3209 工作面运输顺槽支护设计优化

2021-04-12田敬

山东煤炭科技 2021年3期

田敬

（山西高平科兴南阳煤业有限公司，山西高平 048400)

1 概况

山西高平科兴南阳煤业有限公司3209 工作面煤层上方为13.49 m 厚的基本顶粉砂岩，煤层下方为5.2 m 厚的基本底粉砂岩。3209 工作面东侧依次为三采区胶带巷、轨道巷、回风巷，西侧距离井田边界200 m，南侧、北侧均为未采区且南临安城正断层。

3209 工作面运输顺槽长2 062.62 m，为矩形巷道，巷道净宽×净高5.2 m×3.2 m，净断面积16.64 m2，原设计采用全锚网支护，锚索间排距2200 mm×2200 mm，顶板和两帮锚杆间排距为1000 mm×1000 mm，巷道变形严重，顶底板移近量最大750 mm，两帮移近量最大890 mm，威胁矿井安全生产，需对巷道锚杆、锚索参数进行优化设计[1-7]。

2 支护参数优化

工作面顺槽净宽5200 mm，高度为3200 mm，优化支护后的顶板采用6 根锚杆，两帮各布置4 根锚杆，如图1。具体支护参数如下：

图1 运输顺槽锚杆、锚索布置

顶板和两帮锚杆：顶锚杆采用Φ20 mm×2400 mm 左旋无纵筋螺纹钢锚杆，两帮锚杆规格为Φ20 mm×2000 mm，配套使用200 mm×200 mm×12 mm 钢托板，顶锚杆间、排距为950 mm×900 mm，两帮锚杆间、排距为900 mm×900 mm，每根锚杆消耗3 节MSK2335 型树脂；锚杆设计锚固力70 kN，扭矩不小于300 Nm。金属网采用直径为6 mm的Q235 钢筋焊制，网格100 mm×100 mm，网幅规格900 mm×1700 mm。金属网压茬连接，搭接长度不小于100 mm，相邻两块网之间要用16#铁丝连接，连接点要均匀布置，双排扣距200 mm。

顶板锚索：锚索规格KL18.9-1/1860-7300 mm，锚索间排距为1800 mm×1800 mm，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。锚索外露长度150～250 mm，锚索锚固力300 kN，预紧力210 kN。

3 围岩变形观测

在运输顺槽共布设两个测点，第1 个测站设在巷道600 m 位置处，间隔100 m 布设第2 个测站，两个测站同时进行观测，采用十字布点法对巷道变形量进行监测。对两个测站的监测数据进行统计分析处理，得到图2 工作面运输顺槽围岩变形位移曲线。

图2 工作面运输顺槽围岩变形位移曲线

图2 显示3209 工作面运输顺槽在采用优化的支护参数后顶底板移近量和两帮移近量变形趋于总体一致，两帮变形量大于顶底板移近量。两帮移近量最大值为270 mm，较原支护两帮变形量减少了69.6%；顶底板移近量最大值为205 mm，其中顶板最大下沉占顶底板移近量的48.8%，为100 mm，较原支护顶底板移近量减少了72.6%。