邢国强

（山西汾西矿业宜兴煤业，山西 孝义 032300）

1 工程背景

山西汾西宜兴煤业2305 工作面主采2#煤层，2#煤上方为2.55 m 的细粒砂岩和5 m 的粉砂岩，下方有约1.4 m 厚的炭质泥岩，下方为2.75 m 的粉砂岩和1.05 m 的泥岩，埋深200～206 m，地应力较小。2305 回风巷断面4.2 m×2.2 m。巷道顶板岩层较为完整，且工程力学性质较好，因此提出锚杆（索）分次支护的方案以解决矿井采掘接替紧张的问题。

2 巷道掘进锚杆（索）分次支护研究

2.1 巷道掘进锚杆分次支护空间关系

巷道支护锚杆长度计算公式如下：

式中：l为锚杆长度，m；l1为锚杆外露长度，m；lm为锚固端长度，m；l2为锚杆自由段长度，m。

锚杆锚固端长度计算公式为：

式中：T为锚杆极限承载力，MPa，T=π2dσb/4，σb为锚杆抗拉强度；τr为锚固药卷粘结强度，MPa。

锚杆自由段长度计算公式为：

式中：R为等效半径，m；φ为内摩擦角，（°）；P0为初始荷载，MPa；c为粘聚力，MPa。

因此可得锚杆长度计算公式为：

当巷道采用锚杆分次支护时，为避免巷道围岩失稳，锚杆锚固力应达到：

锚杆间排距计算公式为：

因分次支护的核心思想是充分利用巷道围岩的自承能力，因此在距离巷道掘进工作面较近的位置，锚杆提供支护阻力不用太大，锚杆间排距可适当放大，而随着与巷道掘进工作面距离不断增大时，为保证巷道围岩的稳定，锚杆支护阻力应逐渐增大，锚杆间排距也逐渐变小，支护密度逐渐增大[1-4]。

2.2 巷道掘进锚杆分次支护时间关系

巷道掘进一次支护及分次支护，两种支护作业方式满足如下关系：

式中：v0为巷道掘进一次支护时掘进速度，m/d；v1为巷道掘进分次支护时掘进速度，m/d；……