张虎伟

摘要： 锚网支护目前在煤矿巷道支护中已经应用的十分广泛，但是锚网支护技术应用的关键条件是围岩能够提供足够的锚固力，在此基础上，才能施加较大的预紧力，充分发挥锚网支护的主动性。但是在现实应用中，某些比较破碎的顶板，尤其是过上分层采空区时，围岩比较松散，往往无法保证锚固力，在此种情况下，采用鸟笼锚索能够有效的解决这一问题，现在应用取得良好的应用效果。

Abstract： The bolting wire mesh support has been widely used in mine roadway support at present. However， the key condition for the application of bolting technology is that the surrounding rock can provide sufficient anchoring force. On this basis， it can exert a greater pre-tightening force and give full play to the initiative of anchor net support. However， in practical applications， some relatively broken roof， especially over the stratified mined area， the surrounding rock is relatively loose， often can not guarantee the anchoring force. In this case， the use of birdcage anchorage cables can effectively solve the problem， now the application achieved good results.

关键词： 破碎带；锚固力；鸟笼锚索

Key words： fracture zone；anchoring force；birdcage anchorage cable

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）04-0135-03

1 巷道概况

12150下巷地表对应位置位于老下赵沟遗址，X002县道从中穿过。其余部分为农田、旷野及丘陵、无重要建筑物。该工作面位于12采区2-3煤皮带下山东翼；工作面北部为（2-3）12110工作面采空区；南部为12170工作面采空区；上部为2-1煤和1-2煤采空区、2-1煤12111、12131及11081三个工作面采空区和1-2煤11061、11081、11011、12111及12131五个工作面采空区。2-1煤工作面开采已经超过10年以上。相邻南部为已回采的12170工作面，工作面平均煤厚为11.57m；北部为已回采的12110工作面，工作面平均煤厚为9.6m。

根据矿方提供的地质资料，2-3煤，黑色，煤岩成分以亮煤为主，沥青光泽，条带状构造，裂隙发育，厚度9-15.5m，平均厚度为11.8m，煤层结构复杂，含夹矸3-7层，夹矸为灰-灰黑色泥岩，夹矸累厚1.1m，煤层储量估算厚度为10m，煤层产状一般为165°∠10°。

顶板：合并区煤层顶板为深灰色泥岩，厚度为39m左右，抗拉强度为1.5MPa，抗压强度为23.57MPa，内聚力为1.2MPa，分叉區煤层顶板为深灰色泥岩及浅灰色细砂岩，厚0.8m-26m，抗拉强度为1.72MPa，抗压强度为35.82MPa，内聚力为3.2MPa，泥岩中含植物化石碎片，细砂岩偶含煤屑。

底板：煤层底板上部为炭质泥岩，黑色厚0.8-1.9m，一般为1.0m，抗拉强度为0.97MPa，抗压强度为17.5MPa，内聚力为0.75MPa，中下部为浅灰色细砂岩，抗拉强度为1.72MPa，抗压强度为35.82MPa，内聚力为3.2MPa，平均厚14.2m，块状构造，偶含煤层。

2 煤岩体强度及锚固力

2.1 煤岩体强度

在12150下巷距巷口380m进行顶板强度测试，测试结果可知，一测点顶板以上0-4.3m为2-3煤，煤层强度平均值为14.83MPa，4.3-10m为泥岩，岩层强度平均值为23.04MPa，测试结果见图1-图2。

2.2 锚固力测试

锚固力和预紧力测试工作必须在井下施工之前进行完毕。锚固力试验采用锚杆拉拔计确定树脂锚固剂的粘结强度。在12150破碎段进行拉拔试验，顶锚杆进行两根拉拔试验，基本在160kN以上；两帮四根锚杆锚固力分别为63、85、115、150kN；顶板6.3m锚索均在180kN左右；两帮4.3m长度锚索均在160kN左右，锚固力不足，必须采取措施[1-3]。

3 巷道支护方案

3.1 顶板支护

①普通锚索：

锚索形式和规格：锚索采用1×7股高强度低松弛预应力钢绞线，直径18.9 mm，长度为4300mm，延伸率不小于3.5%，钻孔直径28mm，配合高强度异形托盘及配套锁具。

