2021年第2期2021年2月
煤炭资源是不可再生资源。经历多年的持续回采后，浅层易开采煤炭资源已日渐枯竭。这使得埋藏深且赋存条件差的煤炭资源逐渐成为开采的主要对象，也使得一些巷道不得不布设于弱富水性地质构造中。这种情况下一旦无法进行有效防治，便会造成巷道顶板淋水，进而使得围岩状况恶化，从而威胁生产安全。因此，需针对井下巷道顶板淋水问题进行研究，总结针对性的防治措施，从而为矿井生产持续开展提供支撑。 1工程概述
A 矿井下9301作业面位于井下第三采区，主采9#
煤层，煤层埋深均超过500m ，整个作业面沿煤层走向施工，其走向长度为200m ，倾向长度为1500m ，采用综采放顶工艺。93012巷道为9301作业面回采巷道，主要用于行人及通风，巷道截面尺寸（高×宽）为3000mm ×4500mm ，采取“锚网梁+锚索支护”的方式，其中巷道顶板布设直径20mm 、长度2000mm 的高强度螺纹钢锚杆，每排布设5根，布设间排距为900mm ×1000mm ，除外侧锚杆同竖直方向呈15°夹角，其余锚杆均垂直于顶板。锚索分别在距离顶板中心900mm 的左右两侧各布设1根，布设 排距为1000mm ，所用锚索为直径17.8mm 、长度6300mm 的预应力钢绞线锚索。同时巷道帮部以1000mm ×1200mm 的排间距布设锚杆（型号同顶锚杆相同），每排3根，最上方锚
杆同顶板间隔300mm 。图1为巷道支护断面示意图。
φ.直径；L .长度。
图1巷道支护断面示意图
整条巷道在掘进至750m 处时揭露1个弱富水性区域，受其影响的巷道长度预计可达160m ，该区段巷道顶板存在显著淋水，造成锚网索腐蚀严重，多次翻修，影响使用安全，需采取针对性防治措施。
2巷道顶板淋水来源
根据现场实测和以往的水文地质资料分析，93012巷道顶板淋水主要水源为地面河流水补充和大气降水，同时顶板岩层深处存在灰岩含水层，也对顶板淋水造成一定的影响。加之淋水段巷道顶板条件较差，使得其在掘进扰动影响下裂隙发育，从而形成导水裂隙带，为顶板淋水的发生提供便利[1-2]。
收稿日期：2020-09-15
作者简介：于晨，1991年生，男，山西洪洞人，2013年毕业于山西大同大学测绘工程专业，助理工程师。
井下巷道顶板淋水分析及防治
于
晨
（霍州煤电集团云厦建筑工程公司防治水工程技术分公司，山西霍州031400）
摘要：结合具体工程实际，在分析巷道顶板淋水来源的基础上，对巷道围岩变形破坏原因做出探究，并提出了巷道
顶板淋水防治措施，最后对其实际应用效果做出总结。结果表明，所设计的顶板淋水防治措施能有效控制顶板淋水，为矿井生产的安全开展提供有效保障。
关键词：矿井；巷道；顶板淋水；淋水来源；防治措施中图分类号：TD745文献标识码：A 文章编号：2095-0802-(2021)02-0059-02
Analysis and Prevention of Roof Water Sprinkling of Underground Roadway
YU Chen
(Water Control Engineering Technology Branch Company,Yunxia Construction Engineering Co.,Ltd.,Huozhou Coal Electricity
Group,Huozhou 031400,Shanxi,China)
Abstract:Combining with the actual engineering practice,based on the analysis of the source of the roadway roof sprinkling water,this paper explored the reasons for the deformation and failure of the roadway surrounding rock,and proposed the roadway roof sprinkling prevention measures.Finally,the actual application effects were summarized.The results showed that the designed roof water spray prevention measures can effectively control roof water sprinkling,which can provide effective guarantee for the safe development of mine production.
