固，可以大大提高围岩承载力，改善围岩稳定性，同时注浆固结体良好的适应变形的能力，使其在相当大的变形范围内保持承载能力。实践表明，适时滞后注浆控制围岩效果显著，但由于水泥类材料与岩体的低粘结性能，注浆固结体并未从根本上改变破裂岩体的力学性能，它们的破坏形式和变形性能与含弱面的裂隙岩体类似。固结体强度较完整岩石仍相差较大，掘巷后即开展注浆不仅由于围岩破裂不充分，渗透性差而导致注浆困难，同时高地应力场中强烈的围岩应力调整也会将固结岩体破坏而失去加固作用，即注浆固结体的承载和变形能力仍是有限的，常由于采动影响和工程扰动而遭到破坏。因而利用注浆加固技术能够在一定程度上控制巷道围岩变形，但必须把握滞后注浆时机，并与其它支护技术相结合。 6.3.5 巷道围岩结构强化理论
①顶板的安全控制：通过高性能预拉力锚杆的高张拉力支护，完全克服松动岩体的自重，阻止了围岩的进一步松动，消除岩体松散变形，改善锚杆增阻性能，提高锚杆的支护能效；小孔径预拉力锚索则可以充分利用深部围岩的强度和稳定性，增大锚固范围，消弱层状顶板的剪切破坏作用，消除顶板的渐次离层和垮冒；利用巷道的特殊围岩结构和帮角稳定围岩区，采用小孔径预拉力钢绞线桁架系统强化顶板承载结构，确保顶板结构稳定。
②弱化区的补强：煤巷围岩层状赋存，两帮煤体是天然的软弱部位，由于赋存的不均匀性，煤巷客观上存在弱化区，必须针对性补强，减弱或控制这些区域的松动变形破坏，维护巷道围岩的整体承载性能。
③关键承载区的加强：在深井高地应力区开挖巷道，在采动应力场、湿度应力场和岩体结构的共同作用下，围岩由整体性压缩向局部性扩张转化，直到新的动态平衡，这些局部性扩张转化的区域就是关键承载区，比如顶板的中部、不规则断面的高帮中上部位等等。在这些关键承载区的动态变化过程中，巷道围岩力学行为和各个方面均表现出相应的特殊而复杂的特征。必须强化关键承载区的支护强度，促成支护围岩整体承载结构的形成或强化，以多层次的联合支护来实现支护体和围岩间的主动和被动的相互作用。
6.4 巷旁支护的作用
巷旁墙体砌筑随回采工作面的推进而间续逐段实施，其作用与工作面后方沿空留巷侧向顶板运动规律密切关联。顶板前期活动阶段以旋转下沉为主，来压强度较小，充填
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体的作用力主要是平衡巷道上方直接顶及其悬臂部分岩层的重量。为保持巷道顶板的完整性，增加直接顶的自稳能力，要求充填体与巷内支护共同作用，保持直接顶与老顶的紧贴。
顶板岩层过渡期活动阶段，老顶破断、失稳、旋转下沉剧烈。由于直接顶及一定范围内的老顶垮落破碎，体积增大，充填采空区后，减少了冒落矸石与老顶之间的间隙，为老顶形成稳定结构提供了条件，但在老顶岩块的“大结构”形成之前，充填体应具有足够的可缩量以适应老顶的回转，通过适当的下缩让压，充分发挥围岩(老顶岩梁及冒落矸石)的承载能力，这也是支架围岩共同作用的体现；同时，充填体还应具有足够的支护阻力参与顶板运动及平衡，以缩短过渡期顶板剧烈活动的时间，减缓留巷顶板过大的下沉量。
老顶岩块形成“大结构”后，顶板岩层进入后期活动阶段，充填体的作用是维持老顶“大结构”的稳定，其临界支护阻力为平衡冒落带对应范围内的岩层的重量。近期的研究表明，当充填体早强，刚度大，承载能力高时，能够适应“硬支多载”的顶板下沉规律时，反过来可以促成基本顶沿充填体边缘切顶，使侧向顶板及时及早垮冒，从而形成对巷道维护有利的外部结构环境，减缓巷道的动载，沿空留巷很快进入稳定状态，因此早撑、早强、大刚度的巷帮砌块墙体是沿空留巷的关键技术。
7 实施方案
7.1 工作面基本概况
根据小屯煤矿生产接续及现场实际情况，选择16中04综采工作面轨道顺槽作为沿空留巷的工业试验巷道，留巷成功后作为16中06工作面的运输顺槽。16中04工作面及轨顺的基本条件如下。 7.1.1地质概况
（1）地面相对位置及邻近采区开采情况 回采工作面相对位置如表7.1所示。
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表7.1 回采工作面相对位置
