门河 曹立全

(珲春矿业（集团）公司生产技术部,吉林珲春 133300)

煤巷复合软岩顶板支护研究

门河 曹立全

(珲春矿业（集团）公司生产技术部,吉林珲春 133300)

珲春矿业集团英安煤矿83301工作面回风巷、入风巷巷道顶板为煤巷复合软岩顶板，通过对巷道顶板、两帮补打锚索，加强巷道支护，减少了巷道顶板下沉量，减少了两帮移近量，使巷道支护达到稳定效果，使83301工作面回采步入正规循环，保证了矿井产量的完成。

补打锚索 支护 减少变形

1 工程概况

英安煤矿83301工作面入风巷、回风巷煤层平均厚度3.8m，煤层倾角0°～17°，平均7°。巷道顶板伪顶0.2m粉砂岩，直接顶0.3～0.8m泥岩，老顶5.5～11.5m粉砂岩。

巷道复合顶板软岩的特点是岩层厚度小、节理裂隙发育、强度低、各岩层之间粘结力很小。变形破坏特征是岩层较软，容易发生离层、下沉、最终导致顶板下沉，极易发生漏冒顶事故。

英安煤矿83301工作面在回采过程中，由于巷道为复合顶板，巷道变形量较大。顶板下沉量在0.2m～1.3m之间，两帮移近量在0.1m～1.0m之间，巷道底鼓量在0.1m～1.2m之间.在巷道变形量增大时，通过加打锚杆、打单体、π梁起到了一定的支护效果，但是变形量仍然加剧。后期入风巷、回风巷每条巷道派一个巷修队组对巷道加以维护，进行挑顶、拉底、开邦工作。这样既增加了人力，消耗了时间，浪费了材料，严重制约了回采速度，影响了矿井产量，矿井在生产中存在着隐患，存在着风险。

图1 原有巷道支护断面图

图2 巷道顶板补打锚索支护平面图

图3 两帮补打锚索支护断面图

2 巷道观测

针对以上这种情况，我们经过深入研究，慎密分析，做出了支护改革。83301回风巷原有顶板锚杆排拒X间距为1.0mX0.8m，帮锚杆排拒X间距为1.0mX0.8m，顶板锚杆型号为左旋螺纹钢∮2000mmX2400mm，帮锚杆型号为为左旋螺纹钢∮2000mmX2000mm；顶板锚索排拒X间距3.0mX1.8m，顶板锚索型号为钢绞线∮15.24mmX6300mm。

我们通过先搞试验区支护试验，效果良好后，再进行推广。我们在83301回风巷150m～180m处先做试验，在原有支护基础上，巷道顶板和两帮补打锚索。顶板补打锚索排拒X间距为3.0mX1.5m，帮补打锚索呈三花眼布置。

3 补打锚索布置图

3.1 原有巷道支护断面图（如图1）

3.2 巷道顶板补打锚索支护平面图（如图2）

3.3 巷道两帮补打锚索支护断面图（如图3）

4 模型计算

为验证锚杆支护方案的有效性和解决现场实际问题，采用离散元数值模拟软件UDEC建立数值计算模型，模型尺寸80mX35.6m（宽X高）。巷道顶板伪顶0.2m粉砂岩，直接顶0.3～0.8m泥岩，老顶5.5～11.5m粉砂岩。83301回风巷埋深400m，因此上边边界载荷按垂深400m计算，模型底边界垂直方向固定，左右边界水平方向固定，巷道围岩本构关系采用摩尔-库伦模型。

模拟内容：在原有支护锚网索基础上，顶板补打锚索排间距3000mmX1500mm，两帮补打锚索呈三花眼布置，对巷道不同锚索支护条件下，得到巷道围岩应力分布和塑性区分布。分析比较不同的方案巷道围岩变形情况，选取了最优方案。

5 结语

(1)理论分析计算了巷道的破碎区、塑性区的范围，分析了复合顶板巷道围岩失稳的机理，为锚索支护参数的确定提供了依据。(2)通过数值模拟对不同锚索间排距情况下的围岩进行了分析和论证，确定了顶板补打锚索排间距为3000mmX1500mm，帮补打锚索成三花眼布置，顶板为锚索规格为钢绞线∮17.8mmX8200mm，帮为锚索规格为钢绞线∮17.8mmX6200mm。(3)在煤巷复合软岩顶板地质条件下，采用锚网索联合支护方式能够有效地保证巷道整体稳定性，锚网索支护为主动支护，使采面得以正常生产，取得了良好的社会经济效益。

[1]柏建彪,候朝炯.复合顶板极软煤层巷道锚杆支护技术研究[J]岩石力学与工程学报，2001.

[2]王平.数值模拟确定锚杆支护参数研究[J].能源技术与管理,2006.

[3]宫显彬.复合顶板条件下煤巷锚杆支护技术[J].煤炭科学技术,2000.