上莊煤礦3102工作面回風巷聯合支護設計與實踐

楊為春

摘 要：針對上莊煤業3102工作面地質條件和現場具體狀況，對巷道錨桿、錨索布置方式及參數進行優化設計，通過現場工程實踐得知，巷道支護效果良好，巷道表面位移都處于可控的變形范圍之內，保證了煤礦的正常和安全生產，同時也為其它類似地質條件下的巷道支護提供了參考。

關鍵詞：風巷 錨網索 聯合 支護

中圖分類號：TD8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

1 工程概況

3102工作面為3下煤層，埋深約300m，走向長度為840m，傾斜長度為170m。偽頂多為碳質泥巖，厚度約0.3m，呈黑色，不穩定；直接頂為泥巖，厚度約1.8m，灰白色，水平紋理；老頂多為砂巖，厚度約為8.7m，由細粒砂巖或中粒砂巖組成，灰白色，厚層狀；底板為砂質泥巖，厚度平均為4.7m，中厚層狀，深灰色，均勻層理，含有大量植物化石。

3102工作面東部原為3101工作面，西部原為3103工作面，現兩工作面都已采空，南臨3103上回風巷，北部是井田邊界3102風巷工作面東高西低、南高北低，底板等高線分析，風巷口與切眼高差126m，坡度為8.2°。根據周邊巷道掘進揭露情況分析，掘進區域內無異常地質構造。不難看出 3102工作面實際為孤島工作面，兩回采巷道在掘進期間會受到較高的應力，因此，在此對3102工作面風巷進行支護參數優化設計，保證巷道支護效果滿足生產需求。

2 巷道支護參數優化

根據上莊礦以往巷道支護方式和參數，以及其他礦類似地質條件的孤島工作[1]面礦壓顯現情況，對3102工作面風巷進行具體的支護參數設計。具體支護如下：

（1） 頂板支護：

頂板布置為5根錨桿，間距950mm，排距為1000mm。使用規格為Ф22mm×2200mm左旋螺紋鋼強力錨桿，加長樹脂錨固，錨桿安裝時預緊力矩≥400N·m。

用直徑為18.9mm的1×7股高強度鋼絞線錨索，長度為6300mm，抗拉強度≥1860MPa，延伸率≥3.5%；一排兩根，間排距為2200mm×2000mm，預緊力≥200kN。

（1） 外側幫支護：

外側幫布置為3根錨桿，間距1000mm，排距為1000mm。使用規格為Ф22mm×2200mm左旋螺紋鋼強力錨桿，加長樹脂錨固，錨桿安裝時預緊力矩≥300N·m。上部兩根垂直巷道幫部，最下一根與水平成10°夾角。

（2） 內側幫支護：

為方便割煤機割煤，風巷內側幫（開采幫）采用玻璃鋼錨桿，型號為Ф20mm×2000mm。樹脂加長錨固，安裝預緊力矩≥100N·m。共布置3根錨桿，間排距為1000mm×1000mm。上部兩根垂直巷道幫部，最下一根與水平成10°夾角。

具體錨桿、錨索布置形式如圖1所示。

3 工程實踐

對工作面3102風巷進行支護形式設計后，通過觀測現場巷道圍巖變形對支護設計進行效果驗證。在離巷道開口50米處和100米處采用“十字布點法”[2]設置兩個監測站，對巷道圍巖變形情況進行實時監測。巷道剛掘出時，無論是頂底板變形還是巷道兩幫變形速率都比較大，直到過了半個月左右時變形速率才才是減小，到掘巷后40天左右時速率趨于零。最終測站一的兩幫移近量為229mm，頂底板移近量為202mm；測站二的兩幫移近量達到247mm，頂底板移近量達到214mm。從以上分析可以看出，巷道圍巖變形都處在可控范圍之內，支護效果良好。

4 結論

通過對3102工作面風巷圍巖支護方案進行設計，最終確定了錨桿、錨索聯合支護方式，通過對現場巷道圍巖進行檢測，得出巷道圍巖變形較小，完全能夠滿足礦井的安全生產要求。

參考文獻：

[1] 李志華，華心祝等. 采空區下孤島工作面礦壓顯現規律研究[J].煤炭工程，

2003，（11）：72～78.

[2] 桂兵，郭建泉，陳本華. 濟三煤礦163下02工作面超前支承壓力分布特征實測研究[J].2007， （5），66～68.