水平名称 +1390水平 采 区 名 称 一采区 地面标高（m） +1680～+1840 地面位置 工作面煤层底板标高（m） +1394～1448 工作面切眼运输顺槽端位于元丰村S32°W方向282m处；切眼轨道顺槽端位于元丰村S17°方向360m；设计停采线轨顺端位于小屯矿井工业广场E32°S方向1483m。 16中04综采工作面是井田西部一采区北翼的第一个工作面，为是本井田的第二个工作井下位置及对面。北东起切眼距离白瓦厂水库保护煤柱520m，南东设计停采线至回风平硐保护煤地面设施影响 柱，北西为6中煤不可采区，南东与16中06设计综采工作面相邻。 工作面回采对元丰村没有影响；工作面回采可能造成地表山体滑坡倾向。 邻近采区开采情况 北东起切眼距离白瓦厂水库保护煤柱520m，南东设计停采线至回风平硐保护煤柱，北西为6中煤不可采区，南东与16中06设计综采工作面相邻。
回采工作面布置如图7.1所示。
图7.1工作面位置示意图
（2） 煤（岩）层赋存特征
巷道煤层结构及顶底板情况如表7.2所示。
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表7.2 煤层结构及顶底板情况
顶底板 名称 老 顶 岩石名称 细砂岩 粉砂岩 泥质粉砂岩 直接顶 泥质粉砂岩 厚 度（m） 8.39～10.27 9.26 2～2.48 2.2 0～0.10 0.05 0.99～1.57 1.26 硬度f 岩 性 特 征 浅灰色，薄～中厚层状，波状及水4～6 平层理，钙质胶结。局部含有6上煤。 深灰泥质粉砂岩为主，中厚层状，3～4 挤压擦痕现象明显，擦痕面见钙质结核，多为钙质胶结。 0～2 3～4 深灰色，质软，同煤层结合较紧密。 灰色，片状，遇水膨胀，含星点状黄铁矿结核，产植物根化石。 上部以细砂岩为主，灰色，块状结老 底 细砂岩 粉砂岩 1.35～3.84 2.44 构，中间局部发育有0.5～0.8的4～6 W24煤。中、下部主要为粉砂岩为主，局部含有泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，灰黑色，节理发育，破碎。
（3）地质构造、水文及瓦斯地质 ①地质构造
根据现有资料分析，16
中
伪 顶 直接底 炭质泥岩 泥岩 04工作面掘进期间揭露2条正断层，一条位于运输顺槽
04Y6～04Y7之间，落差2.8m，对工作面回采基本没有影响。另一条位于运输顺槽04Y5～04Y6之间，落差0.7m，对工作面影响稍有影响。同时，工作面回采过程中不排除揭露断层的可能，施工期间，必须加强顶板管理，确保施工安全。
表7.3 地质构造参数表
构造名称 F04Y-1 F04Y-2
②水文地质
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走向（°） 120 170~190 倾向（°） 30 80~100 性质 正 正 落差（ｍ） 回采影响 0.7 2.8 较小 无
16中04工作面煤层底板标高为1394～1448m，直接充水含水层为6中煤顶部的岩层以长兴灰岩水为主。长兴灰岩与6中煤间距为24.06m左右，长兴灰岩平均厚14.28m。长兴灰岩水以静储量为主，6中煤顶部的岩层水以裂隙水为主，有地表补给源，充水途径主要为裂隙。间接含水层为玉龙山灰岩水，该灰岩水为中等含水层，以静储量水为主，充水途径主要为裂隙。
该工作面为北翼首采工作面，周围无老空积水区。
地表水、地下水主要接受大气降水补给，每年5月中、下旬水位、流量开始回升，6～9月为最高值，其间出现2～3次峰值，10～12月进入平水期，以后水位、流量开始逐渐递减，到次年四月为最低值。
参考16中03工作面回采期间的涌水量。预计该工作面回采期间正常涌水量为80～100m3/h，最大涌水量120m3/h。
③瓦斯地质
3根据中国矿业大学2009年11月提供的突出危险性鉴定报告，16中煤为突出煤层，但16中煤为无煤尘爆炸性危险和不易自燃煤（2009年4月鉴定）。 7.1.2巷道布置
运输顺槽：巷道沿6中煤层顶板掘进，巷道为矩形，采用锚网梯+锚索联合支护，巷道净宽4.3m，净高2.8m，局部顶板破碎处及遇断层时，采用加密锚杆排距及打设单体支柱复合加强支护；该顺槽为本面进风、设备安装及煤炭运输之用。
轨道顺槽：该巷道沿6中煤层顶板掘进，巷道为矩形，采用锚网梯+锚索联合支护，巷道净宽4.3m，高2.8m，局部顶板破碎处及遇断层时，采用加密锚杆排距及打设单体支柱复合加强支护，该顺槽为本面进风、设备安装及运输物料之用。
支护参数如表7.4所。
表7.4 16中04顺槽支护参数表
巷道 断面 矩形 矩形
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巷道名称 运输顺槽 轨道顺槽 支护形式 锚网梯+锚索 锚网梯+锚索 净宽 （m） 4.3 4.3 净高 (m) 2.8 2.8 净断面积 (m2) 12.04 12.04 长度 （m）