Key words:mine;roadway;roof sprinkling;source of sprinkling water;prevention
measures
（总第185期）能源研究
预应力钢绞线锚索（φ17.8mm ×L 6300mm ）
裂隙水
高强度螺纹钢锚杆（φ20mm ×L 2000mm ）
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2021年第2
期2021年2月
3巷道围岩变形破坏原因
a)顶板淋水主要来源于地面河流水流补充和大气降水，加之顶板岩层深处存在灰岩含水层，使得巷道围岩强度整体较弱，在采动影响下容易形成裂隙通道，为淋水造成先决条件；b)在巷道上部直接顶中存在厚度3m的泥岩层，该岩层强度整体较低，矿物组成中存在较多的高岭石和白云母，一旦遇水极易膨胀软化，从而使得巷道变形破坏加速；c)巷道顶板锚杆索在顶板淋水的持续作用下，锚固力持续降低，无法对顶板构成有效支护；d)巷道原支护体系支护强度较低，支护体系无法对围岩形成有效的承载，加之顶板锚杆索布设位置偏浅，无法构成有效的加固组合，支护效果不理想；e)在作业中未能及时对顶板淋水进行外排[3-5]。4巷道顶板淋水防治措施
a)为实现对顶板裂隙水及灰岩层含水的及时排放，在巷道掘进期间提前布设排水钻孔，排水钻孔呈扇形分布，其垂距不超过1500mm，平距固定为3000mm，单个钻孔直径75mm。为确保实现对顶板岩层水的充分疏排，排水孔应采取浅部岩层和深部岩层交替布设的方式，并充分结合裂隙带发育情况确定终孔深度。整体划分为3个档次，排水孔最深为60m，其次为50m，最浅为30m，各个钻孔同巷道轴向夹角应控制在20°~ 60°之间。所用止水套管全部为PVC（聚氯乙烯）材质。图2为排水钻孔布设示意图。
图2排水钻孔布设示意图
b)针对巷道原本的支护方案进行优化调整，将原巷道顶板锚杆布设排距减小至900mm，锚杆长度增加至2500mm，锚杆直径增大至22mm；顶板预应力钢绞线锚索布设排距减小至900mm，锚索长度增加至7000mm，锚索直径增大至21.6mm。同时巷帮锚杆数量增加至每排4根，布设排间距调整为900mm×800mm。此外，将所有锚杆预紧力全部增加至85kN，将所有锚索预紧力增加至170kN。图3为巷道支护优化后断面示意图。
c)在巷道掘进作业中若遭遇顶板破碎带，则需采取注浆加固的方式对破碎带岩体进行加固。注浆材料应选用马丽散，该材料不仅黏度低且渗透性强，具有良好的抗压性能且不溶于水，可实现对裂隙水的快速
封堵。作业时其注浆压力应不超过3MPa，单个注浆孔的深度和直径则需根据现场实际情况予以确定。
d)在巷道掘进通过富水岩层影响区域后可恢复原支护方案，以节约成本[6]。
图3巷道支护优化后断面示意图
5工程实际应用效果分析
在优化后的巷道内布设监测站，对巷道围岩变形情况进行了1个月的监测。监测结果显示，通过采取相对应的防治措施，93012巷道巷帮移近量不超过70mm，巷道顶板下沉量最大不超过50mm，锚孔（索）单眼涌水量自原来的7.5m3/h减小至1.4m3/h，缩减幅度超过80%，这充分表明通过采取针对性的防治措施，实现了对顶板淋水现象的有效防治，提升了巷道围岩的稳定性和有效性，确保了巷道作业安全。
6结语
顶板淋水现象作为煤矿井下回采中一种较为常见的现象，一旦未能及时采取有效措施进行防治，便会对矿井巷道的持续安全使用造成影响，影响生产作业安全。因此矿井管理者必须高度重视相关问题，在生产生活中积极组织专业技术力量，开展针对性的分析探究，总结行之有效的巷道顶板淋水防治措施，实现对顶板淋水的有效防治，从而为矿井生产的持续有效开展提供坚实保障，推动矿井生产综合
效益的持续增加。
参考文献：
［1］郭宁远.荆宝煤矿回采巷道顶板淋水治理措施［J］.江西煤炭科技，2020(3)：195-197.
［2］赵华全，王伟，王海川，等.厚层泥岩淋水顶板过断层锚注架联合支护技术［J］.陕西煤炭，2020，39(3)：133-136.
［3］张江利.构造破碎带大巷顶板淋水注浆封堵技术［J］.煤矿安全，2020，51(3)：75-78.
［4］郭亚欣，宋选民.积水采空区下淋水顶板巷道失稳机理研究［J］.
煤炭科学技术，2019，47(11)：36-43.
［5］孙健新.软弱煤岩复合顶板巷道破坏机理与支护技术［J］.煤矿安全，2019，50(9)：96-100.
［6］王晓东.破碎淋水顶板煤巷锚索网带联合支护技术［J］.山东煤炭科技，2019(5)：43-44.
（责任编辑：高志凤）
允许掘进距离超前距安全外围线
安全外围线
预应力钢绞线
（φ21.6mm×L7000mm）
高强度螺纹钢锚杆
（φ22mm×L2500mm）
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