沿空留巷錨網索聯合支護技術研究

王 剛

（汾西礦業兩渡煤業， 山西 靈石 031302）

引言

沿空留巷支護技術是在采煤工作面三角區后方采取多種支護措施維護原巷道，以供下一采煤工作面所用。沿空留巷具有高煤炭采出率、低巷道掘進量，可緩解采掘緊張，解決工作面上隅角瓦斯積聚的特點。南關煤業為高瓦斯礦井，原有的U型通風無法有效解決上隅角瓦斯積聚問題，決定改用沿空留巷改善通風。

1 工程概況

南關煤業3206工作面布置在山西組3號煤中，煤層總體呈單斜構造及局部向斜構造，傾向西南，傾角2°～4°，地質構造簡單，小斷層較發育，工作面煤層平均埋深320 m，煤厚1.65～1.75 m，平均厚度1.72 m，穩定可采。工作面走向長1 450 m，傾向長180 m，采用傾斜長臂采煤法采煤。煤塵具有爆炸危險性。工作面正常涌水量2 m3/h，主要為砂巖裂隙水。絕對瓦斯涌出量13.1 m3/min。3號煤頂底板圍巖特性如表1所示。

書道博物館為中村不折創辦，藏品數量居日本私家之首。該館藏品大多數是佛典，多出自王樹枏舊藏，另外還有得自梁素文、何孝聰、孔憲廷、龔煦春等舊藏，以及在中國旅行的日本人的收集和收購。除了敦煌寫經外，該館還藏有多種珍貴的古籍寫本，如《老子道德經》、《抱樸子》、《鄭注論語》（2件）、《南華真經》（2件）、《春秋左氏傳》（3件）、《搜神記》、《三國志》（2件）等。

表1 3號煤層頂底板圍巖特性表

2 沿空巷道錨網索支護機理[1-2]

1）錨桿支護為快速支護技術，它能適應沿空巷道覆巖回轉下沉造成巷內淺部頂板離層破碎的要求，它能及時快速地懸吊頂板淺部圍巖。

2）錨桿支護為主動支護，它能改善巷道淺部松散破碎圍巖的力學性能，增強煤體的殘余強度，在巷道圍巖淺部形成“承載拱”，從而達到對實體煤幫、頂板的支護強度要求。

3.3.1 錨索長度

3 錨網索支護設計

3.1 錨網索聯合支護的必要性研究

經計算知N=0.94根/m。

每天都會加班，不加班倒是例外。走出公司大樓，天已經黑了，星星也都亮起來了，拖著疲憊的身體在大街上走著。已經是深秋，這南方的天氣到晚上也是有點涼意的，公交站有許多的上班族在等車，有疲憊的，有煩躁的，有人在罵今天的98路怎么還不來？也有人在低頭默默地玩手機。

式中：K1為采動影響系數，取2；γ為上覆巖層體積力，取0.025 MN/m3；φ為內摩擦角，取30°；H為巷道埋深，取320 m；a為巷道當量半徑，取1.94 m；C為黏結力，取7.0 MPa；Pi為支護阻力，取0.15 MPa；K2為煤巖體力學參數修正系數，取0.22。

組合框架節點試件的骨架曲線如圖6所示。表4為節點骨架曲線不同階段特征點的實測值。從整體來看，在屈服荷載前，各試件骨架曲線上升段基本重合，沒有明顯的拐點，并保持一定的彈性直線段，試件剛度較大；隨著荷載的增大，試件的骨架曲線逐漸向橫坐標靠攏，出現一定的剛度退化現象；達到峰值荷載后，試件剛度退化越發明顯，此時骨架曲線開始下降，其后期曲線下降段較為平緩，表明節點具有較好的變形能力。

巷道極限平衡區深入巷道深度Δ=R-a=3.03 m。由于煤礦用錨桿長度一般為1.8～2.2 m，遠小于巷道極限平衡區深度，無法有效錨固巷道深部圍巖，必須配合錨索支護。

將數據代入式（1）計算得R=4.97 m。

3.2 錨桿支護設計[3-4]

3.2.1 錨桿長度

依據錨桿的懸吊理論，錨桿長度L為：

式中：L1為錨桿有效錨固長度，取1.72 m；L2為錨桿外露長度，取0.1 m；L3為錨桿錨入穩定巖層長度，取0.3 m。

經計算可知，L≥2.12 m。

3.2.2 錨桿直徑

愛國主義是應對經濟全球化考驗的有力保障。正因為如此，在歐美同學會成立100周年慶祝大會上的講話中，習近平總書記指出：“愛國主義始終是激昂的主旋律，始終是激勵我國各族人民自強不息的強大力量。不論樹的影子有多長，根永遠扎在土里；不論留學人員身在何處，都要始終把祖國和人民放在心里。”[注]習近平：《在歐美同學會成立100周年慶祝大會上的講話》，《人民日報》2013年10月22日，第2版。愛國主義凝聚起中華民族的力量，強大的國家主權保障著中國社會的穩定發展。中東地區亂象叢生與中國這邊風景獨好形成鮮明的對比，更能體現出弘揚愛國主義精神、建設強大國家主權的重要意義。

