摘要：综采工作面两巷，尤其是沿空回采巷道的支护与管理技术，是实现矿井安全高效的关键因素之一，为综采工作面安全快速回采提供了有利条件。为了减少煤炭资源的损失，该矿综采工作面一巷或两巷长期出现沿空巷道，因受采动压力影响，沿空巷道变形严重，直接影响工作面安全快速回采，基于锚梁网支护沿空巷道的综合治理技术，取得了较好的效果。
关键词：沿空回采巷道；支护；管理
基于工作面的沿空巷道小煤柱留设研究甚少，工作面沿空巷道掘进时，沿空侧的煤体在采空区侧向支承压力的作用下，煤体变得破碎，支护难度加大，在实际工程中易出现前掘后坏、前掘后修的情况，掘进面常常停滞不前，对施工进度及巷道安全带来极大影响。沿空留巷是将工作面后方要报废的回采巷道通过技术途径保留下来的一种支护技术。该技术具有煤炭回收率高、巷道掘进率低、排矸少以及可缓解采掘接替紧张等诸多优点，在技术与经济等方面都取得了显著效果。
一、沿空掘巷围岩结构力学模型及失稳机理
某矿井矿两翼两面同采，工作面推进速度快，为确保接替及减少煤炭资源损失，综采工作面一巷或两巷将长期出现沿空巷道，因受采动压力影响，沿空巷道变形严重，直接影响工作面的安全快速回采，如何加强沿空巷道的支护与管理，确保安全生产，实现矿井安全高效，是该矿必须解决的重要课题之一。
1、采场应力分布。沿空煤体侧向支承压力主要分为内应力场的破碎区和塑性软化区，外应力场的塑性硬化区和弹性压缩区， 如图所示。
（1）内应力场破碎区：靠采场的最内侧，裂隙极其发育且碎裂程度高，承载能力低，变形大，大部分已基本丧失 了支撑能力。
（2）内应力场塑性软化区： 位于破碎区与高应力区之间。 由于破碎区不具备承载能力， 支承压力向实体煤侧转 移， 煤体已进入塑性软化阶段， 由于区段的回采， 促使围 岩顶底板回转形成了煤体经历弹性变形向塑性硬化阶段的 发展，并形成了一定的应力集中。巷道受到一定程度变形 压力的影响，形成了明显的内应力场塑性软化区分布范围。
2、小煤柱沿空掘巷失稳机理。沿空巷道顶板下沉主要由巷道开掘顶板向巷道的弹塑性位移和上覆岩层重力的作用两部分组成。 使得两帮煤壁向煤体逐渐进入塑性状态，两帮围岩不断地向巷道内侧发生坍塌破碎，加大了顶板的弯曲下沉。在回采动压的作用下，煤体大部分已进入塑性状态，实体煤侧和沿空侧两帮 的承载能力丧失严重，因而承受顶板离层、回转、弯曲下沉带来的高应力集中， 致使两帮煤体整体破碎，迅速加大了巷道顶板的弯曲下沉，如果此时顶板及两帮的支护结构整体刚性不够强，又不采取任何有效的支护方案，便加剧了矩形煤层巷道的围岩变形破坏过程和机理。小煤柱沿空掘巷失稳机理如图所示。
3、沿空掘巷围岩结构力学模型。1223工作面的采空，直接顶发生垮落，与其上 方的老顶发生离层。上区段工作面老顶以实体煤侧为固支点，在侧向煤体内断裂，以煤体之上的断裂线为轴，发生回转或弯曲下沉，形成岩块的铰接结构。 在工作面端头老顶垮落破断线呈弧形， 形成弧形三角块。 铰接结构的稳定性与直接顶的冒落和老顶岩梁的裂断参数关系密切。块体上区段工作面采空侧的弧三角块； 沿空帮的块体上区段采空的断裂块； 实体煤帮的块体本区段工作面上方的老顶岩梁。在超前支承压力和侧向支承压力叠加作用下，小煤柱沿空掘巷工作面回采影响阶段。因此，沿空掘巷要将顶底板、 小煤柱和实体煤支护作为一个有机整体考虑，才是实现小煤柱沿空掘巷的成功之路。沿空掘巷三角块结构力学模型如图所示。
通过对该煤矿1223工作面实际情况，可以采取小煤柱沿空送巷的方式，在内应力场掘进，避开支承压力峰值区， 减少巷道维护量。
二、梁网支护沿空巷道围岩变形治理技术
1、锚梁网支护段
(1)采动对工作面前方巷道的影响范围在80m以内，明显影响在工作面前方28m以内，压力峰值在工作面前方18m左右，巷道变形量最大在工作面前方lOm以内。
