現代礦井工作面支護方式及創新

張彬

摘要：近年來，隨著國家科學技術的進步，現代礦井的支護方式有了長足發展。本文通過對采煤工作面進行有效支護要求及意義的介紹，闡述了采煤工作面有效支護方式的選擇及創新的必要性。

關鍵詞：采煤工作面支護 支護要求 支護方式創新

龐莊煤礦是由東城、龐莊、張小樓三個井口組成，投產于上世紀60年代。龐莊煤礦年產量較大，且儲藏層較為豐富，地質構造較為簡單，因而在開采過程中對于開挖工程以及采煤工程的設計也較為簡單，通常采用回采的方式來有效控制巷道的頂板的塌落。但是隨著煤礦開采的不斷深入，在采煤掘進過程中，部分硬巖區域區域“軟”化，這就對采煤工作面的支護提出了更高的要求。

1 概述采煤工作面進行有效支護的要求及意義

1.1 張小樓井的基本概況

張小樓井采用立井多水平開拓，新主井落底-1025m，直徑為5.7m，新副井為-1025m，直徑為7m，風井落底為-400m，直徑為5.0m。目前，張小樓井的生產水平為-1025m，此時可以劃分為四個采區，但是由于受到沖刷壓力的影響，現主采-1025m西一下山采區7、9煤層。

1.2 采煤工作面進行有效支護的意義

對采煤工作面進行支護的根本目的就是保證采煤工作面可以正常和安全的進行生產活動，就是要求支架可以適應工作面頂板的壓力和頂板易破碎的特征，具有一定的承載能力，防止老頂來壓時頂板沿煤壁切頂和局部冒頂及小巖塊掉落，保證生產工作的安全進行。現如今，張小樓井的開采深度幾乎已經達到了極限，但是煤層產量較為穩定，且其多為砂巖以及頁巖，呈現出了偏“軟”的特性，因而對于煤礦的支護技術更是不容忽視。

支和護是相互聯系和制約的兩個方面，他們的作用就是把采煤工作面的冒頂事故發生率限制到最低。有效防護的作用是保護好采煤工作空間，防止在工作空間內發生直接頂巖層的垮落事故，便于正常安全地進行采煤工作。另外工作面不發生冒頂事故是衡量工作面支護效果的一個標志，對采煤工作面進行有效支護可以加大老頂巖層的強度，從而在一定程度上保持老頂巖層的基本整體性，從而控制老頂巖層的下沉、彎曲和離層等危害的發生。

2 采煤工作面有效支護方式的合理選擇及創新

采煤工作面的圍巖分類與頂板支護方法：

①工作面圍巖分類。直接頂以直接頂初次垮落步距為基本指標，進行穩定性分類。根據基本頂壓力顯現強烈程度，將基本頂壓力顯現分為四級。為避免支架或支柱在工作面出現壓入底板現象，應根據實測的底板容許極限載荷強度作為基本指標，底板抗壓剛度作為輔助指標對工作面底板抗壓特性進行分類。

②工作面頂板支護方式。回采工作面支架主要有單體摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱和液壓自移支架等幾種，少數礦井也還使用木支柱。

根據張小樓井主要的生產情況以及地質情況，主要采用錨網聯合支護措施。采取錨桿全長錨固，讓錨桿與巖體充分的結合成為整體；使用雙層網，增強對巖體表面的約束力，防止由于局部巖體破碎掉落引起的承載結構失衡；在煤巖交界面附近增補錨桿。增加煤層和巖層之間的粘著力，沿中線打一路托棚，增加拱形的承載能力；減小錨索的間排距，增加錨索的數量。運用錨索的懸吊作用，將組合拱懸吊在組合拱以外的穩定巖層中，讓組合拱與穩定巖層形成整體。在進行工作面支護支架就行安裝時，應對張小樓井95213區域進行切眼刷擴，在進行施工期間，應及時增打中柱，確保中柱的初撐力符合規定，使用好臨時支護，避免采空作業，發現失效錨桿或錨索及時補打合格。

采用左旋無縱筋專用Ⅱ級高強螺紋鋼錨桿，規格為Φ22×2500mm。每排22根錨桿（含增補錨桿），錨桿間

排距700×700mm（增補錨桿與同排臨近錨桿間距350mm）。在巷道上幫自正頂向下第三根第五根錨桿之間各增補一根錨桿，下幫自正頂向下第四至第七根之間各增補一根錨桿，每排增補錨桿共5根。

頂部每根錨桿采用1卷MSK2850型、3卷MSM2850型樹脂藥錨固；幫部采用7655鑿巖機配合Φ32mm一字型鉆頭打眼時每根錨桿用1卷MSK2850型、3卷MSZ2850型樹脂藥錨固，采用幫部錨桿機配合Φ28mm麻花鉆桿打眼時每根錨桿用1卷MSK2350型、3卷MSZ2350型樹脂藥錨固。對于網片，可以采用塑料網片與鋼筋網片相結合，在塑料網片與鋼筋網片結合處加壓普通H型鋼帶。采用樹脂藥對錨桿進行加固，要比噴射水泥的效用更為強勁，噴射水泥的錨固程度會受到水泥的牌號以及自身的材料特性的限制。此外，張小樓井95213材料道傾斜上方為95211采空區，預計采空區內有積水約3000m3，則需要編制探放水設計。

3 小結

在采煤工作面采取切實有效的支護措施，通過科學的支護設計，保證其安全穩定，達到采煤工作面有效支護的目的，確保礦井的經濟效益與生產安全，以便于企業順利發展。經過長時間的觀察與監測，采用錨網支護技術以后，張小樓井工作面支護效果較好，各項指標均正常，巷道變形量得到了有效的控制。說明該段巷道在支護參數選擇方面較為合理，滿足了巷道穩定性的要求。

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