锚固方式：采用直径为28mm钻头打孔，一支MSK2335，两支MSZ2360三支树脂锚固剂加长锚固。

网片规格：采用双层经纬网配合钢筋托梁护顶，网孔规格40×40mm，顶网规格为4000×1000mm，两个网片搭接100mm。

钢筋托梁规格：采用16 mm螺纹钢焊接而成，托梁宽度为210mm，长度为3300mm。

锚索托板：托板尺寸为300×300×14mm，托板高度要求不小于56mm，承载能力不低于400kN，配合调心球垫和高强度锚索锁具使用。endprint

锚索布置：锚索间距1330mm，每排6根锚索，排距900mm，全部垂直顶板架设。

锚索预紧力：初次张拉要求不低于200kN。

②鸟笼锚索：

锚索形式和规格：锚索采用1×7股高强度低松弛预应力钢绞线，直径18.9 mm，长度5300mm，延伸率不小于3.5%，

锚固方式：采用钻头直径32mm打孔，一支MSK2840和两支MSZ2860树脂锚固剂锚固，配合高强度锁具和可调心托板。

拱型锚索托板：采用300×300×14mm高强度可调心托板及配套锁具，托板要求高度不小于56mm，承载能力大于400kN。

锚索布置：锚索间距2850mm，排距1800m，每排3根锚索，全部垂直岩面打设。要求锚索初始张拉不低于260kN，预紧力损失后不低于200kN。

3.2 巷帮支护

锚杆形式和规格：杆体为22#左旋无纵筋螺纹钢筋，钢号为BHRB500号，长度2.4m，杆尾螺纹为M24。

锚固方式：树脂加长锚固，采用两支树脂锚固剂，一支规格为MSK2335，另一支规格为MSZ2360，钻头直径为30mm，锚固长度1200mm。

W钢护板规格：厚度5mm，宽280mm，长度450mm，高度不低于25mm。

锚杆配件：采用高强锚杆螺母M24，配合高强托板调心球垫和尼龙垫圈，托板采用拱型高强度托板，高度不低于36mm，托板尺寸不小于150×150×10mm，承载能力不低于255kN。

网片规格：采用双层经纬网护帮，经纬网材料10#铁丝，网孔规格40×40mm，网片规格4000×1000mm，采用16#铅丝联接，双丝双扣梳辫法孔孔相连。

锚杆布置：锚杆间距为950mm，排距为900mm，每排每帮2根锚杆，全部垂直于岩面打设。

锚杆预紧扭矩：≥300Nm，禁止超过500Nm。

鸟笼锚索：锚索形式和规格：锚索采用1×7股高强度低松弛预应力钢绞线，直径18.9 mm，长度5300mm，延伸率不小于3.5%。

锚固方式：采用钻头直径32mm打孔，一支MSK2840和两支MSZ2860树脂锚固剂锚固，配合高强度锁具和可调心托板。

锚索托板：采用300×300×14mm高强度可调心托板及配套锁具，高度不低于56mm，承载能力不低于400kN。

锚索布置：每帮锚索按照2-0-2布置，锚索距离底板垂直距离为500mm，排距为1800mm，间距1900mm。

锚索角度：两帮锚索水平打设。要求锚索初始张拉≥260kN，预紧力损失后不小于200kN。

鸟笼锚索为在锚索中编入M8的螺母，鸟笼处最大直径28mm，锚索端部设两处鸟笼，鸟笼之间间距为500mm，限位套之间间距为500mm，锚索端部搅拌头长30mm，搅拌头配合高强度锁具和可调心托板。鸟笼锚索规格及尺寸见图3[4-6]，12150下巷破碎锚杆锚索支护布置如图4。

4 现场监测

巷道掘进支护以后42d围岩变形量如图5所示。30d后12150下巷两帮基本稳定，两帮最大位移量在170mm左右；顶板在33d左右也基本稳定，顶板最大下沉量在80mm左右。相对之前完全普通锚索支护的巷道围岩变形量大幅度降低。锚索受力稳定，说明鸟笼锚索的锚固端稳定可靠，有效的限制围岩的变形[7-8]。

5 结论

①煤矿巷道进行锚网支护之前一定要进行巷道围岩强度和锚固力测试，在此基础上判定巷道围岩能否提供可靠的锚固基础，确保锚网支护能够施加较高的预紧力，充分发挥锚网主动支护的优势。②针对比较破碎的围岩，能够提供锚固力有限的围岩，采用鸟笼锚索，增加锚索与锚固剂以及钻孔的锚固面积来提高锚固力。矿压监测数据表明，鸟笼锚索针对破碎带围岩的支护效果良好。

参考文献：

[1] 王德璋，李俊杰.动压巷道矿压显现规律及支护技术[J].煤炭科学技术，2011，39（4）：40-43.

[2]张耀平，曹平，袁海平，等.复杂采空区稳定性数值模拟分析[J].采矿与安全工程学报，2010，27（2）：233-238.

[3]许家林，钱鸣高，金宏伟.岩层移动离层演化规律及其应用研究[J].岩土工程学报，2004，26（9）：632-636.

[4]郭相参，张爱英.煤矿锚杆支护巷道顶板稳定性的监测方法[J].煤矿支护，2009（3）：40-42.

[5]刘长武.软岩巷道锚注加固原理与应用[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000：112-134.

[6]陈金宇，谢文兵，赵晨光.斜井巷道锚注加固技术研究[J]. 煤炭科学技术，2007（7）.

[7]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，1994：67-85.

[8]孔一凡，姬陽瑞.动压巷道锚注加固技术应用研究[J].煤炭科学技术，2006，34（8）.endprint