麻龙斗

（山西汾西矿业南关煤业有限责任公司，山西 灵石 031304）

我国煤矿一直以井工开采为主，需要掘进大量的地下巷道。针对如何稳定控制巷道围岩的问题[1-2]，国内外专家提出了一系列的理论假说和支护技术，如悬吊理论、组合梁理论与压缩拱理论等理论假说以及锚网支护、型钢支护等支护技术。目前在煤矿中应用最为广泛的是锚杆支护，其具有支护效果好、施工速度快、成本低等优点[3-5]。

1 工程概况

南关煤业1207 工作面开采二叠系下统山西组2#煤，埋深258～316 m，煤层结构稳定，厚度2.1～2.4 m，平均厚度2.3 m。1207 材料巷沿2#煤层顶板掘进，所在区域处于背斜构造的北翼，1207 材料巷东距1209 工作面（已回采）20 m，西距1205 工作面（已回采）100 m，北距井田边界30 m，南临一采区回风巷，1207 材料巷采掘工程平面见图1。1207材料巷巷道设计宽4.4 m，高2.8 m，2#煤层顶底板岩性特征，见表1。

图1 试验巷道采掘工程平面

表1 2#煤层顶底板岩性特征

3 锚杆（索）支护设计与现场试验

3.1 锚杆（索）支护参数计算

（1）锚杆长度计算[6]

式中：L为锚杆长度，m；K为安全系数，取2；L1为锚杆锚入稳定岩层的深度，取0.5 m；L2为锚杆外露长度，取0.1 m；H为自然平衡拱高度，取0.65 m，则：L=2×0.65+0.5+0.1=2.0 m，整体取安全系数1.2，锚杆长度确定为2.4 m。

（2）锚杆直径计算[6]

式中：d为锚杆杆体直径，mm；Q为锚杆抗拔力，查表得到230 kN；σt为锚杆杆体材料抗拉强度，查表得到630 MPa；计算得到d=21.3 mm，锚杆直径确定为22 mm。

（3）锚杆间距、排距计算[6]

式中：α为锚杆间排距，m；Q为锚杆设计锚固重量，取10 t/根；H为自然平衡拱高度，取0.65 m；K为安全系数，取2；γ为被悬吊岩层容重，取2.58 t/m3。则：α=（Q/KHγ）1/2=[10/（2×0.65×2.58）]1/2=1.73 m，整体取安全系数2，锚杆间距确定为850 mm、排距确定为800 mm（最大值取900 mm）。……