揭石門半煤巖巷支護優化設計

一、煤（巖）層賦存狀況

義絡煤礦地層由下向上為：（1）寒武系上統崮山組。（2）石炭系中統本溪組、上統太原組。（3）二疊系下統山西組、下石盒組；上統上石盒子組、石千峰組；（4）第四系沖積層。

（1）寒武系崮山組灰巖含水層厚80～240m，一般厚240m。（2）石炭系本溪組厚2～10m，厚一般6m左右，巖性為巖性較軟的鋁土質泥巖；太原組厚15m左右，巖性為泥巖、砂質泥巖、細中粒砂巖、石灰巖等，之間沉積有4～7層薄煤層，其中一2和一8煤層大部發育，和一2煤層頂板石灰巖、一8煤層煤層頂板硅質泥巖為標志層。（3）二疊系下統山西組厚85m，巖性以泥巖、砂質泥巖為主，沉積有3～5層煤，其中山西底部二1煤層為主采煤層，煤層厚0.5～13m，二1煤層頂板大占砂巖和小紫泥巖為標志層；下統下石盒組厚65m，巖性為細中粒砂巖、砂質泥巖；上統上石子組厚380m，包括四煤段、五煤段，之間沉積有4～7層薄煤層；上統石千峰組厚100m左右，巖性以中粗粒砂巖為主。第四系沖積、坡洪積層厚0～30m，局部覆蓋于各系地層之上。

二、原設計支護不合理原因

（一）原巷道支護設計形式

原設計揭石門時石門接近煤層這段區域工作面為圓弧形斷面，采用錨網噴-梯形金屬支架聯合支護方式，支護參數如下：

（1）巷道斷面：圓弧形斷面掘進寬度為3.8m，幫高1.8m，拱半徑；

（2）錨桿類型選擇：金屬管縫式錨桿，桿體直徑；

（3）錨桿長度：L=1.5m；

（4）錨桿間排距：0.8€？.8m；

（5）金屬網選擇：網格尺寸50€？0mm；

（6）工字鋼梯形棚：3.5m長棚梁，2.7m長棚腿。

（二）不合理原因分析

從以前揭石門的巷道來看，巷道支護的效果不是很理想，主要存在以下問題和隱患：

（1）原設計為圓弧拱形巷道，由于圍巖及其松軟，巷道成型難以把握，上部成型難以形成，巷道高頂現象一直伴隨著施工過程之中，一般巷道冒落高度平均達到1.5m。

（2）巷道如此高度和形狀，一則增加施工難度，還增加施工的支護成本，又不利于施工的安全，冒落的空間需要在金屬梯形棚絞架填滿充實，浪費大量坑木。

（3）工作面的高頂現象也必然給通風工作帶來麻煩，工作面上下隅角的瓦斯積聚給今后的工作帶來重大隱患。

綜上所述，如果工作面如此狀態的話，將無法保證今后采煤工作面的安全生產，為此必須對揭石門巷道的支護形式和支護參數進行優化調整。

（三）支護形式的優化

（1）巷道斷面形狀。由于圍巖松軟的特點，施工過程中難以把握巷道的造型，雖然從理論上來講圓弧拱形巷道的受力狀態好于梯形巷道的受力狀態，但考慮到煤層的具體情況和現場施工來看，采用梯形斷面形狀也無疑具有一定的優點，這樣將有利于頂板的維護和巷道的造型。

（2） 巷道斷面尺寸。因為揭石門時巷道頂板極其松軟，風化也較嚴重，巷道斷面越大越難以保證巷道的造型和巷道的穩定，所以在滿足運輸及通風需要的情況下，要盡量縮小巷道斷面。

（3） 從該巷道的支護上來看，由于巖層松軟，管縫式錨桿與巖層的摩擦力變小，致使管縫式錨桿在煤層中的作用大大降低，因此改用螺紋鋼樹脂錨桿，又根據煤層賦存狀況可以在巷道中間和兩處肩窩分別打三根錨索，能夠牢固地固定在煤層頂板上，錨網索支護后再采用金屬梯形棚作為二次支護，一次支護有頂板讓壓的作用，以達到以柔治柔的目的，二次支護選用金屬棚高強度支護，以達到加強支護的作用，兩次支護充分發揮圍巖與支護共同作用，才能取得良好的效果。

（4）巷道的施工質量也可能是造成或導致現在巷道狀態的原因，因此要嚴格保證施工質量。

綜合以上分析，提出巷道支護的調整方案如下：

揭石門巷道支護斷面改為梯形斷面。

支護形式：錨網索-金屬梯形棚聯合支護。

支護參數：螺紋鋼樹脂錨桿長度2.2m，錨桿間排距0.6€？.6m，錨索長度5m，錨索間距1.2m，排距1m。

其它參照原設計。

（四）巷道施工技術質量要求

（1）小進度施工。循環進度控制在0.8 m ，多打眼少裝藥，嚴禁放大炮。如果煤層極其松軟，采用人工方法成型，確保巷道斷面。掘后及時打注錨桿、錨索、掛金屬網，保證錨桿錨索的初錨力，防止冒頂或過大的冒頂。

（2）如果頂板松軟，可打注超前錨桿做為臨時支護，維護頂板，防止頂板持續冒落過高。如果某段冒頂嚴重難以維護，應及時補打錨桿或架設棚子，確保巷道的支護。

（3）金屬網必須鋪設平整，網間連接牢固。

（4）保證動態錨固，應有專人檢查掘后的錨桿和錨索質量，滯后工作面緊固錨桿，保證錨桿的動態錨固力。發現失效的錨桿或錨索必須及時補打。

（作者單位：義馬煤業集團公司義絡煤礦有限責任公司）