1109 工作面运输顺槽支护设计优化实践

李宇统

（山西潞安集团司马煤业公司，山西 长治 047199)

1 概况

潞安集团司马煤业公司矿井位于山西省长治市上党区苏店镇内，矿井1109 工作面开采三号煤层，煤层厚度7.0 m，煤层倾角0°～6°，平均3°。工作面煤层上方为9.8 m 厚的直接顶泥岩，煤层下方为2.5 m 厚的直接底泥岩，直接底下方为7.6 m 厚的基本底泥岩。

1109 工作面由东向西沿倾斜方向推进。工作面北部为1110 工作面采空区，南为已经结采的1108工作面，西部为一采区大巷，东部为粮种厂和城际快车道保护煤柱。1109 工作面切眼长105 m，刀把切眼长110 m。巷道均为全锚网支护，实体煤掘进。1109 工作面运输顺槽为矩形巷道，巷道净宽×净高=5.0 m×3.2 m，净断面16 m2。其中1109 工作面运输顺槽部分区域围岩稳定性差，巷道变形严重，威胁矿井安全生产。

2 运输顺槽支护不利条件分析

（1）1109 工作面运输顺槽顶底板均为泥岩，抗压强度底，围岩属于软弱性岩层，遇水后巷道围岩变形严重。

（2）1109 工作面运输顺槽北部为1110 工作面采空区，南为已经结采的1108 工作面，其相邻区域采空部分造成应力集中，导致1109 工作面运输顺槽支护效果差。

（3）1109 工作面运输顺槽部分区域存在锚杆、锚索预紧力不足，未进行二次紧固，且支护参数设计不合理，顶板下沉，部分区域顶板存在网兜现象。

3 优化支护参数

1109 工作面运输顺槽为矩形巷道，实体煤掘进全长1575 m。图1 为1109 工作面运输顺槽锚杆、锚索布置图，针对支护不利因素，优化支护参数如下：

（1）顶部及帮部锚杆。顶部锚杆间、排距为900 mm×900 mm，顶部锚杆靠帮打设，角度为10°，其余4 根锚杆垂直顶板打设。帮锚杆间、排距为900 mm×900 mm，帮上部锚杆打设仰角为10°，其他3 根锚杆水平布置。顶板锚杆采用Ф22 mm×2400 mm 左旋螺纹钢高强锚杆，两帮锚杆为Ф22 mm×2000 mm，匹配相符合的高强拱形托盘与高强螺母。钻孔直径≤30 mm，锚固剂K2335 与Z2360 各放一支，锚杆预紧力矩不低于300 N·m，锚杆锚固力不低于100 kN。

（2）顶部锚索。顶部锚索规格为SKL18.9-1/1860-7300 mm，垂直巷道顶板打设，锚索间排距为1800 mm×1800 mm，匹配配套的拱形钢托盘，拱高不得小于60 mm。顶板破碎时垂直巷道走向打设槽钢锚索加强支护，锚索规格一致，采用2500 mm 的16#槽钢为托梁，锁具与槽钢托梁间垫片规格为120 mm×150 mm×20 mm。锚索间排距为1800 mm×1600 mm。

图1 1109 工作面运输顺槽锚杆、锚索布置图

4 支护效果监测

1109 工作面运输顺槽采用合理的支护参数后，在巷道内布置2 个测点，观测频率为2 d/次，观测周期为35 d，监测巷道围岩两帮和顶底板支护效果，观测数据汇总如图2。

由图2 可知，1109 工作面运输顺槽测点1 和测点2 显示前16 d 巷道顶底板和两帮变形量较大，16 d 后顶底板和两帮移近量开始趋于稳定，巷道围岩两帮移近量稳定在230 mm，顶底板移近量稳定在185 mm，巷道变形量不大，围岩变形得到有效控制。

图2 1109 工作面运输顺槽巷道表面位移变化图

5 结 语

通过分析1109 工作面运输顺槽支护不利因素，优化采用合理的支护参数，围岩变形得到有效控制，监测结果表明巷道长期趋于稳定，工程实践也表明，巷道支护效果良好，保证了矿井安全生产条件。