西铭矿8号煤层锚杆支护研究及实践

王树峰

（山西焦煤西山煤电集团西铭矿，山西 太原 030052）

引言

近年来，煤巷支护技术在科学研究中持续发展，支护技术的理论并不是那么简单单一，在渐渐成熟起来的支护技术中，运用支护的材料、工具等方面也都发生了本来的改变。锚杆支护技术变革的影响因素很多，例如，锚杆支护的材料是否得到改进，支护技术理论方面的内容是否成熟等等。从支护方式的技术方面来说，如今已经十分先进，不可能再有更大的提高了。但是，社会在不断进步，许多东西都在不停地改变，而支护方式的技术工程规范却在很多年来都没有很大的变化，所以，在很多的方面无法满足现在的发展要求。采准巷道支护方式用的是锚杆支护，巷道围岩的强度强化，能明显地稳定高围岩，而且具有减轻劳动强度、提高巷道断面运用、降低支护成本、快速成巷、端头维护工艺回采面及改良作业环境和生产安全条件的各种优点，可提升矿井的经济效益。

1 锚杆支护的主要作用

1.1 组合梁的作用

顶板的锚杆打入围岩在层状岩石巷道中，将较薄弱的岩层黏合起来，然后连到一起，让其成为一个整体，组成岩石的板梁并达到提高顶板岩层的强度和刚度的目的，使岩层抗弯性能增加。锚杆支护的施工质量必须达到施工要求。

1.2 悬吊作用

用锚杆悬吊冒落的岩层到冒落拱外比较硬，而稳固的岩层上，使不稳定的顶板岩层得到稳固，这样巷道就不会冒落了。

1.3 加固和挤压作用

锚杆打进围岩后把松软的岩块与锚固定在一起，岩石内产生的拉应力得到平衡，妨碍了裂缝变大，从而变成了一个承载力很大的挤压岩拱圈。

1.4 减小跨度作用

将锚杆设在巷道顶板上后，就相当于设了点柱在顶板上，减少了顶板跨度。跨度变小，顶板的下沉量和弯曲就会变小，这样一来，冒落就减少了，顶板的稳定性就增加［1］。

2 锚杆支护的参数

巷道支护效果直接受锚杆支护参数的影响，参数设计的准备是必要的，实际与支护的参数是不是匹配，都会影响巷道的稳定性，如不匹配，巷道围岩会出现变形，形成很多不必要的安全事故，即使不出事故也得对巷道重新进行施工，给正常生产造以及经济效益造成了相当大的影响。

1）巷道顶板。老顶为石灰岩，厚度为6.70m，含方解石脉及黄铁矿石；直接顶为砂质泥岩，厚度为4.50m，含植物化石碎片，较易破碎易冒落；伪顶为灰黑色页岩，厚度为0～0.30m，层理、节理发育，较易破碎易冒落。

2）巷道的底板。底为灰黑灰色砂质的页岩，其厚度为2.70m，含植物化石碎片；老底为灰黑色砂质泥岩，厚度为2.35m，层理发育，含植物化石。

在分析了原架棚支护的支护形式的基础上，将试验巷道锚杆参数确定为：顶板锚杆矩形布置，每排5根锚杆，规格Φ20×2 200mm，间距1 100mm，排距1 000mm；两帮矩形布置，规格Φ20×1 800mm，排距1 200mm，间距1 000 mm，布置如图1所示。

图1 巷道支护锚杆布置图（mm）

图2为从掘进影响期表面位移、顶板总位移量为21mm、变形量很小，所以顶板是稳定的，顶板变形25d后变为过渡期，然后进入稳定期。

图2 巷道掘进影响期围岩变形曲线

2 运用锚杆支护的经济效益

1）煤巷锚杆支护较传统的架棚的优点有：劳动强度减轻、巷道断面运用提高、支护成本低、成巷速度较快、改良作业环境、回采面端头维护工艺简单化和安全生产条件的各种优点（表1）。

表1 试验巷道与对比巷道经济比较表

2）用锚杆钢带支护有效地控制了巷道的变形，围岩的自身承载能力改变了巷道的承压状态［3］。

3）保证了顶板完整，杜绝了前掘后修的现象，促进了安全生产。

4 结语

由于改善了准采巷道支护的方式，提高了围岩的稳定性。再加上之成巷速度快，提高了巷道断面的利用率，降低了劳动强度，节约了支护材料成本等优点，同时也提高了安全生产条件以及工作环境，成为矿井巷道的主要推广应用技术。

［1］ 侯朝炯，郭励生，勾攀峰.煤巷锚杆支护［J］.中国矿业大学出版社，1999（2）：19.

［2］ 张农，侯朝炯.煤巷树脂锚杆支护技术［J］.矿山压力与顶板管理，1999（3）：10.

［3］ 曾石清，刘相寿，黄志彬.掘进工作面临时支护问题探讨［J］.能源技术与管理，2004（3）：29－30.