高地应力巷道支护技术的研究

马瑞刚

摘要：通过对八矿地质条件的分析，选择支护方式，确定合理的支护参数，同时阐述锚网支护的内在机理，进一步提高巷道的支护强度，对巷道变形进行控制，从而减少巷道的维修量，并且达到预期的支护效果，提高经济效益和社会效益。

关键词：倾斜煤层 大规格巷道 支护研究

1 概述

对于复合顶板来说，在高地应力的作用下，无论是巷道顶板下沉量，还是两帮移近量都比较大，尤其是巷道底鼓较为严重，其问题主要表现为：

①顶板发生深部离层，在顶板与两帮交接处发生切割现象。②需要对巷道高度进行多次的卧底工作，进而确保巷道的原有规格。③在破碎处发生严重的掉顶现象。④两帮内挤，发生脱丝现象等。

对于工字钢棚支护的巷道来说，由于这种支护方式属于刚性支护，并且是被动支护，在这种情况下，当增大巷道矿压时，工字钢就会起到相应的对抗作用，一旦巷道出现持续性变形，工字钢就会严重变形。所以，在巷道的持续性变形中，往往不能用工字钢棚进行支护，而是采用锚网梁+小孔径预应力锚索补强的方式进行支护。在掘出巷道后，通常情况下需要及时打设锚杆，进而对巷道进行主动加固，通过锚固将下面的软岩悬吊到上部坚硬的岩石上。在高地应力的巷道中，传统的锚网梁支护往往不能适应，需要在原有支护经验的基础上进行深入的研究分析，对施工技术密度参数、方案等进行合理的优化，进而在一定程度上适应巷道的持续性变形，同时达到预期的支护目的。

2 研究解决问题的途径

2.1 顶板支护

在支护过程中，通常采取锚网梁+小孔径预应力锚索的方式进行补强支护，选择Φ20mm×2200mm（长）20SiMn新型高强度左旋螺纹钢材料制作顶锚杆，其破断力为228kN。对于中间的顶锚杆来说，需要与顶板相互垂直，两边的两根与法线之间的夹角为15°～20°，使其锚

固端水平投影伸入两煤帮内的距离超过0.5m，在一定

程度上使得锚杆的受力进一步传递到两帮煤体中，进而向两帮转移巷道的顶部载荷。选用型号为S2360、Z2360的树脂锚固剂、锚杆间排距控制在700mm×700mm；用Φ18mm圆钢对梁进行焊接处理，长度控制在4.2m，支护网用Φ6mm冷拔丝进行焊接处理，规格为：长：宽控制在1.5m：0.8m。

2.2 煤帮支护

锚杆支护采用锚网点锚的形式进行支护，帮锚杆间排距方面，上帮和下帮分别控制在0.7m×0.8m、0.8m×0.8m。选用18mm×2400mm圆钢对锚杆进行处理，支护网采

用12#冷拔丝编制而成，规格分为：宽×长=900mm×

3300mm和900mm×2200mm两种，将1块150mm×150mm×50mm的木托板帮设在锚杆铁托板和煤帮之间。

2.3 顶锚索的应用

在煤巷中采用锚索加固的方式进行加固，这种加固方式是把该范围内的弱岩层锚固到稳定的岩层中。顶锚索的规

格由原来的Φ15.24mm×7000mm调整为Φ17.8mm×

7000mm，进而在一定程度上降低抗切能力造成的影响。

2.4 帮锚索的应用

对于一般的巷道来说，掘出后受巷道顶板矿压的影响和制约，由于与顶板相接触，使得本来平直的两帮在无形中形成两个受压支承点。两受压支承点处的帮随着顶板矿压的增大就会内挤，进而在一定程度上连带帮锚杆向外突出，进一步降低了其锚固力。

2.5 控制底鼓现象

对于底鼓现象严重的新巷道来说，为了确保巷道的原有规格，需要对其进行多次卧底工作。通过打设底根锚杆，进而解决这一顽固之症。所谓“底根”就是两帮最底的根处，在两排帮锚杆中间的最底根处，按照相应的高度设计要求打设锚杆，同时将向下与底板之间的夹角控制在30°～45°，并且打在煤层底板的岩石上。

2.6 预紧锚索的要求

对顶板进行支护时，如果达不到锚索预紧力，那么顶板离层的深度就会超过顶锚杆的长度，同时出现深部离层，进而在一定程度上使得锚索没有发生大的变化，但是锚杆陷入顶板内；或者达不到锚杆预紧力而锚索能达到，那么就会导致锚杆与锚索不同时受载，进而出现断锚索现象等。通过解剖分析，本文认为顶锚索预紧时必须用风动张拉泵进行，同时确保预紧力达到30MPa。

3 实践应用情况

①能够对巷道的顶板离层、下沉及两帮的帮臌、底鼓等现象进行很好地控制。

②对于顶锚索能够进行合理地布置，通过对思路进行创新，进一步对支护密度参数进行确定。

③为了提高巷道支护强度，通常情况下，需要从细节抓起、从严管理。

4 新项目完成后可创造的效益

实施新的方案后，能够对巷道的底鼓、帮挤、顶板离层、下沉以及断锚索现象等进行有效地控制。不需要对巷道进行卧底扩帮等维修工作，在一定程度上节省了人力、物力、财力，提高了巷道的支护质量，现场安全工作得以加强，快速的掘出工作面实现了工作面的顺利衔接，为完成目标任务奠定基础。

参考文献：

[1]郭明.深井高地应力巷道支护技术的研究[J].山东煤炭科技，2011（02）.

[2]余磊.锚网索支护内在机理的分析[J].河北煤炭，2007（02）.

[3]张存乾，田俊峰.锚网索支护在复合顶板矿井的应用分析[J].西部矿山建设工程理论与实践，2009（09）.

[4]赵卫华.郭二庄煤矿煤巷支护技术应用与研究[J].河北煤炭， 2011（08）.