高應力區域錨網亮面的支護實踐

陳志強

（開灤（集團）唐山礦業分公司，河北 唐山063000）

1 工程概況

唐山礦業公司是一座具有120多年開采歷史的老礦，隨著煤礦開采深度地不斷加深，及生產接替等原因，常出現在煤柱下開采和開采孤島煤柱等現象。煤柱下開采，由于前期采動影響，煤柱內殘存著較大的應力，給剩余煤炭的開采帶來一定的困難。特別是煤柱內的全煤巷道的切眼支護問題，是目前大型礦井內生產能力超百萬噸工作面切眼施工中最棘手的問題。

T2193下工作面位于唐山礦業公司鐵二區南一采區，為8、9煤層合區回采工作面，煤層厚度約10m。該工作面南與T2193上工作面相鄰（1個月前剛回采完畢），北與T2194工作面采空區相鄰，西與T2294工作面采空區比鄰，上為T2153采空區及其殘留煤柱（詳見圖1）。工作面開采深度：－650～－687m。

2 巷道布置、支護設計和施工情況

2.1 巷道布置布置形式為小煤柱沿空送巷，沿煤層底板托煤頂施工。

2.2 溜子道采用錨網支護，頂鋼帶使用120mm寬的“W“鋼帶，頂錨桿使用￠22mm×2.4m右旋等強錨桿，每個眼孔使用3個300mm長的樹脂藥包錨固。頂錨桿設計錨固力不小于70KN，頂網采用12#鉛絲菱形金屬網，規格4200×900mm，板距700mm；幫錨桿使用￠20mm，長2200mm的右旋等強錨桿，每個眼孔使用2個300mm長的樹脂藥包錨固，幫錨桿不小于40KN。幫錨桿間距0.7m，幫網采用12#鉛絲金屬網，規格2700×1700mm。頂錨索：使用￠17.8mm×10m鋼絞線，采用交錯布置，每兩排錨桿打一根。

圖2 溜子道變形圖

圖3 風道支護效果圖

2.3 支護效果溜子道施工后，為確保施工安全及驗證錨桿支護特性原理，在掘進期間采用不同深度的方法，每掘進30m安裝一組(2個)離層儀，以觀測巷道上頂圍巖在錨固區內外的離層情況。觀測結果詳見圖2。

由圖表中我們不難看出其礦壓顯現規律是：以垂直變形最大，水平次之，底鼓最小；其垂直累計變形量是水平的1.45倍，是底鼓的3.08倍；說明巷道上頂離層比較大。

2.4 針對溜子道的支護效果，我們對風道的支護形式做了優化調整。支護設計參數為：頂鋼帶使用G DWⅡ140/20 T形鋼帶，頂錨桿使用￠22mm×2.4m左旋高強錨桿，每個眼孔使用2個500mm長的樹脂藥包，頂錨桿設計錨固力不小于80KN，錨幫增打W鋼帶，其他設計支護參數不變。支護效果見圖3。

3 切眼施工

切眼掘進斷面規格為3.8×2.8m，然后擴面到7.6×2.8m。設計支護參數同風道，但由于切眼位于采空區的壓力拱腳處，礦壓非常大，施工期間煤層非常破碎，掘進時沒有較完好的層面而不能使用梯形鋼帶，被迫該用W鋼帶。但支護效果較差。

從支護圖中可以看出：切眼施工后，巷道變形較大，頂板離層、下沉，日變形達到150mm，且頂板發生斷裂，并且有斷錨索的現象。為此我們采取了如下措施確保切眼施工和擴面工作的安全。

3.1 加強兩幫的支護強度，幫的不穩定（劈幫、松動）回直接引發頂板的切眼巷道頂板的不穩定，引發巷道頂板煤層抽冒，而無法采用錨桿亮面的方法施工切眼，給工程銜接帶來一定的困難。可過去擴面時往往忽視切眼兩幫的支護強度，特別是擴面側巷幫的支護強度。為在切眼掘進后在兩幫加打W鋼帶來增加切眼兩幫的支護強度，確保切眼巷道的穩定。

3.2 在這樣的特殊區域，煤體已經受過動壓的影響，整體性較差，錨桿不能有效的錨固在穩定的煤層內，而是錨桿層成為由錨桿穿緊的松散體，所以要加強錨桿的支護強度，增打錨索，用錨固在煤層頂板內的錨索懸吊錨桿穿緊的松散體。

3.3 煤體的整體性較差，特別是切眼開挖后，立即引發圍巖內極限平衡力的再分配，煤體非常破碎，以致于沒有較完整的層面做巷道的頂板來打錨桿。錨桿的可靠性和安全性無法保證。對此，我們采取了用瑪麗散對煤體固化，使煤體有較穩定的人造層面做巷道的頂板，確保全煤巷道安全施工。

3.4 擴面后，巷道頂板完成蠕動變形后立即進行補強支護，使用3.6m長的方子木和單體柱打抬板對切眼的頂板進行補強支護。

3.5 掘進和擴面時使用幫錨桿做撞楔，打好超前控頂錨桿，達到切眼掘進和擴面時在超前控頂錨桿的掩護下進行，保證巷道掘進、擴面后不再抽冒。

在切眼掘進和擴面施工過程中，采取如上措施，保證了切眼掘進和擴面的正常施工，并保證了施工安全，支護效果較好。

4 體會

4.1 位于高應力區域的全煤巷道采用錨網支護亮面時，采取增打幫錨桿和幫錨索等手段以增強幫的支護強度，保證幫的穩定是保證頂板穩定的有效措施。

4.2 加打頂錨索，加打頂錨索的支護密度，用錨索懸吊松動的煤體，是控制煤體下沉的有效手段。

4.3 選擇合適的時機，打抬板補強，是減小煤體下沉，保證巷道支護安全的有效方法之一。

4.4 用錨桿做撞楔超前控頂，能夠在破碎的煤體內掘進。

4.5 大規格的切眼，采用錨網亮面，能夠減少變板的工序環節，縮短工程工期，可創造經濟效益320元/米。

在高應力切區域，采取必要的特殊手段和方法，采用錨網亮面可獲得較好的支護效果和使用效果，在以后的同類工程中可以借鑒應用。

[1]何滿朝、袁和生等，中國煤礦錨桿支護理論與實踐，[M].北京，科學出版社，2004.115～116