沿空掘進煤巷錨桿支護合理化施工與注意事項

蘭墩平

安徽省皖北煤電集團公司劉橋一礦掘進區，安徽皖北 235162

煤巷錨桿支護技術目前已經廣泛應用于廣大生產礦井，不論用于機巷、風巷、軌道巷，還是沿斷層、改造工作面巷道，都取得了極大的成功，是現代掘進支護技術中最為先進的一種。但是煤巷錨桿支護技術在沿空掘進方面的應用還存在一些問題尚待解決。下面以665風巷沿空施工為例，談談沿空掘進煤巷錨桿支護合理化施工與注意事項。

1 Ⅱ468機巷情況概述

665工作面為66采區設計第3個工作面，工作面下方為663工作面采空區，665風巷跟六煤頂板（沿空留3m煤柱）開窩施工，巷道全長673m（平距）。巷道頂板巖性為：偽 頂：泥巖及碳質泥巖，黑色，性軟，0.2m～1.4m；直接頂：深灰～灰黑色粉砂巖，夾有0.4m碳質泥巖，含植物化石，局部為泥巖，厚5.54m±。老頂：深灰色～灰白色，細砂巖，成份以石英為主、長石次之，含有白云母及其它礦物，鈣質膠結，上部含碳質，局部為粗粒砂巖，厚6.25m。

2 合理化施工建議與注意事項

合理選擇支護參數：采用類比法合理選擇錨桿支護參數，根據同煤層鄰近巷道663機巷、風巷的支護經驗及觀測資料分析，巷道頂板錨桿選用φ20-L-2200mm型MSGLw-335左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，間排距：800mm×600mm，幫部錨桿選用φ20mm-L-2000mm型MSGLD-335右旋全螺紋錨桿，間排距：800mm×600mm，巷道錨索選用φ15.24mm的高強度低松弛鋼絞線，間排距：1800mm×1800mm。錨梁網支護斷面尺寸：凈寬×凈高=4000mm×2600mm；

采用計算法校核錨桿支護參數：

按懸吊理論計算錨桿參數：

1）錨桿長度計算：L=KH+L1+L2

式中：L為錨桿長度m；H為冒落拱高度m；K為安全系數取2；L1為錨桿錨入穩定巖層的深度一般取0.4m；L2為錨桿在巷道中的外露長度取0.1m。

式中：B為巷道開掘寬度取4m； f為巖石堅固系數取3。

則：L=2×0.67+0.4+0.1=1.84m

式中：α為錨桿間排距m；Q為錨桿設計錨固力88.2kN/根

H為冒落拱高度取2m；γ為被懸吊巖石的重力密度取26.7kN/m3；K為安全系數取2。

α=0.9m，施工時取600mm。

通過以上計算，頂板錨桿選用直徑20mm，長度2200mm的左旋高強無縱筋螺紋錨桿，錨桿間、排距600mm。

按懸吊理論校核錨索排距：

1）施工中錨索使用φ15.24mm的鋼絞線，錨索的長度為5.4m。用錨索將錨桿加固的“組合梁”整體懸吊于堅硬巖層中，校核錨索間距，冒落方式按嚴重的冒落高度考慮。此時靠巷道兩幫的角錨桿和錨索一起發揮懸吊作用，在忽略巖體粘結力和內摩擦力的條件下，取垂直方向力的平衡，可用下式計算錨索排距：L=nF2/[BHγ-（2F1sinθ）/L1]

式中：L為錨索排距m；B為巷道最大冒落寬度4.0m；H為巷道按最嚴重冒落高度取3.0m；γ為巖體容重26.7kN/m3；L1為錨桿排距；F1為錨桿錨固力88.2kN；F2為錨索極限承載力230kN；θ為角錨桿與巷道頂板的夾角75°；n為錨索排數2；根據以上計算錨索排距必須小于5.1m，所選錨索參數滿足設計需要；

2）施工中加強巷道頂板巖性探查，由于巷道沿空施工，其巷道頂板可能受663工作面采空影響，頂板出現斷裂，所以在施工中，巷道每施工40m（特殊情況除外），垂直頂板施工一探查孔，由礦錨桿支護及地質人員進行影像資料的采集與分析，根據觀測情況選擇錨索長度，確保錨索能深入穩定巖層1.5m，確定支護的可靠性，并安裝頂板離層儀對頂板進行離層監測，同時要求當班班長根據打眼時巖性的軟硬程度作好本班錨桿孔、錨索孔的頂板巖性描述，并記錄錨索施工臺帳上，以便隨時掌握現場頂板巖性情況，若巖性變差，必須改為架棚支護；

3）加強巷道施工支護質量，嚴格使用《作業規程》規定的錨桿、錨索及相配套的支護材料，施工錨桿、錨索時做到鉆孔直徑、桿體直徑、錨固劑直徑必須“三徑”匹配。必須按規定使用樹脂錨固劑，錨桿使用2卷K2350型樹脂錨固劑；錨索使用1卷K2350型樹脂錨固劑和2卷Z2350型樹脂錨固劑，孔內自上而下按快、中排列。嚴格錨桿、錨索的施工過程控制和監督。當遇巷道頂板破碎、軟巖地段或復合頂厚度較大時，可適當加大錨固長度，增加藥卷數量，增加藥卷為中速藥卷；

4）加強巷道礦壓監測，采用“十字布點法”布置測站，監測巷道頂底板，兩幫的壓力，若巷道頂板離層超過40mm，沿巷中打設一排“ 一梁三柱”走向挑棚，兩幫壓力大時，老塘幫采區貼幫打設“一梁三柱”走向挑棚，棚距500mm。以控制巷道壓力；

5）加強巷道施工過程中老塘幫瓦斯管理，施工時除嚴格按中線施工控制煤柱距離外，還要加強老塘幫瓦斯的探查，并在放炮過程中，嚴格執行一炮三檢、一炮三泥及三人連鎖放炮制，確保安全施工。

5 結論

錨桿錨索聯合支護是一種很好的支護方式，它具有較高的支護強度和控制變形能力，提高巷道支護效果，節約成本，有利于安全生產。該支護工藝推廣前景極為廣泛，是經濟合理的錨桿支護技術。

[1]袁和生.煤礦巷道錨桿支護技術[M].北京：煤炭工業出版社，1997.

[2]王慶弟.綜放沿空煤巷不同預應力錨桿錨索支護效果分析[J].煤炭科學技術，2009(9).

[3]曹習華.煤巷錨桿支護沿空留巷技術在垞城礦應用[J].能源技術與管理，2006(1).