錨網索橫向鋼筋梯子梁縱向W鋼帶組合支護在沿空送巷中的應用

摘要：本文通過對鄭煤集團新鄭煤電有限責任公司12206工作面下付巷沿空送巷期間錨網支護技術進行研究，在保證支護安全可靠的前提下，提高了掘進效率，緩解了采掘接替緊張的局面。根據回采期間的礦壓監測，論證其支護技術的合理性，為該公司或者其他單位遇到類似情況提供了很好的參考價值。

關鍵詞：錨網支護 ?沿空送巷 ?鋼筋梯子梁 ?縱向W鋼帶

隨著煤礦技術的發展，新鄭煤電公司井下掘進巷道的支護方式也經歷了由坑木支護到12#礦工鋼支護，由12#礦工鋼支護到U型鋼支護，再由U型鋼支護到錨網支護的變更，目前錨網支護已經由點到面，全面鋪開，支護技術日趨成熟。本文對沿空送巷期間的錨網支護技術進行了探討，根據回采期間的礦壓監測，論證其支護技術的合理性，為該公司或者其他單位遇到類似情況提供了很好的參考價值。

1 工作面基本情況

新鄭煤電公司12206工作面地面標高：+131～+134m，井下標高：-166～-131m，該采面傾斜長度170m，走向長度1460m，主要開采山西組底部二1煤層，黑色，粉末狀、鱗片狀，煤巖類型半光亮型，煤質松軟，強度較低，屬貧煤，硫份含量小于1%，水分含量0.96%，發熱量29.3～30.27MJ/kg。12206采煤工作面下付巷煤厚變化3.4～14.9m，平均厚6.1m，沿煤層底板掘進。該巷道沿12204采煤工作面采空區掘進，凈間距3m。

2 支護參數選擇

2.1巷道斷面選擇

為保證巷道能滿足行人、運輸、通風及安全相關的需要及現場情況，選取梯形為巷道斷面，設計上凈寬3.8m，下凈寬5.2m，凈高3.4m，凈斷面15.3㎡。巷道斷面形狀見圖1：

2.2支護參數選擇

2.2.1 錨桿長度及間排距計算

①巷道掘進后煤幫最大破壞深度C

式中：C為煤幫最大破壞深度，m;Kc為采掘工程擾動系數，取值1.5;γ為上覆巖層平均重力密度，計算得14.1kN/m3;H為巷道埋深，取值290m;fc為煤層硬度系數，取值0.5;h—巷道輪廓范圍內煤夾層的厚度，取值3.4m;φ—煤體內摩擦角，取值15o。

巷道掘進后頂板最大破壞深度b

式中：C為煤幫最大破壞深度，m;fn為錨固巖層的硬度系數，取值6;a為巷道的半跨距，取值2.6m;α為煤層傾角，3o;ky為錨固巖層的穩定性系數，取值0.95。

將相關參數代入下式，分別得到：

巷道掘進后頂板最大破壞深度b

②錨桿打設后要求巷道掘進后頂板、煤幫破壞范圍得到有效錨固

頂錨桿長度Ld：Ld=b+s

幫錨桿長度Lb：Lb=C+s

式中：s—錨桿錨入巷道圍巖破壞范圍之外的深度，取0.5m。帶入相關參數得到：

Ld=0.48+0.5=0.98m

Lb=0.18+0.5=0.68m

當采用上述公式計算得到頂部錨桿錨桿長度不小于0.98m，幫部錨桿長度不小于0.6m，根據我礦實際情況，頂部錨桿長度取2.4m，幫部錨桿長度取2.0m。

③錨桿間排距

頂錨桿間距：Dd≤1/2L

頂錨桿排距：L0=N×nd/（K×Qd）

式中：nd為頂板每排錨桿根數;N—每根錨桿錨固力，70kN;K—安全系數，取2;Qd—頂板壓力，52.79kN。nd，頂板每排錨桿根數取7;N—每根錨桿錨固力，取70;K—安全系數，取2;得到：

