集中膠帶大巷錨桿錨索支護技術的應用

馬驍堯

（山西晉煤集團臨汾晉牛煤礦投資有限責任公司，山西 臨汾041000）

山西晉煤集團臨汾晉牛煤礦投資有限責任公司（簡稱晉牛公司）設計能力為0.90 Mt/a，由6座煤礦整合而成。加強晉牛公司安全生產管理和合理有序開發煤炭資源，對巷道施工斷面和掘進速度提出了更高的要求，進行錨桿支護技術研究勢在必行。

錨桿支護設計采用現場調查、地質力學評估、初始設計、井下監測和信息反饋、修正設計和日常監測的方法[1]。

1 地質力學評估概況

1.1 煤層賦存情況

9#、10#、11#煤層位于太原組下段頂部，平均厚度5.14 m，厚度變化不大。含1～4層夾矸，結構復雜，層位穩定。

1.2 煤層頂底板條件

9#、10#、11#煤層頂板：多為石灰巖、泥巖，致密性脆。頂板石灰巖單軸抗壓強度平均111.5 MPa；單軸抗拉強度平均3.29 MPa，抗剪強度平均8.18 MPa。9+10+11#煤層底板多為泥巖、砂質泥巖，致密，性脆。底板泥巖單軸抗壓強度平均8.9 MPa；單軸抗拉強度平均0.21 MPa，抗剪強度平均0.61 MPa。

1.3 地質構造情況

井田總體為一軸向北東的向、背斜構造，地質構造復雜程度屬簡單類，地層傾角平均為8°，井田內未發現斷層和巖漿巖侵入，查明褶曲9條，陷落柱2個。

1.4 水、火、瓦斯、煤塵情況

晉牛公司礦井屬低瓦斯礦井，水文地質條件為中等類型，9#、10#、11#煤層煤塵有爆炸危險性，煤自燃傾向性等級為Ⅱ級。

2 錨桿支護設計

集中膠帶大巷掘進斷面形狀為矩形，斷面寬度5500 mm，高度4150 mm，沿煤層頂板掘進。巷道采用樹脂加長預應力錨固錨桿錨索組合支護系統。

（1）頂板支護

錨桿及配件規格： 桿體采用Φ22 mm×2400 mm；采用規格Φ150 mm×150 mm×10 mm的高強度托板、調心球墊和尼龍墊圈；采用Φ16鋼筋焊接而成的鋼筋托梁聯接；采用網孔50 mm×50 mm的菱形網護頂，網片5900 mm×1100 mm，搭接長度為100 mm。

錨桿布置：每排均垂直巷道頂板布置6根錨桿，間排距均為1000 mm。預緊力矩不小于300 N·m，錨固長度為1208 mm，錨固力大于等于150 kN。

錨索布置：垂直頂板打設Φ17.8 mm×6300 mm的高強錨索，間距2000 mm，排距1000 mm，且采用高強度可調心托板及配套鎖具，預緊力不小于200 kN，錨固長度1790 mm。

（2）巷幫支護

錨桿及配件規格： 桿體采用Φ22 mm×2400 mm；采用規格150 mm×150 mm×10 mm的高強度托板、調心球墊和尼龍墊圈；采用Φ16鋼筋焊接而成的鋼筋托梁聯接；采用網孔50 mm×50 mm的菱形網護頂，網片5900 mm×1100 mm，搭接長度為100 mm。

錨桿布置：每排均垂直巷道頂板布置4根錨桿，間距1100 mm，排距1000 mm。預緊力矩不小于300 N·m，錨固長度為1208 mm，錨固力大于等于150 kN。

集中膠帶大巷錨桿支護布置見圖1。支護材料見表1。

圖1 集中膠帶大巷錨桿支護布置

表1 集中膠帶大巷錨桿支護材料清單

3 礦壓監測

本次集中膠帶大巷礦壓監測主要有以下幾部分組成：①頂板離層監測②巷道斷面表面位移監測③測力錨桿④測力錨索，監測的目的主要是根據數據初始支護設計進行反饋調節，以及驗證設計的合理性與可靠性，保證巷道施工的安全，見表2。

4 結語

對集中膠帶大巷進行了錨桿支護設計；井下工業實踐及礦壓監測效果表明，巷道支護效果良好。經測算采用錨網聯合支護比工字鋼棚支護成本大大減少，既經濟又安全。

表2 巷道綜合監測內容