(2)巷道顶底板相对移近量和移近速度明显大于两帮移近量和移近速度，顶底板累计最大移近量为1756mm，顶底板最大移近速度为445mm／d，主要是巷道底鼓量大，顶板下沉量较小；两帮累计最大移近量为1024mm，最大移近速度为253mm／d，两帮移近量中主要是煤柱侧煤体向巷内移近；尤其距工作面lOm以内时，巷道底鼓变形和两帮移近速度明显增大，围岩变形速度煤柱侧大于煤体侧；巷道内增打的点柱全部折断，巷道断面由原来13.5 m2缩小到3.3 m2，收缩率达75．6％。
2、锚梁网支护+顶板锚索段。锚梁网支护沿空巷道在工作面回采过程中，因受超前压力影响，巷道围岩变形严重，巷道断面已经不能满足工作面的运输、通风、行人等要求，为了确保工作面安全生产，对200 m沿空巷道补打两排锚索，锚索长6．3m，锚索间距0．8X1.2mm；该段顶底板及两帮相对移近量观测结果为：
(1)工作面上出口向外22 m范围内，围岩变形速度增加，上出口向外10 m以内，巷道变形量较严重，巷道变形主要因素是底鼓量大。
(2)顶板锚索加固后，采动影响严重段，巷道断面大多保持在5～7 m2，断面收缩率为48％～63％。通过对顶板进行加固，锚索控制顶板离层、冒落，对减轻巷道围岩变形起了一定的作用，但工作面安全生产仍受到一定影响。
3、锚梁网支护+顶板锚索+底脚锚杆段。沿空巷道加打顶板锚索仍不能较好解决巷道变形，针对这一情况，对另200 m巷道在原加打顶板锚索的基础上，采用沿巷道煤柱侧的底板使用W钢带和锚杆补打一排锚杆加固巷道底板，锚杆长度为2．5 m，锚杆间距为800 mm，锚杆与水平面夹角为45。，通过对该段顶底板及两帮相对移近量观测，结果为：
(1)采动对工作面前方剧烈影响范围在工作面前方10 m以内，明显影响范围在20 m内。巷道顶底板移近量控制在1000 mm以内(巷道变形主要为底鼓量大)，两帮移近量控制在800 mm以内，巷道高度保持在2200 mm以上，宽度保持在3400 mm以上，断面保持在7．5 m2以上，断面收缩率在44％以下，基本保证了工作面通风断面和满足安全生产需求。
(2)沿空巷道加打顶板锚索及底脚锚杆，仍不能很好解决巷道变形，特别是不能有效控制巷道底臌，1223工作面沿空巷道在回采前通过对巷道顶底、煤柱的锚注加固，有效地控制了巷道底鼓和两帮移近量，采动对工作面前方剧烈影响范围在工作面前方10 m以内，巷道顶底板移近量控制在800 mm以内(巷道变形主要为底鼓量大)，两帮移近量控制在600 mm以内，巷道高度保持在2400 mm以上，宽度保持在3600 mm以上，断面保持在8．6 m2以上，断面收缩率在36％以下，保证了巷道通风断面和满足安全生产需求。
结论
(1)沿空巷道在锚梁网支护状况下，工作面回采过程中，因受采动超前压力作用，顶底下沉、底板鼓起、两帮移近量大，巷道变形严重，严重制约工作面生产。
(2)沿空巷道在锚梁网支护+顶板锚索段+底脚锚杆状况下，采动对工作面前方影响得到了控制，顶底下沉、底板鼓起、两帮移近量均减小，保证了巷道通风断面，基本满足了安全生产的需求。
(3)沿空巷道在锚梁网支护+底板锚杆+煤柱加固状况下，巷道虽受采动超前压力作用，但巷道顶底下沉、底板鼓起、两帮移近量明显减小，满足了安全生产的需求。
参考文献：
[1] 张磊，樊园杰．大同矿区浅埋深坚硬顶板爆破弱化防冲技术研究［J］．广西大同大学学报(自然科学版)，2018，30(02)．
[2] 许永祥．特厚煤层大采高综放面沿空掘巷技术研究［J］．河南理工大学，2017．
[3] 周林生．深并综放开采沿空巷道变形破坏特征与围岩控制技术研究［J］．山东科技大学，2017．
[4] 樊克恭，翟德元．巷道围岩弱结构破坏失稳分析与非均称控制机理 ［Ｍ］． 北京： 煤炭工业出版社，2018．