煤礦巷道錨桿支護技術的應用探究

張晨

摘 要：本文通過極軟巖巷道與深部沿空留巷實例分析，介紹了錨桿支護的應用效果。實踐表明：錨桿支護已經成為我國煤礦巷道首選的、安全高效的主要支護方式，顯著提高了巷道支護效果，保證了采煤工作面的安全、快速推進，促進了煤炭產量的大幅度增長。

關鍵詞：巷道支護;錨桿支護;成套技術

1煤礦巷道錨桿支護技術的應用

錨桿支護已經廣泛應用于煤礦各類巷道。在千米深井高地應力巷道、軟巖巷道、強烈動壓影響巷道、沿空掘巷與留巷等復雜困難條件取得較好效果。下面介紹兩個典型的應用實例。

1.1軟巖巷道

平莊紅廟煤礦是我國典型的軟巖礦井。煤層及頂底板巖層膠結差，煤巖體強度低、松散破碎、易風化、易崩解、遇水膨脹等特性，致使巷道支護困難。為了解決該支護難題，在回采巷道進行了錨桿支護研究和試驗。

煤層平均厚度5199m，抗壓強度僅為418MPa，層理、節理發育。頂板砂質泥巖強度為15～25MPa;直接底也為砂質泥巖，單軸抗壓強度為2315MPa，具有膨脹性。以回風巷為例，掘進斷面呈直墻半圓拱形，寬318m，墻高112m。巷道埋深350～400m。巷道采用樹脂全長預應力錨固支護。錨桿直徑22mm，長度214m，樹脂全長錨固。采用W護板與鋼筋網（頂板）、菱形金屬網（幫）護表。錨桿全部垂直巷道表面打設。錨桿排距900mm，間距850mm;每排每幫2根錨桿，間距600mm。錨桿預緊力矩為400N#m。錨索直徑22mm，長度413m，樹脂端部錨固。每118m打3根錨索。錨索預緊力為200～250kN?；仫L巷錨桿支護布置如圖1所示。

在掘進期間，兩幫移近量為79mm，頂底板移近量為281mm，而且主要是底臌量。頂板淺部離層為14mm，深部離層為23mm。巷道變形量小，圍巖完整、穩定。在回采影響期間，巷道在距采煤工作面40～50m范圍內開始受到明顯采動影響，特別是30m以后影響強烈。在距采煤工作面3m的位置，兩幫移進量達到256mm;頂板下沉量達到110mm。但總體來看，圍巖變形不大，滿足了安全生產的需要。

1.2深部沿空留巷

為了解決沿空留巷支護難題，在唐口煤礦進行了高預應力、高韌性、強力支護技術研究與試驗。試驗巷道為5121B10工作面回風巷，煤層平均厚度114m，傾角22b，單軸抗壓強度為812MPa。確定回風巷巷內支護采用強力錨桿、錨索組合支護。支護參數：錨桿直徑22mm，長度214m，樹脂加長錨固。采用W鋼帶與金屬網護頂。錨桿排距為1000mm，頂板每排6根錨桿，上幫4根，下幫2根。錨桿預緊力矩為500N#m。錨索直徑為22mm，長度613m。頂板每210m安裝2根錨索。錨索張拉力為300kN。從巷道掘進到穩定期間，兩幫移近量為149mm，頂底板移近量為41mm，頂板離層很小，支護狀況良好。

留巷期間，巷道圍巖位移顯著增加。從工作面前方10m到后方90m內，頂底板移近量增加163mm，但位移總體不大，圍巖與充填體穩定。在留巷復用期間，即作為下一工作面的運輸巷，經受了二次采動影響，但回采工作面超前支承壓力影響不太明顯。部分地段底臌與煤幫變形較大，進行了擴巷。整個留巷復用期間，圍巖變形基本控制在允許的范圍內。1813煤炭學報2010年第35卷

1.3唐口煤礦巷道支護

本礦井煤層埋藏深一般在700～1200m之間，3層煤的主要開采區域埋深在700～1000m左右。

從以上分析可以看出，唐口礦井3層煤頂底板巖石除少數泥巖、粘土巖強度較低外，其余砂巖層的強度均較高，采用常規的支護方式是可行的。根據徐州、新汶千米深井巷道及兗州、龍口礦區軟巖巷道

支護實踐經驗，對本礦井巷道支護考慮如下：

1、井底車場巷道及硐室：井底車場布置在中、細砂巖層中。車場巷道采用錨網噴支護，主要硐室采用錨噴、砼或鋼筋砼復合支護。

2、主要石門及大巷：設計考慮以錨噴為主，煤層大巷、部分圍巖巖性差的巷道及斷層兩側采用拱形U形鋼支架、錨網噴復合支護方式。

3、回采順槽：從目前支護現狀看，回采順槽有的采用注漿錨桿加金屬網支護，有的采用U型鋼支護，兗州礦區正在進行回采順槽的錨網加鋼筋梯支護方式，大部分礦仍采用梯形工字鋼棚支護。針對本礦井埋藏深，地壓大，煤層堅固性系數較小，地溫較高的特點，設計考慮采用錨網主動支護，防止煤體早期離層或破碎。同時為有利于井下氣候環境的改善，巷道需采用隔熱材料涂層，因此設計推薦采用錨網噴支護，由于本礦井地壓大，為了安全施工與生產，順槽支護在錨網噴的基礎上，再加礦用工字鋼單棚復合支護，施工和生產過程中根據實際揭露圍巖情況，可進行適當調整。

3結論

實踐證明，錨桿支護是經濟、有效的支護技術，是煤礦實現高產高效生產必不可少的關鍵技術之一。