回采巷道支護技術研究

涂智凌 趙偉豪

(河南理工大學 河南 焦作 454000)

回采巷道支護技術研究

涂智凌 趙偉豪

(河南理工大學 河南 焦作 454000)

本文針對新屯礦14476工作面順槽具體地質條件來確定支護形式和參數。在14476工作面順槽開口往里90m和160m處設置了兩個測站，用十字布點法進行測量，分別對工作面兩幫位移量和巷道頂底板位移量進行監測。監測結果表明：工作面頂底板移近量比巷道兩幫移近量小，總的來說巷道圍巖變形量都在一個月內趨于穩定，有效控制了圍巖的變形。可以滿足工作面安全回采的要求。取得了良好的技術經濟效益。

工作面順槽；支護形式；監測；圍巖控制

一、地質概況

新屯井田位于河北省邯鄲市峰峰礦區東北部，包括原井田和東部擴大區兩部分，井田面積8.4099km2，礦井地理位置優越、區位優勢明顯，資源可靠、儲量豐富，開采技術條件好，煤質優良，市場前景廣闊。可采煤層為2號煤、4號煤、6號煤、7號煤、8號煤、9號煤[1]。目前新屯礦主要開采2號、4號、-240m以上6號煤層。其中，2號煤厚3.91m～6.95m，平均5.30m，采煤工藝以綜采放頂煤為主，村莊下開采采用充填開采，目前最深開采至750m。

目前正在準備的14476工作面，地表位于東古佛村東北500m左右，皆為農田。井下位置及四鄰采掘情況為：北至F30斷層防水煤柱線，南鄰14474工作面(未采)，東臨近BF1斷層，西至-600大巷保護煤柱線。

地面平均標高為+168～+171m，工作面標高-495～-535m，推進長度454m，工作面長度80m，煤厚平均5.5m，儲量28萬噸。

本地區呈一單斜構造，煤層基本穩定，厚度均在1.2m左右。煤層傾角淺部較緩，深部較陡。斷層附近煤厚可能變薄。老頂為砂質頁巖，厚度3.5m，深灰色質硬，局部含硅質層理明顯，含砂質不均勻；直接頂為石灰巖，厚度為0.3～2.0m，青灰色，性脆較硬，含有少量方解石脈；直接底為細砂巖，厚度為1.5～2.4m，深灰色，長石英為主，硅質膠結，局部含黃鐵礦；老底為砂質頁巖，厚度為4.5m，上部石英長石為主含云母，層理清晰。

二、工作面掘進支護方式和支護參數

14476工作面順槽摸4#煤頂板掘進,斜矩形斷面，巷道規格為4.0m×2.4m(凈寬×凈高，巷中頂板向下2.4m到軌面距離)。巷道頂部采用錨索配合高凸T型鋼帶和專用T型鋼帶托板支護。錨索采用直徑21.6mm高強度低松弛鋼絞線，長度8.0m，錨固長度1.8m，錨索預緊力為100kN。頂板鋪設鋼筋網，鋼筋網采用Φ6mm鋼筋焊接而成，網片規格為1500×1100mm，網孔規格100×100mm，搭接長度100mm，每100mm采用12#雙股綁絲綁扎一道。

三、工作面順槽支護技術方案

14476工作面順槽掘進凈寬度為4000mm，巷中掘進凈高度為2400mm，其錨桿、錨索布置方案如圖1所示。頂板為5根錨桿，間距900mm；上幫4根錨桿，間距為700mm，上部錨桿距頂板200mm，底部錨桿距底板310mm；下幫3根錨桿，間距為850mm，上部錨桿距頂板200mm，底部錨桿距底板290mm，錨桿排距參照間距確定為1000mm。其中具體的支護參數如下：