Dd≤1/2×2.4=1.2

L0=70×7/2÷（2×52.79）=2.32

根據上式計算可得：錨桿間距不大于1.2m，錨桿排距不大于2.32m，結合公司現況，錨桿間排距0.8m×0.8m。

2.2.2 支護參數選擇

根據支護設計計算及我礦相似地質條件下錨網支護情況，并考慮此工作面沿空送巷，支護參數選項為：采用冷拔絲編織網+硬質塑料網+鋼筋梯子梁（H鋼帶）+頂錨索+頂W鋼帶（縱向）+錨桿支護。

全斷面采用規格為Φ20×2400mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，兩幫采用規格為Φ20×2000mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，間排距均為0.8m×0.8m。

錨索按“1—2—1”布置（即：巷道正中一根與左右各偏中1.1mm各一根交替布置），在每排2根的錨索用W型鋼帶縱向連接。錨索規格為Φ17.8mm×6.2/8.2m鋼絞線（根據實際頂煤厚度調整錨索長度，確保錨索錨固在穩定巖層中），排距0.8m，誤差±0.1m。見圖2。

3 施工工藝

施工工藝：按設計畫出斷面→使用單體柱臨時支護護頂（同時上網）→安裝H型鋼帶→打頂部錨桿→打幫部錨桿→安裝W鋼帶→打錨索→滯后套棚。

①巷道斷面截割或放炮成形后，嚴格執行敲幫問頂制度，校核巷道尺寸。

②把聯好的網一起移至迎頭，然后用液壓支柱支撐已鋪好的網，上鋼帶、打設錨桿，然后升起單體柱背實。

4 相關安全技術措施

①敲幫問頂，由現場施工負責人進行敲幫問頂，并有專人觀山，利用手鎬或鋼釬之類的工具，去敲擊巷道周圍已經暴露而未加管理的巖石（或煤體），使其發出聲音，來探明周圍巖體內部是否松動、斷裂和離層，將頂幫活煤、活碴及探頭石處理后，其他人員方能進入掘進面。

②煤體注水，為確保頂板安全，減小煤塵的產生量和頂煤冒落機率，必須把壓風、防塵、注水管路安裝到位。主要注水設備包括：風動鉆機、封孔器、分流器、高壓管、壓力表及流量表等。

③頂板破碎段及托頂煤施工，必須超前護頂。（可在迎頭巷頂以45～75°仰角打設超前護頂錨桿）

5回采期間的礦壓觀測及支護效果

礦壓觀測方法：觀測表面位移及錨桿索受力情況，工作面距觀測站100m時開始觀測，每推進5m觀測一次，當距工作面剩余50m時，每推進3m觀測一次。

觀測結果分析如下：

①表面位移：隨著工作面的推進，頂部及兩幫位移有明顯變化，從切巷距離觀測站45m處開始，巷道頂部及兩幫移近量不斷增大。當距工作面20m時，移近量趨于穩定，此時頂部移近量為200mm，兩幫移近量為400mm。（見圖3）

②錨桿、索測力數值：隨著工作面的推進，當切巷距離觀測點60m時，錨桿索測力計讀數開始緩慢變大，距離工作面27m開始，數據開始明顯變化，隨著工作面推進雖然保持平穩上升趨勢，但是測力數值較大，在距工作面15m時達到最大變化值，之后錨索測力計讀數達到最大值105KN并趨于穩定;錨桿測力計失效，讀數降為0。（見圖4）

根據以上觀測結果說明：當兩幫位移趨于穩定之后，巷道上凈寬3.45m，下凈寬4.7m，凈高3.2m，凈斷面13.04㎡，能滿足采面通風、行人、運輸的需要，無需進行二次擴巷。

6 結語

①每班施工前必須對迎頭往外5m范圍內的錨桿進行二次緊固，松動的要及時上緊，網不貼巖壁的應及時補打錨桿，保證支護有效。

②頂板破碎段及托頂煤施工，必須超前護頂。（可在迎頭巷頂以45～75°仰角打設超前護頂錨桿）

③通過回采后發現巷道兩幫肩角處側壓較大，局部有較大的網兜，需在此區域加大錨桿密度。

作者簡介：李憲振1982.03--男，漢族，河南濮陽人，2009年7月畢業于河南理工大學采礦工程專業，碩士研究生學歷，工程師職稱;現在鄭州煤電超化煤礦從事煤礦生產技術管理工作。

作者簡介：工作單位：鄭州煤電超化煤礦，從事工作/研究方向：煤礦生產技術管理，單位郵編：452385。