在煤矿开采中，推广应用沿空留巷，不仅可以大大提高煤炭资源的采出率，而且还可以缓解采掘接续紧张。然而锚杆支护在沿空留巷中应用过程中，在工作面超前支护采用主动支护形式的条件下，往往会导致顶板破碎状况加剧，严重时还会导致下一回采工作面生产之前需要对沿空留巷进行翻修，这不仅增加了沿空留巷的支护成本，而且还严重限制着下一工作面的正常生产能力的发挥。因此，对沿空留巷顶板破碎原因进行详细地分析，并提出相应的对策措施，将对沿空留巷技术在煤矿生产中的推广应用具有重要的现实指导意义。

　　1工程概况鸡西矿业集团杏花煤矿23号煤层为该矿井的主采煤层，煤层厚1.55~2.05m，伪顶为0.15~0.35m厚的煤页岩，其层理、节理发育，直接顶由细砂岩、粉砂岩和中砂岩组成，并含有薄页岩，具有水平层理，基本顶主要由细砂岩构成。

　　该煤层中回采巷道的成巷方式为综掘，巷道断面为矩形，巷高2.0~2.2m，宽3.2叫顶板采用锚杆支护，锚杆长1.6m，间排距1.0mx巷帮亦采用锚杆支护，间排距均为0.8m.为缓解采掘接续紧张问题，该矿曾先后采用了2种沿空留巷支护方式。

　　采用木排柱加砌筑矸石带，木柱间距1.0m，矸石带顶宽2 5m，超前支护为3排单体液压支柱，排内柱距1.0m，2排紧贴煤帮，在工作面后方约30~ 40m位置处开始更换成木柱，另一排则布置在近乎巷道中央位置处。从使用效果来看，工作面推过后顶板破碎垮落和漏风严重，顶板锚杆漏空失效率高达65，必须进行重新架棚修复方可留住。

　　为治理顶板破碎垮落，在工作面前40m左右开始向顶板每隔2排锚杆垂直打设2排锚索，并配以钢带和金属网，锚索长5.0叫距帮0.6m，同时为了防止漏风，在原巷旁支护内侧加设编织布，并补砌0.6m宽的矸石墙，超前支护同前。从使用效果来看，虽然解决了破碎顶板不垮落问题，但顶板破碎仍很严重，金属网下沉成兜状，原支护锚杆的失效率仍很高，约达45.从整体上来说，杏花煤矿曾采用的沿空留巷顶板稳定性控制方案并没有获得成功，其主要原因在于顶板稳定问题的解决还是依靠支护成本的增加来实现。因此，对沿空留巷顶板破碎及控制措施进行深入地研究，无疑对该问题的解决具有重要意义。

　　2沿空留巷顶板破碎原因分析沿空留巷顶板破碎源于2个方面，一是顶板岩层的自然条件因素，二是顶板控制的技术因素。根据现场勘察，23号煤层顶板页岩层理发育，但节理裂隙不发育，在受采动影响之前，顶板处于稳定完整状态，而工作面推过后方出现顶板严重破碎，由此可知，沿空留巷顶板的控制技术因素对顶板的破碎起着促进作用。究其原因，主要表现在以下4个方面。

　　超前加强支护在巷内布置的均匀程度。

　　超前支护是针对工作面超前移动支承力造成顶板移动而采取的安全措施。对于顶板而言，超前支护在支护面积上很难实现全暴露面封闭式，也难以实现各支护体的初撑力均匀一致，从23号煤层曾采用的2个控制方案中也不难看出，无论是锚索加强支护还是单体液压支柱超前支护，支护体与顶板之间只能是点或线接触，且由于操作等人为因素的影响导致各支护体的初撑力大小不一，便造成在超前支承压力作用下，顶板下沉移动过程中压力分布遵循“硬点多支”的规律，局部支护个受力过大，从而造成顶板的破碎。

　　加强支护与深部岩层对顶板的“顶-压”

　　作用。这里的“顶-压”作用是针对顶板的下位岩层而言的。无论是锚索加强支护还是单体液压支柱超前支护均属于主动支护形式，其对顶板所起的作用是“顶”，对于深部岩层而言，在采动影响下的下沉移动对下位岩层所产生的作用是“压”。从分布形式上看，由深部岩层尤其是基本顶的结构失稳而向下位岩层所传递的压力一般是相对均匀的，而支护体对顶板的“顶”力一般是局部的、不均匀的，“压”的均匀性与“顶”的不均匀性便造成下位岩层局部受力过大，从而造成了顶板的破碎。

