锚索支护在沿空留巷中的应用

佟强

摘 要：沿空留巷采用锚索支护顶板技术，代替了传统的留设煤柱、人工架木棚等支护方法，既提高了煤炭回采率，又降低了工人的劳动强度，减少了工时、材料消耗。

关键词：锚索；支护；沿空溜巷

1 锚索沿空留巷支护原理

锚索沿空留巷支护是根据顶板悬臂梁原理作为理论支撑的。按照矿山压力中板块原理，认为沿空留巷的顶板呈悬臂状态，原有的石墙支护是巷道的一个支撑点，另一个支撑点是巷道下帮的实体煤柱，在实际生产过程中顶板冒落，下帮三角一般破坏的只是伪顶和直接顶。基于这个理论另一个支撑点用锚索来代替，让锚索打在不易冒落的老顶上，然后用锚索将直接顶吊住，形成一个悬吊支撑点来维护采后巷道的空间，减少顶板下沉量和破坏程度。

预应力加固围岩的实质，就是通过锚索对被加固的岩体施加预应力，限制岩体有害变形的发展，从而保持岩体的稳定，在顶板上打注锚索后，由于锚索的锚固点在深部稳定的岩层中，根据悬吊理论，使下部不稳定岩层通过锚索悬吊在上部稳定岩层中，起到了悬吊顶板的作用，同时由于锚索预应力作用，对已有锚杆支护的下部岩层进行组合、加固。锚索能有效的控制顶板下沉，降低回采后顶板的破坏程度。

2 工作面概况

45061采煤队现回采九采区69层左一片，工作面走向长度为428m，倾向长度为131m，煤层采高为1.3m，煤层倾角为32°，该煤层层理发育，伪顶细砂岩，厚0.5m，深灰色坚硬，直接顶，粉砂岩，厚3.7m，灰黑色、致密、坚硬。下巷采用石墙配合锚索钢带支护，相对于以往留煤柱等方式留巷后，巷道片帮变形、顶板下沉、底板鼓起等现象都得到了很好的控制。

3 锚索参数的确定

沿空留巷中使用锚索支护技术，不是消极被动去支护已被破坏的围岩，而是最大限度的保持围岩的完整性、稳定性、控制围岩变形，从而更好的维护采后巷道的空间。锚索支护设计是根据巷道围岩特性和使用目的，在理论验算基础上，加上拉拔试验和监测等手段进行的。试验发现，锚索支护被破坏的形式是锚索和锚体的黏结破坏或是锚索被从锚体中拔出，所以，锚索支护技术的关键就是确定锚索的长度和锚固长度，以便锚索真正锚到坚硬稳定的老顶中，不会从锚固体中被拉出，真正起到悬吊支撑点的作用，来维护采后巷道的空间。

锚索锚固长度计算：按GBJ86-85要求，锚索锚固长度L1应符合：

，再根据工程类比法，L1取1.0-2.0，所以在这里L1取1.7m。

式中：k-安全系数，2；d-锚索钢绞线直径，18mm；f1-钢绞线抗拉强度，1860mpa；f2-用高强树脂做锚固剂，黏结强度10

锚索长度计算：L=L1+L2+L3+L4=1.7+4.2+0.1+0.3=6.3m

式中：L-锚索总长度；L1-锚固长度，上面取1.7m；L2-不稳定岩层厚度，包括伪顶，直接顶，共4.2m；L3-安装托盘及锁具的厚度，0.1；L4-锚索露头长度，0.3

为确保安全系数锚索长度确定在6.3m，留巷采后采用单排锚索支护，锚索间距为2m，配合钢带支护。

4 锚索在沿空留巷的施工方法

（1）锚索为单排配合钢带打设，锚索深6300mm。钢带规格：2000mm（长）×150mm（宽）×6-8mm（厚）中钢板。（2）锚索配合钢带及大托盘沿巷道走向布置，锚索间距为2m。钢带每隔2m断开。（3）锚索的锚固力必须达到80-100KN，锚索露头长度150mm-300mm。（4）钢带与顶板之间不严，必须使用木顶帽刹严刹实。（5）锚索超前工作面煤壁20m，严禁滞后。

5 经济效益

（1）采用锚索支护的巷道，有效减少了巷道的维修量，可以使巷道快速投入生产使用。（2）采用锚索支护取消了传统的留煤柱，架棚子等留巷方式，从根本上解决了安全问题，既节省了资源，又极大的降低了工人的劳动强度。（3）采用锚索支护，可以减少下巷采后工作人员的人数，增加了采煤队的全员效益。

6 结束语

锚索支护技术是新兴的支护手段，尤其是应用在沿空留巷技术上，创造了巨大的经济效益和良好的工作环境，经过实践证明。和以前不用锚索支护的采后巷道相比，巷道情况明显改善，变形量小，恢复工程量小，为以后的回采提供了安全保障，说明此项技术科学合理，以后在我矿将广泛应用。