邓东杰

(山西介休义棠城峰煤业有限公司，山西 介休 032000)

1 工程概况

义棠城峰煤业位于山西省晋中市介休市，主采的1号煤层厚度较小，平均厚度仅为1.05 m。已揭露煤层倾角变化为20～28°，平均24°，煤层较为稳定。如表1所示，煤层上方为0～2.27 m的砂质泥岩及6.03～12.15 m的粗粒砂岩。煤层底板为均厚6.27 m的粉砂岩。

表1 煤层顶底板岩性

通过对1号煤层进行煤质分析，可知1号煤层为焦煤，属特低灰-低灰、低硫、低热值-特高热值煤。由于1号煤层厚度较小，施工空间有限，一旦巷道支护不合理导致围岩失稳引发事故，极难处理[1-4]。通过研究1号煤层回采巷道支护形式，对有效回采1号煤层的优质煤炭资源意义重大。

2 回采巷道支护方案设计

2.1 锚杆支护形式与参数设计

根据检测报告数据，顶板岩层平均容重为26.3 kN/m3，两帮岩层容重为14 kN/m3，顶板岩体的普氏系数为2.1，两帮内摩擦角为47.9°。结合公司以前的工程实际，选用锚杆杆体的牌号为MG335。根据普氏理论，巷道两帮及顶板锚固参数确定如图1所示。

图1 锚固参数计算

如图1所示：

(1)

式中：b1为普氏免压拱高度，m；a＇为两帮滑动三角体上宽，m；B＇为巷道等效跨度，m；B为巷道掘进的跨度，3.4 m；H为巷道高度，2.4 m；φb为岩层内摩擦角，45°；fd为顶板岩体普氏系数，取2.1。

经计算可得：b1=1.249 m，a＇=0.924 m，B＇=5.248 m。

2.1.1 顶锚杆支护参数

1) 顶锚杆长度。锚杆长度可由下式计算：

l=l1+l2+l3

(2)

式中：l为顶锚杆长度，m；l1为外露长度，0.1 m；l2为有效长度，参考免压拱高度，取1.249 m；l3为锚入坚硬岩层的长度，m。

其中l3可由下式计算：

(3)

式中：d为锚杆直径，0.018 m；σt为锚杆抗拉强度，455 MPa；τa为锚杆与树脂的粘结强度，3.5 MPa。

计算可得：l3=0.585 m，l=1.93 m。

2) 顶板锚杆间排距。……