集中胶带大巷锚杆锚索支护技术的应用

马骁尧

（山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司，山西 临汾041000）

山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司（简称晋牛公司）设计能力为0.90 Mt/a，由6座煤矿整合而成。加强晋牛公司安全生产管理和合理有序开发煤炭资源，对巷道施工断面和掘进速度提出了更高的要求，进行锚杆支护技术研究势在必行。

锚杆支护设计采用现场调查、地质力学评估、初始设计、井下监测和信息反馈、修正设计和日常监测的方法[1]。

1 地质力学评估概况

1.1 煤层赋存情况

9#、10#、11#煤层位于太原组下段顶部，平均厚度5.14 m，厚度变化不大。含1～4层夹矸，结构复杂，层位稳定。

1.2 煤层顶底板条件

9#、10#、11#煤层顶板：多为石灰岩、泥岩，致密性脆。顶板石灰岩单轴抗压强度平均111.5 MPa；单轴抗拉强度平均3.29 MPa，抗剪强度平均8.18 MPa。9+10+11#煤层底板多为泥岩、砂质泥岩，致密，性脆。底板泥岩单轴抗压强度平均8.9 MPa；单轴抗拉强度平均0.21 MPa，抗剪强度平均0.61 MPa。

1.3 地质构造情况

井田总体为一轴向北东的向、背斜构造，地质构造复杂程度属简单类，地层倾角平均为8°，井田内未发现断层和岩浆岩侵入，查明褶曲9条，陷落柱2个。

1.4 水、火、瓦斯、煤尘情况

晋牛公司矿井属低瓦斯矿井，水文地质条件为中等类型，9#、10#、11#煤层煤尘有爆炸危险性，煤自燃倾向性等级为Ⅱ级。

2 锚杆支护设计

集中胶带大巷掘进断面形状为矩形，断面宽度5500 mm，高度4150 mm，沿煤层顶板掘进。巷道采用树脂加长预应力锚固锚杆锚索组合支护系统。

（1）顶板支护

锚杆及配件规格： 杆体采用Φ22 mm×2400 mm；采用规格Φ150 mm×150 mm×10 mm的高强度托板、调心球垫和尼龙垫圈；采用Φ16钢筋焊接而成的钢筋托梁联接；采用网孔50 mm×50 mm的菱形网护顶，网片5900 mm×1100 mm，搭接长度为100 mm。

锚杆布置：每排均垂直巷道顶板布置6根锚杆，间排距均为1000 mm。预紧力矩不小于300 N·m，锚固长度为1208 mm，锚固力大于等于150 kN。

锚索布置：垂直顶板打设Φ17.8 mm×6300 mm的高强锚索，间距2000 mm，排距1000 mm，且采用高强度可调心托板及配套锁具，预紧力不小于200 kN，锚固长度1790 mm。

（2）巷帮支护

锚杆及配件规格： 杆体采用Φ22 mm×2400 mm；采用规格150 mm×150 mm×10 mm的高强度托板、调心球垫和尼龙垫圈；采用Φ16钢筋焊接而成的钢筋托梁联接；采用网孔50 mm×50 mm的菱形网护顶，网片5900 mm×1100 mm，搭接长度为100 mm。

锚杆布置：每排均垂直巷道顶板布置4根锚杆，间距1100 mm，排距1000 mm。预紧力矩不小于300 N·m，锚固长度为1208 mm，锚固力大于等于150 kN。

集中胶带大巷锚杆支护布置见图1。支护材料见表1。

图1 集中胶带大巷锚杆支护布置

表1 集中胶带大巷锚杆支护材料清单

3 矿压监测

本次集中胶带大巷矿压监测主要有以下几部分组成：①顶板离层监测②巷道断面表面位移监测③测力锚杆④测力锚索，监测的目的主要是根据数据初始支护设计进行反馈调节，以及验证设计的合理性与可靠性，保证巷道施工的安全，见表2。

4 结语

对集中胶带大巷进行了锚杆支护设计；井下工业实践及矿压监测效果表明，巷道支护效果良好。经测算采用锚网联合支护比工字钢棚支护成本大大减少，既经济又安全。

表2 巷道综合监测内容