复合型煤巷支护技术探讨

[摘  要]通过对朱庄煤矿Ⅲ622复合型煤巷在施工过程中遇到的支护技术难题进行研究，结合现场实际情况，提出了锚梁网+锚索联合支护技术，很好的控制了巷道的不利变形，为巷道的安全施工和快速掘进提供了有利的技术保障，具有推广运用价值。

[关键词]复合型煤巷、联合支护、技术保障、推广应用

中图分类号：TD63.5+6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0370-01

0、前言

顶板结构复杂区域、区域构造应力突显区域、整体围岩强度恶化、邻近区段开采影响、沿空掘巷等多种因素综合作用下的煤巷统称为复合型煤巷。近年来随着淮北矿区大力推行煤锚支护技术，建立了煤巷高强预应力成套应用支护技术体系和安全质量保障体系，具体解决了很多典型的煤巷锚杆支护技术难题，矿区煤巷锚杆使用比重稳定在80%以上，从总体上摆脱了煤巷支护依赖于矿用工字钢梯形支架和U型钢拱形可缩支架的被动局面，但随着矿井的快速延伸，开采深度加大，岩体应力急剧增加，复合型煤巷的支护比重加大，采用现有支护技术效果仍不理想。制约生产安全的矛盾十分突出，是矿区煤巷支护成本居高不下，维护状况恶劣的主要原因。

淮北矿业股份有限公司朱庄煤矿Ⅲ622治水巷沿断层布置，上为采空区，巷道顶板存在一层煤线，巷道底板距离灰岩近且灰岩含水量丰富、水压大。根据Ⅲ622治水巷实际情况，朱庄煤矿安全生产技术部门同施工单位共同研究讨论，提出了锚梁网+锚索联合支护方案，为巷道的安全掘进提供了有利的技术保障。

1、工程概况

Ⅲ6212工作面位于Ⅲ62岩石集中巷的右侧第三个区段工作面。该区段机、风巷沿两条落差7～8m的断层施工，根据邻近工作面揭露资料分析，预计该区段内中小断层发育，特别是两条大断层附近，次生小断层较发育。上为Ⅲ624工作面采空区，下为Ⅲ628、Ⅲ629、Ⅲ627工作面采空区，左至Ⅲ624探巷，右至Ⅲ623工作面采空区。上覆3、4煤层尚未开采，5煤层受火成岩侵蚀，不可采。地表为塌陷区和农田，岱河自北向南从工作面中部经过。

Ⅲ622治水巷为Ⅲ6212工作面风巷，施工时按中线跟6煤顶板施工，巷道施工完毕后，将对Ⅲ622工作面采空区出水进行治理。Ⅲ622工作面采空区出水最大涌水量约1300m3/h，目前稳定在200m3/h，水源为太灰水和奥灰水。

巷道顶板：伪顶为灰黑色泥岩，厚度0～0.6m，平均0.4m，顶部为0～0.05m的煤线。直接顶为深灰色砂质泥岩，夹条带状细砂岩，节理发育，局部含植物化石，厚度3～6m，其顶部有一层不太稳定的砂质泥岩或煤线，厚0～0.1m。老顶为灰白色，中细粒砂岩，厚度5～8m，其上为灰白色粉砂岩。

本区段煤层顶板赋存两条煤线，属于复合顶板且断层附近岩石比较破碎，易发生冒顶。

巷道底板：直接底为黑色泥岩，富含植物根茎化石，厚度1.0～1.5m。老底：为条带状砂岩，块状，细～中粒，具明显水平层理，厚度13～15m。煤层以下49～53m左右为K1灰岩。

根据邻近工作面回采资料和钻探资料分析，该区段水文地质条件为复杂型，可能对工作面掘进施工构成影响的含水层有：6煤层顶底板砂岩裂隙含水层、太灰含水层和奥灰含水层。6煤层老顶、老底均为砂岩，裂隙较发育，富水性较强;煤层底板以下50m左右为太灰含水层，该含水层含水丰富，水压大，其突水系数计算值均大于0.7，若遇大的导水断层，对掘进安全施工威胁较大;奥灰含水层富水性强，一般情况下对6煤开采无直接影响，但由于闸河矿区导水构造、裂隙发育，导致奥灰水与太灰水连通，使奥灰水成为太灰水的充水含水层。

2、支护方案

根据Ⅲ622治水巷巷道围岩赋存情况和稳定性，考虑到Ⅲ622治水巷服务年限较长，设计采用锚杆支护为基础的钢带、铁丝网、锚索联合支护技术。永久支护方案为锚梁网+锚索联合支护。