頂板錨桿：型號用20mm×2400mm左旋螺紋鋼高強錨桿，匹配150mm×150mm×12mm高強螺母與高強拱形托盤，如果錨桿不能垂直巷道頂板布置，應加設調心球墊。鉆孔直徑用28mm加長樹脂錨固，型號K2335與Z2360錨固劑各一支，頂板配以鋼筋網作為輔助支護，鋼筋網采用6mm的鋼筋自行焊接制作，頂板鋼筋網規格為2000mm×1100mm，相鄰網搭接約100mm，鐵絲鈕扣聯結。錨桿安裝預緊力：先使用錨桿鉆機安裝錨桿攪拌樹脂錨固劑，然后采用大扭矩扳手擰緊螺母，錨桿預緊力矩不小于400Nm。

頂板錨索：采用1×7股高強度低松弛鋼絞線制，直徑21.6mm，長7300mm，有效長度7000mm左右，一排兩根，間距2000mm，排距2000mm，兩根錨索分別距離巷道兩幫1000mm，錨索應緊跟掘進迎頭施工。錨索采用3支樹脂錨固劑錨固，1支K2335，2支Z2360，理論錨固長度約為1400mm，在錨索錨固端1300mm處施加擋圈。錨索托盤采用300mm×300mm×12mm的高強托盤，如果錨索不能垂直巷道頂板布置，應加設調心球墊，錨索預緊力應≥250KN。遇地質條件變化較大的地段，錨索長度可根據需要調整，但錨索長度只可加長，不可隨意縮短[4]。

兩幫錨桿：兩幫使用左旋螺紋鋼高強錨桿，錨桿鋼材屈服強度不低于335MPa，規格為Ф20×2400mm，配150mm×150mm×12mm高強拱形托盤和高強螺母，為配套產品；鉆孔直徑為28mm，加長錨固，每孔兩支樹脂錨固劑，錨固劑規格為K2335和Z2360各一支，選用鋼筋網護幫，鋼筋網采用6mm的鋼筋自行焊接制作，兩幫金屬網規格分別為2610mm×1100mm和2190mm×1100mm，相鄰網搭接約100mm，鐵絲鈕扣聯結，網扣間距不大于200mm。兩幫錨桿預緊力矩應不小于200N·m。

圖1 工作面順槽錨桿、錨索布置圖

四、工業性試驗

為全面檢查工作面順槽錨桿支護的工作狀態，監控巷道受到采動影響前后的狀況，掌握圍巖的變形規律，以確定巷道的穩定程度，以便及時采取相應的處理措施，并且通過監測來驗證設計的合理性，檢驗支護質量，同時為修改設計提供科學依據。選擇有代表性圍巖條件，或選擇特殊條件進行專項觀測。為了確保14476工作面順槽正常回采的情況，在14476工作面順槽開口往里90m和160m處設置了兩個測站，用十字布點法進行測量，分別對工作面兩幫位移量和巷道頂底板位移量進行監測。

監測結果表明：在第20d后測站1頂底板移近量趨于穩定在255mm左右；在第21d后測站2頂底板移近量趨于穩定在310mm左右；總的來說巷道圍巖變形量都在一個月內趨于穩定，有效控制了圍巖的變形，可以滿足工作面安全回采的要求。

[1]侯朝炯，郭勵生，勾攀峰.煤巷錨桿支護[M].中國礦業大學出版社，1999.

[2]康紅普,姜鐵明,高富強.預應力錨桿支護參數的設計[J].煤炭學報,2008,07:721-726.

[3]楊玉亮.采動巷道支護參數優化設計研究[J].煤炭技術，2011，(3)：81-82.

[4]張慎勇.機巷錨桿支護的優化設計[J].江西煤炭科技，2008，(2)：8-9.

涂智凌(1992-)，男，漢族，江西豐城人，碩士研究生，河南理工大學能源科學與工程學院礦業工程專業；趙偉豪(1998-)，男，漢族，河南社旗縣人，本科，河南理工大學電氣學院電氣工程及自動化專業。