作面采空区，北部为15 号煤层开拓巷道，南部为井田边界，走向推进长度1012 m，工作面长度为235 m。开采的15 号煤层厚度平均4.6 m，煤层倾角3°～10°，顶底板岩性见表1。
表1 15#煤层顶底板岩性表
15103 工作面已回采至482 m 处，回采至473 m 处时位于工作面25#～47#支架前方煤体出现煌斑岩侵入，侵入区域主要集中在顶板上方以及下方1.5 m 范围内，煌斑岩主要以块状为主；
工作面回采至475 m 处时，该区域顶板开始出现破碎现象，且伴随着煤壁片帮；
当工作面回采至478 m 处时位于31#～34#支架前方端面顶板出现冒漏；
当工作面回采至482 m 处时冒漏区沿工作面走向宽度达3.4 m，沿倾向宽度达4.1 m，冒漏深度为2.4 m。通过现场观察分析，工作面端面冒顶原因主要表现在以下几方面：
（1）煤岩体硅化影响。15103 工作面在煌斑岩侵入后，煌斑岩附近煤岩体严重硅化，主要表现在煤体成流沙状，岩体成破碎颗粒状，煤岩体平均抗压强度不足20 MPa，稳定性差。当工作面回采至煌斑岩区域时，在回采应力作用下位于煌斑岩附近煤壁岩体垮落，造成端面距加大，顶板冒漏。
（2）回采工艺影响。15103 工作面回采煤层厚度为4.6 m，工作面采用一次采全高回采工艺，工作面回采至煌斑岩区域时，由于煌斑岩为块状结构，随着工作面落煤，煌斑岩岩块随之垮落，导致工作面端面加大，且顶板不平整成坑洼状。
（3）支护效果差。工作面回采至煌斑岩侵入区时，由于顶板不平整，且顶板破碎垮落，造成在该区域支架初撑力及工作阻力不足现象。通过现场观察发现，工作面回采至480 m 处时35#～47#支架平均工作阻力不足75%，从而导致围岩在应力作用下出现剪切破坏，降低了顶板承载能力以及煤柱支承强度。
基于15103 工作面端面顶板冒漏机理，决定对冒漏区围岩进行注浆加固[1-5]，提高冒漏区围岩胶结稳定性以及内摩擦角，再对高冒区采取人工假顶进行填充，防止有害气体积聚。
3.1 新型无机注浆材料加固
由于传统的有机注浆材料如聚氨酯、马丽散、雷特因等成本费用高且反应产物有毒，注浆过程中水化反应属于放热反应，在封闭空间注浆时很容易出现煤层自燃，所以决定对15103 工作面冒漏区采用新型无机注浆材料进行加固。
（1）注浆材料成分。新型无机注浆材料主要由超细硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰以及辅助性材料等部分组成，其中辅助性材料主要由减水剂、缓凝剂、增稠剂、速凝剂等部分组成，各成分配比见表2。
表2 新型无机注浆材料各成分配比表
（2）钻孔布置参数。分别对冒漏区内以及附近围岩布置注浆钻孔，冒漏区内共计布置5 个注浆孔，钻孔深度为3.0 m，直径为45 mm，钻孔均匀布置在冒漏区围岩上；
冒漏区以外钻孔布置在冒漏区前方煤壁上（31#～34#支架前方），共计布置6 个注浆孔，孔深为5.0 m，间距为2.0 m，钻孔布置仰角为45°。
（3）注浆顺序：安装注浆管→封孔→连接注浆泵→开启注浆泵。先对冒漏区进行注浆，后对附近岩体进行注浆，注浆压力为5.0 MPa。
3.2 人工假顶施工
3.2.1 铺设柔性网
由于冒漏区围岩破碎严重，采用单一锚杆（索）支护以及铺设钢筋网时支护效果差、支护难度大，决定对冒漏区表层围岩采用柔性纤维网进行维护控制。
铺设柔性纤维网长度为10 m，宽度为5.0 m，柔性网采用宽度为50 mm 纤维带交错编制而成，网格长度及宽度为100 mm，纤维网纵向抗拉强度为500 MPa，横向抗拉强度为400 MPa。柔性网将冒漏区内围岩全部包裹，并在冒漏区内采用锚杆进行固定。
3.2.2 人工假顶施工
（1）冒漏区内柔性纤维网铺设完后，在31#～34#支架前方端面顶板施工三架锚索吊棚，锚索吊棚长度为5.0 m，吊棚与支架顶梁平行布置，每架锚索吊棚主要由一根工字钢梁以及两根长度为4.5 m、直径为17.8 mm 锚索组成。锚索吊棚施工后保证钢梁与工作面之间顶板预留0.2 m 间隙，吊棚布置间距为1.5 m。
（2）两架锚索吊棚施工完后，在其上方铺设钢筋网、风筒布（预留施工口，便于施工人员架顶）；
然后在上覆依次铺设道木搭设木垛，道木长度为2.0 m，宽度为0.3 m，冒漏区内共计铺设两组木垛，木垛内道木成“井”字型布置，如图1。
图1 15103 工作面冒顶区联合支护技术平面示意图
（3）冒顶区内木垛架设完后必须保证道木与顶板接触严实，最后采用张拉机具对三架锚索吊棚进行预紧。假顶施工完后对假顶区安装注浆软管并对四周遮蔽严实，然后进行罗克休填充，确保假顶区间隙完全被封堵。
15103 工作面已过冒漏区，通过对冒漏区采取注浆、人工假顶联合支护后取得了显著应用成效：
（1）对工作面区采取新型无机注浆材料加固后，减少了水化反应过程中放热量，降低了注浆施工成本费用；
同时，新型无机注浆材料与传统有机注浆材料相比，结矸率提高了1.5 倍，凝固体抗压强度提高1.2 倍。
（2）相比单一锚杆（索）支护，人工假顶具有很好让压效果。对冒顶区施工人工假顶后，冒漏区得到了完全填充，实现了冒漏区岩体与假顶胶结为一体，避免了冒顶区瓦斯积聚、煤体自燃现象。
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