依據錨桿的拉拔力與承載相等原理確定錨桿直徑：

式中：Q為錨桿錨固力，取80 kN；qt為錨桿抗拉強度，取 400 MPa。

依據懸吊理論，確定錨索長度L為：

由上述仿真結果可知，無限幅機構作用時，鉆桿的最大變形為14.0 mm，鉆桿與鉆頭間連接處的局部最大應力為247 MPa，應力集中比較嚴重。在鉆桿的中部撓度最大區域增加限幅約束后，鉆桿的最大變形減小到1 mm，局部最大應力減小到69.4 MPa，結果表明在鉆桿中部添加支撐機構可以有效提高鉆具支撐剛度，改善鉆具受力狀態。因此有必要對鉆具進行輔助支撐，防止鉆具形變。

通常錨桿間距、排距一致，依據錨桿有效承載巖體質量，則錨桿間排距

公司治理的產生是要解決所有者和經營者之間利益不一致而產生的委托代理關系，即公司剩余索取權和剩余控制權的分配問題，包含公司內部股東及管理層之間，也包含公司之外的因素之間的利益分配。鑒于此，現代公司治理有內部公司治理和外部公司治理之分。狹義的公司治理主要指公司中股東大會、董事會、監事會和經營管理層之間的權利制衡機制，通過有關制度，明確所有者和經營者之間的權利和責任關系，主要涉及公司的內部治理。而廣義的公司治理則是通過一系列的內部制度或外部制度來制衡公司與所有利益相關者之間的利益關系，維護公司利益，實現價值最大化的目標。廣義的公司治理結構，涉及內部治理和外部治理之間的協調問題。

式中：Q'為錨桿實際錨固力，大于預緊力80 kN，取100 kN；K為安全系數，取2；γ為煤體容重，一般13～18 kN/m3，取 15 kN/m3。

經計算知a=1.04 m[3-4]。

3.3 錨索支護設計

3）錨索支護為主動支護，它能將沿空巷道頂板不穩定巖層錨固到上部穩定巖層中，加強圍巖的穩定性，避免頂板斷裂線發生在實體煤幫處。

盡管張安琪現在的英語發音很標準，但張安琪說，一年前，她和同學們的英語口語水平都很一般，不僅語速、語調有問題，而且發音時都還帶著一股濃濃的“土味”。

經計算知d=15.98 mm。

式中：L1為錨索有效錨固長度，一般為1.5～2.0 m，此處取2 m；L2為錨索外露長度，一般為0.3～0.4 m，此處取0.4 m；L3為錨索的有效長度，取1.376倍巷寬，即3.72 m。

經計算知L≥6.12 m。

3.3.2 錨索支護密度

錨索支護密度為：

式中：K為安全系數，取2；B為巷道寬度，現場取2.7m；h為巷道破碎深度，取3.03 m；F為錨索最小拉斷力，設定錨索直徑17.8 mm，則取260 kN。

3.2.3 錨桿間排距

依據彈塑性極限平衡理論，巷道圍巖極限平衡區半徑為：

3.3.3 錨索間排距

排距M1=n/N；間距M2=0.85B/n

式中：n為每排錨桿數，根據生產現狀，取5個；N為錨索支護密度，取0.94根/m。代入公式計算得M1=5.31 m，M2=0.46 m。

證明 當k≥2,n-k≥2時,An,k為哈密頓連通圖,即?u,v∈V(An,k),u,v間存在一條哈密頓路.同樣,An,k也為一個哈密頓圖,即圖中存在一個哈密頓圈.證明An,k為3*-連通圖,只要證明?u,v∈V(An,k),An,k內存在3*-(u,v)容器.下面用分類討論的方法來證明.主要分為兩種情形:第一種情況是u,v屬于同一個子圖;第二種情況是u,v屬于不同的子圖.

4 工業試驗

錨網索支護設計參數詳見表2。

圖1解釋說明了沿空巷道圍巖隨工作面推進時形變特征：沿空巷道在工作面前方30 m時開始變形，在工作面后方60 m處變形基本停止，且巷道變形速度最快點在0 m處，在區間[20，-60]應加強巷道的臨時支護，如使用單體支柱配合鉸接頂梁支護，可確保作業安全；沿空巷道頂板變形最為強烈，達180 mm，實體煤幫、底板次之，充填體最弱。

即第j個行業生產1單位產品所需的全部勞動等于第j個行業生產1單位產品所需的直接勞動加上生產所有中間投入所需的勞動之和。

自主呼吸試驗（SBT）是指運用T管或低水平支持的自主呼吸模式于接受有創機械通氣的患者，通過短時間（30 min～2 h）的動態觀察，以評價患者完全耐受自主呼吸的能力，借此達到預測撤機成功可能性的目的[9-10]。給予呼吸肌功能鍛煉，下調壓力支持水平（PS），使潮氣量（VT）＞5 ml/kg為目標，保持PEEP和FiO2不變，如有以下任何一項指標將終止鍛煉：1）患者主觀感覺不適；2）SpO2＜90%；3）HR＞120次/分；4）SBP＞140mmHg；5）VT＜5 ml/kg；6）RR＞30次/分；7）胸腹矛盾運動；8）輔助呼吸機參與。

表2 錨網索支護設計參數匯總

圖1 巷道形變特征曲線

5 結論

1）該支護方案切實有效，巷道圍巖變形得到了有效控制。沿空巷道頂板變形最為強烈，達180 mm，實體煤幫、底板次之，充填體最弱。

2）巷道圍巖變形區間為工作面前方30 m至工作面后方60 m，此段應強化巷道的臨時支護，尤其注意巷道頂板的控制。