上官军卫

（山西晋能控股煤业集团沁秀公司岳城煤矿， 山西 晋城 048006）

1 现场概况

岳城煤矿主采3 号煤层，煤层平均厚度3.36 m，分层开采。1308 工作面位于一盘区大巷以北，1307工作面以西，1309 工作面以东，矿界以南。13081 巷为工作面进风顺槽巷道，巷道标高441.0～503.0 m，地面标高955.0～860.0 m。巷道直接顶和老顶均为砂质泥岩，平均厚度3.63 m，黑色，质软不坚硬，层理发育，岩芯坚硬，完整，属中等不稳定顶板。自2019年9 月初开始施工13081 巷掘进开口以来，巷道矿压显现强烈，顶板压力极大，频繁出现锚索异常声响，顶板托盘四角翘起及顶板离层仪变化较快等异常情况，尤其是采用全锚索支护后围岩变形仍未得到有效控制。因此有必要分析确定巷道强烈变形的原因，针对性提出科学合理的支护参数，解决巷道支护难题。

2 理论计算

预应力是钢棒支护系统的决定性参数。在高预应力下，钢棒支护产生的附加应力场应力值大，形成的压应力区范围广，有效压应力区几乎覆盖了整个顶板，形成有机的整体[1]，钢棒的主动支护作用得到充分发挥。

根据现场实际情况，利用工程类比法及现场经验选择锚固法加固顶板，采用自然平衡拱原理作为钢棒支护设计的数学模型，通过巷道围岩层间的关系来确定巷道支护的钢棒参数。根据《采矿工程设计手册》和《煤巷锚杆支护理论与成套技术》[2]，经计算可得：钢棒长度取值应不小于2.40 m，合理取值为2.70 m；直径取值应不小于16 mm；锚索长度应不小于4.484 m；钢棒间距不应大于1.34 m，钢棒排距不应大于1.34 m。……