顶板采用M22mm、L=2200mm的高强螺纹钢锚杆，间排距为900×900mm，采用两支k2550型树脂药卷加长锚固，挂L=2800mm “M”型钢带配合2000mm×2000mm菱形铁丝网;两帮采用M20mm、L=1800mm的高强螺纹钢锚杆，间排距为700×900mm， 两支k2550树脂药卷加长锚固，两帮挂L=2400mm钢筋梯子梁和规格为2000mm×2400mm的钢塑网。选用φ17.8mm  L=6400mm锚索，间距2700mm。用三支三k2550型树脂药卷锚固。

施工质量要求：

（1）锚杆眼要按线布置顶锚杆要跟中线，帮锚杆要与巷道坡度一致，打眼前必须按支护图表的规定看线、定点、量尺、画眼位。锚杆眼的方向，应与巷道轮廓线（或岩层主要层理面）垂直，眼向偏差不大于15°。顶板靠两帮的锚杆，与顶板法线夹角呈15°～25°。

（2）锚杆眼孔深、孔径应与锚杆类型、长度、直径相匹配，打眼时应在钎子上做好标记，顶锚杆孔深2150mm、孔径为φ=28mm配长L=2200mm的M22mm高强螺纹钢锚杆和φ=25mm树脂卷，两帮采用孔深1750mm、孔径为φ=28mm配长=1800mm的M20mm高强螺纹钢锚杆。

（3）所有锚杆眼都要用压风扫孔，清除积水、岩渣。每次放炮后要及时施工顶板锚杆。最前排顶板锚杆至煤（岩）壁的允许空顶距离不准超过0.8m，帮锚杆距迎头端面不大于5m。锚杆株排距偏差-100～+100mm。

锚杆安装牢固，盖板紧贴岩（煤）面，严禁用其它物料充填。顶锚杆初锚扭矩不小于300N·M，帮锚杆初锚扭矩不小于200 N·M，杆体露出螺母10mm～40mm，其锚固力顶锚杆不小于80KN，帮锚杆不小于60KN，锚索预紧力不小于100KN，锚固力不小于200KN。

（4）使用钢带或网时，要紧贴岩面布置，并用托盘固紧，网的搭接长度不得小于100mm并用铁丝拧紧。

（5）每30～50m安设一组顶板离层指示仪和压力枕，每5～10m施工一探查孔，探查孔深度不小于3m。

3、矿压监测

为了观测锚杆支护效果，研究支护参数的现实合理性，需设置相应的测站，对围岩表面位移进行观测。观测内容为：巷道表面位移、巷道围岩内部移动、围岩结构及状态监测、螺母拧紧力矩。

原则上锚杆支护参数改变时便设测站观测上述各项内容，顶板离层观测每隔30～50m在巷道设一个观测站，采用“十字布点法”进行巷道表面位移观测，特殊地段测站加密并加设围岩内部位移及围岩结构及状态观测。矿有关部门每周观测一次。当巷道的顶底板移近量（或两帮移近量）≥50mm时，应进行补强支护措施。

每班负责对当班安装的锚杆逐根检测初锚扭矩，不足的必须及时加扭，确保符合要求。区队负责指定业务熟悉人员对当天施工的锚杆进行抽测，初锚扭矩抽测不少于30%，锚拨力抽测一组（顶1根、两帮各1根）。技术员负责组织每日对煤锚巷道已有锚杆测力计（液压枕）、顶板离层指示仪及围岩变形量进行观测。初锚扭矩、锚拔力合格率100%，不符合要求的要分析原因，采取措施（如补打锚杆、二次紧固、架棚补强支护等）及时处理，以达到规定要求。

4、结束语

通过对朱庄煤矿Ⅲ622治水巷复合型煤巷支护技术的研究，提出了锚梁网+锚索的联合支护形式，从现场的支护效果来看，该支护方案在有效控制围岩的前提下，以较小的投入取得了理想的支护效果，同时提高了掘进速度。从后期的矿压监测来看，该支护技术的应用，大大减小了巷道的变形和底鼓，满足安全生产的要求，同时避免了后期巷道的维修所带来的不便。实践证明，该项支护技术所选用的支护形式和设计参数是合理的，能够满足安全生产的需要，在同类复合型煤巷巷道的快速掘进中能够推广运用。

作者简介

韩瑞（1981-），男，汉族，安徽省淮北市人，安徽理工大学资源与管理系毕业，现在淮北矿业集团朱庄煤矿从事技术管理工作。