　　不同时期不同方向上的反复扰动。在工作面进行回采之前，巷道顶板在原支护和重新分布的应力作用下，经过调整已经形成新的平衡结构，在此过程中，顶板的下位岩层相对于深部岩层发生了不同程度的指向巷道内的变形，内部的节理裂隙在不同程度上发生了空间尺度的变化。

　　在工作面回采期间，在工作面超前加强锚索或单体液压支柱架设时的主动“顶”力作用下，顶板下位岩层将向上发生移动变形，其原有的平衡稳定状态又被打破，在新的受力条件下寻求新的平衡，岩层内部的节理裂隙在不同程度上再次发生改变，自身的完整稳定程度进一步恶化。在超前支承压力到来时，顶板在上部压力增加的作用下又重新向下发生移动，其内部节理裂隙再次发生变化。

　　在工作面推过后，受采空区顶板一定范围内岩层循环垮落的影响，边界巷道顶板的下位岩层还要多次受到来自上方的“压”力作用，多次进一步向巷道内发生移动变形。

　　由此可见，沿空留巷顶板下位岩层在不同时期会受到来自不同方向上力的作用，这种扰动作用既具有反复性，又具有多次性，每一次扰动都会造成岩层内部节理裂隙的变化，因此会进一步破坏下位岩层的完整性，从而造成顶板破碎。

　　巷旁支护与巷旁煤体之间的匹配与协调。

　　回采巷道在原锚杆支护条件下，浅部下位岩层借助于锚杆的组合作用来发挥自承能力或借助于锚杆的悬吊作用通过深部稳定岩层保持稳定，顶板破碎属于浅部下位岩层结构上发生严重的破坏，表面上表现为在巷道跨度范围内顶板不均匀弯曲或局部弯曲过大所造成，沿空留巷顶板是否能够保持在原支护条件下均匀下沉受制于巷旁支护与煤体在力学性质上的匹配程度，二者相差越小，越有利于顶板的稳定，相反相差越大，则会进一步导致顶板不均匀地发生弯曲，层间发生错动，终导致破坏程度加剧而破碎。

　　从23号煤层沿空留巷的巷旁支护过程和方式来看，在工作面前方平均20m左右开始，巷道两帮贴近煤壁开始安设单体液压支柱予以超前支护，工作面放顶前码设矸石带，并于工作面推过近30~40m时，开始用木柱替换单体液压支柱。由此可见，在巷道两侧实际上是“矸石带-木柱”与“煤体-木柱”的匹配方式，巷旁支护侧明显较硬帮侧的可缩性大，顶板断裂线即使位于煤体上方的条件下，巷道顶板仍难实现均匀下沉，从而导致顶板破碎进一步加剧。

　　3沿空留巷顶板破碎预防原则综上所述，沿空留巷顶板的破碎是建立在顶板下位岩层的自然条件基础上，受加强支护与深部岩层的“顶-压”作用、超前加强支护在巷内布置的均匀程度、不同时期不同方向上的反复扰动、巷旁支护与巷旁煤体之间的匹配与协调影响下的破坏，其中部分影响是不可避免的。

　　因此，在沿空留巷顶板破碎的预防上应遵循的力学特性相适应，据此可根据实际条件采取相应对策，如在煤体强度低的情况下采取煤体加强支护措施，在煤体强度高的情况下采取松动措施等，以选择合理的巷旁支护方式。“力求均布”强调在超前支护体的布置位置上力求均匀，在初撑力上力求大小均匀一致。“弱化扰动”强调在扰动强度上力求小，在扰动次数上力求少，在扰动方向上力求无，据此可考虑超前支护尽可能布置在巷道断面两侧附近，在其内部仅采用原支护的方式。

　　4杏花煤矿沿空留巷顶板破碎控制措施为解决杏花煤矿23号煤层沿空留巷顶板的破碎问题，在现场勘察、。观测历时454靠近采空区侧的顶底板平均相对移近量为250mm靠近煤壁侧的平均相对移近量为140mm，煤壁虽有片帮，但顶板整体稳定，效果良好。

　　综上所述，在沿空留巷顶板稳定控制中，除从整体上结合不同时期边界顶板活动特点而遵循前期“支、让”兼顾、以“支”为主，后期“让、支”

　　兼顾、以“让”为主的原则外，还要以“匹配协调、力求均布、弱化扰动”为原则，在确切分析煤体与顶板岩层力学特性的基础上，在巷旁支护性6能选择、超前主动支护布置上确定具体控制方案，同时还要考虑巷旁支护位置处顶板的稳定性，以防止沿空留巷顶板的破碎垮落，保证下一工作面的正常安全生产，现场的实际应用效果也充分证明了这一点。