沿空掘进煤巷锚杆支护合理化施工与注意事项

兰墩平

安徽省皖北煤电集团公司刘桥一矿掘进区，安徽皖北 235162

煤巷锚杆支护技术目前已经广泛应用于广大生产矿井，不论用于机巷、风巷、轨道巷，还是沿断层、改造工作面巷道，都取得了极大的成功，是现代掘进支护技术中最为先进的一种。但是煤巷锚杆支护技术在沿空掘进方面的应用还存在一些问题尚待解决。下面以665风巷沿空施工为例，谈谈沿空掘进煤巷锚杆支护合理化施工与注意事项。

1 Ⅱ468机巷情况概述

665工作面为66采区设计第3个工作面，工作面下方为663工作面采空区，665风巷跟六煤顶板（沿空留3m煤柱）开窝施工，巷道全长673m（平距）。巷道顶板岩性为：伪 顶：泥岩及碳质泥岩，黑色，性软，0.2m～1.4m；直接顶：深灰～灰黑色粉砂岩，夹有0.4m碳质泥岩，含植物化石，局部为泥岩，厚5.54m±。老顶：深灰色～灰白色，细砂岩，成份以石英为主、长石次之，含有白云母及其它矿物，钙质胶结，上部含碳质，局部为粗粒砂岩，厚6.25m。

2 合理化施工建议与注意事项

合理选择支护参数：采用类比法合理选择锚杆支护参数，根据同煤层邻近巷道663机巷、风巷的支护经验及观测资料分析，巷道顶板锚杆选用φ20-L-2200mm型MSGLw-335左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距：800mm×600mm，帮部锚杆选用φ20mm-L-2000mm型MSGLD-335右旋全螺纹锚杆，间排距：800mm×600mm，巷道锚索选用φ15.24mm的高强度低松弛钢绞线，间排距：1800mm×1800mm。锚梁网支护断面尺寸：净宽×净高=4000mm×2600mm；

采用计算法校核锚杆支护参数：

按悬吊理论计算锚杆参数：

1）锚杆长度计算：L=KH+L1+L2

式中：L为锚杆长度m；H为冒落拱高度m；K为安全系数取2；L1为锚杆锚入稳定岩层的深度一般取0.4m；L2为锚杆在巷道中的外露长度取0.1m。

式中：B为巷道开掘宽度取4m； f为岩石坚固系数取3。

则：L=2×0.67+0.4+0.1=1.84m

式中：α为锚杆间排距m；Q为锚杆设计锚固力88.2kN/根

H为冒落拱高度取2m；γ为被悬吊岩石的重力密度取26.7kN/m3；K为安全系数取2。

α=0.9m，施工时取600mm。

通过以上计算，顶板锚杆选用直径20mm，长度2200mm的左旋高强无纵筋螺纹锚杆，锚杆间、排距600mm。

按悬吊理论校核锚索排距：

1）施工中锚索使用φ15.24mm的钢绞线，锚索的长度为5.4m。用锚索将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于坚硬岩层中，校核锚索间距，冒落方式按严重的冒落高度考虑。此时靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用，在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下，取垂直方向力的平衡，可用下式计算锚索排距：L=nF2/[BHγ-（2F1sinθ）/L1]

式中：L为锚索排距m；B为巷道最大冒落宽度4.0m；H为巷道按最严重冒落高度取3.0m；γ为岩体容重26.7kN/m3；L1为锚杆排距；F1为锚杆锚固力88.2kN；F2为锚索极限承载力230kN；θ为角锚杆与巷道顶板的夹角75°；n为锚索排数2；根据以上计算锚索排距必须小于5.1m，所选锚索参数满足设计需要；

2）施工中加强巷道顶板岩性探查，由于巷道沿空施工，其巷道顶板可能受663工作面采空影响，顶板出现断裂，所以在施工中，巷道每施工40m（特殊情况除外），垂直顶板施工一探查孔，由矿锚杆支护及地质人员进行影像资料的采集与分析，根据观测情况选择锚索长度，确保锚索能深入稳定岩层1.5m，确定支护的可靠性，并安装顶板离层仪对顶板进行离层监测，同时要求当班班长根据打眼时岩性的软硬程度作好本班锚杆孔、锚索孔的顶板岩性描述，并记录锚索施工台帐上，以便随时掌握现场顶板岩性情况，若岩性变差，必须改为架棚支护；

3）加强巷道施工支护质量，严格使用《作业规程》规定的锚杆、锚索及相配套的支护材料，施工锚杆、锚索时做到钻孔直径、杆体直径、锚固剂直径必须“三径”匹配。必须按规定使用树脂锚固剂，锚杆使用2卷K2350型树脂锚固剂；锚索使用1卷K2350型树脂锚固剂和2卷Z2350型树脂锚固剂，孔内自上而下按快、中排列。严格锚杆、锚索的施工过程控制和监督。当遇巷道顶板破碎、软岩地段或复合顶厚度较大时，可适当加大锚固长度，增加药卷数量，增加药卷为中速药卷；

4）加强巷道矿压监测，采用“十字布点法”布置测站，监测巷道顶底板，两帮的压力，若巷道顶板离层超过40mm，沿巷中打设一排“ 一梁三柱”走向挑棚，两帮压力大时，老塘帮采区贴帮打设“一梁三柱”走向挑棚，棚距500mm。以控制巷道压力；

5）加强巷道施工过程中老塘帮瓦斯管理，施工时除严格按中线施工控制煤柱距离外，还要加强老塘帮瓦斯的探查，并在放炮过程中，严格执行一炮三检、一炮三泥及三人连锁放炮制，确保安全施工。

5 结论

锚杆锚索联合支护是一种很好的支护方式，它具有较高的支护强度和控制变形能力，提高巷道支护效果，节约成本，有利于安全生产。该支护工艺推广前景极为广泛，是经济合理的锚杆支护技术。

[1]袁和生.煤矿巷道锚杆支护技术[M].北京：煤炭工业出版社，1997.

[2]王庆弟.综放沿空煤巷不同预应力锚杆锚索支护效果分析[J].煤炭科学技术，2009(9).

[3]曹习华.煤巷锚杆支护沿空留巷技术在垞城矿应用[J].能源技术与管理，2006(1).