涂智凌 赵伟豪

(河南理工大学 河南 焦作 454000)

回采巷道支护技术研究

涂智凌 赵伟豪

(河南理工大学 河南 焦作 454000)

本文针对新屯矿14476工作面顺槽具体地质条件来确定支护形式和参数。在14476工作面顺槽开口往里90m和160m处设置了两个测站，用十字布点法进行测量，分别对工作面两帮位移量和巷道顶底板位移量进行监测。监测结果表明：工作面顶底板移近量比巷道两帮移近量小，总的来说巷道围岩变形量都在一个月内趋于稳定，有效控制了围岩的变形。可以满足工作面安全回采的要求。取得了良好的技术经济效益。

工作面顺槽；支护形式；监测；围岩控制

一、地质概况

新屯井田位于河北省邯郸市峰峰矿区东北部，包括原井田和东部扩大区两部分，井田面积8.4099km2，矿井地理位置优越、区位优势明显，资源可靠、储量丰富，开采技术条件好，煤质优良，市场前景广阔。可采煤层为2号煤、4号煤、6号煤、7号煤、8号煤、9号煤[1]。目前新屯矿主要开采2号、4号、-240m以上6号煤层。其中，2号煤厚3.91m～6.95m，平均5.30m，采煤工艺以综采放顶煤为主，村庄下开采采用充填开采，目前最深开采至750m。

目前正在准备的14476工作面，地表位于东古佛村东北500m左右，皆为农田。井下位置及四邻采掘情况为：北至F30断层防水煤柱线，南邻14474工作面(未采)，东临近BF1断层，西至-600大巷保护煤柱线。

地面平均标高为+168～+171m，工作面标高-495～-535m，推进长度454m，工作面长度80m，煤厚平均5.5m，储量28万吨。

本地区呈一单斜构造，煤层基本稳定，厚度均在1.2m左右。煤层倾角浅部较缓，深部较陡。断层附近煤厚可能变薄。老顶为砂质页岩，厚度3.5m，深灰色质硬，局部含硅质层理明显，含砂质不均匀；直接顶为石灰岩，厚度为0.3～2.0m，青灰色，性脆较硬，含有少量方解石脉；直接底为细砂岩，厚度为1.5～2.4m，深灰色，长石英为主，硅质胶结，局部含黄铁矿；老底为砂质页岩，厚度为4.5m，上部石英长石为主含云母，层理清晰。

二、工作面掘进支护方式和支护参数

14476工作面顺槽摸4#煤顶板掘进,斜矩形断面，巷道规格为4.0m×2.4m(净宽×净高，巷中顶板向下2.4m到轨面距离)。巷道顶部采用锚索配合高凸T型钢带和专用T型钢带托板支护。锚索采用直径21.6mm高强度低松弛钢绞线，长度8.0m，锚固长度1.8m，锚索预紧力为100kN。顶板铺设钢筋网，钢筋网采用Φ6mm钢筋焊接而成，网片规格为1500×1100mm，网孔规格100×100mm，搭接长度100mm，每100mm采用12#双股绑丝绑扎一道。

三、工作面顺槽支护技术方案

14476工作面顺槽掘进净宽度为4000mm，巷中掘进净高度为2400mm，其锚杆、锚索布置方案如图1所示。顶板为5根锚杆，间距900mm；上帮4根锚杆，间距为700mm，上部锚杆距顶板200mm，底部锚杆距底板310mm；下帮3根锚杆，间距为850mm，上部锚杆距顶板200mm，底部锚杆距底板290mm，锚杆排距参照间距确定为1000mm。其中具体的支护参数如下：

顶板锚杆：型号用20mm×2400mm左旋螺纹钢高强锚杆，匹配150mm×150mm×12mm高强螺母与高强拱形托盘，如果锚杆不能垂直巷道顶板布置，应加设调心球垫。钻孔直径用28mm加长树脂锚固，型号K2335与Z2360锚固剂各一支，顶板配以钢筋网作为辅助支护，钢筋网采用6mm的钢筋自行焊接制作，顶板钢筋网规格为2000mm×1100mm，相邻网搭接约100mm，铁丝钮扣联结。锚杆安装预紧力：先使用锚杆钻机安装锚杆搅拌树脂锚固剂，然后采用大扭矩扳手拧紧螺母，锚杆预紧力矩不小于400Nm。

顶板锚索：采用1×7股高强度低松弛钢绞线制，直径21.6mm，长7300mm，有效长度7000mm左右，一排两根，间距2000mm，排距2000mm，两根锚索分别距离巷道两帮1000mm，锚索应紧跟掘进迎头施工。锚索采用3支树脂锚固剂锚固，1支K2335，2支Z2360，理论锚固长度约为1400mm，在锚索锚固端1300mm处施加挡圈。锚索托盘采用300mm×300mm×12mm的高强托盘，如果锚索不能垂直巷道顶板布置，应加设调心球垫，锚索预紧力应≥250KN。遇地质条件变化较大的地段，锚索长度可根据需要调整，但锚索长度只可加长，不可随意缩短[4]。

两帮锚杆：两帮使用左旋螺纹钢高强锚杆，锚杆钢材屈服强度不低于335MPa，规格为Ф20×2400mm，配150mm×150mm×12mm高强拱形托盘和高强螺母，为配套产品；钻孔直径为28mm，加长锚固，每孔两支树脂锚固剂，锚固剂规格为K2335和Z2360各一支，选用钢筋网护帮，钢筋网采用6mm的钢筋自行焊接制作，两帮金属网规格分别为2610mm×1100mm和2190mm×1100mm，相邻网搭接约100mm，铁丝钮扣联结，网扣间距不大于200mm。两帮锚杆预紧力矩应不小于200N·m。

图1 工作面顺槽锚杆、锚索布置图

四、工业性试验

为全面检查工作面顺槽锚杆支护的工作状态，监控巷道受到采动影响前后的状况，掌握围岩的变形规律，以确定巷道的稳定程度，以便及时采取相应的处理措施，并且通过监测来验证设计的合理性，检验支护质量，同时为修改设计提供科学依据。选择有代表性围岩条件，或选择特殊条件进行专项观测。为了确保14476工作面顺槽正常回采的情况，在14476工作面顺槽开口往里90m和160m处设置了两个测站，用十字布点法进行测量，分别对工作面两帮位移量和巷道顶底板位移量进行监测。

监测结果表明：在第20d后测站1顶底板移近量趋于稳定在255mm左右；在第21d后测站2顶底板移近量趋于稳定在310mm左右；总的来说巷道围岩变形量都在一个月内趋于稳定，有效控制了围岩的变形，可以满足工作面安全回采的要求。

[1]侯朝炯，郭励生，勾攀峰.煤巷锚杆支护[M].中国矿业大学出版社，1999.

[2]康红普,姜铁明,高富强.预应力锚杆支护参数的设计[J].煤炭学报,2008,07:721-726.

[3]杨玉亮.采动巷道支护参数优化设计研究[J].煤炭技术，2011，(3)：81-82.

[4]张慎勇.机巷锚杆支护的优化设计[J].江西煤炭科技，2008，(2)：8-9.

涂智凌(1992-)，男，汉族，江西丰城人，硕士研究生，河南理工大学能源科学与工程学院矿业工程专业；赵伟豪(1998-)，男，汉族，河南社旗县人，本科，河南理工大学电气学院电气工程及自动化专业。