深井特厚煤层复杂条件下巷道支护技术研究

耿村煤礦回采巷道支护问题严重影响了矿井的正常生产，迫切需要对特厚煤层高应力冲击矿压区巷道支护技术进行专门研究，旨在尽快改善井下巷道支护现状，减轻工人劳动强度和支护密度，降低支护成本，提高掘进效率，为同类条件下回采巷道的支护提供参考和理论依据。

针对耿村煤矿煤层厚度大，冲击地压强，井田压力大，巷道变形严重等情况，以便为今后的巷道布置、支护设计、巷道维护等提供基础参数，使矿井生产和建设更合理、经济、安全，我矿与科研部门合作进行研究和试验，通过对13230上巷地质力学评估，支护形式和参数设计，支护材料选择，井下施工工艺和安全措施的改进和完善，特厚煤层复杂困难巷道支护难题已得到明显改善。

2、矿压监测内容及效果

为了全面地了解全断面锚索支护的工作状态，进而验证或修改支护初始设计，并保证巷道的安全状态;我矿进行了矿压监测。在井下测试之前，按照设计要求的规格和数量购置所需监测仪器，准备测点安设所需物品;并将记录表格准备好，以供井下测试时使用，监测完毕后，应对相关数据进行分析总结。

在13230上巷共设置两个综合矿压测站，井下采用新支护方案后掘进100m左右安装第一个测站，掘进300m左右安装第二个测站;每个测站包括两个巷道表面位移监测断面，一个顶板离层监测断面，一个锚杆受力监测断面，一个锚索受力测站和一个巷道围岩深部多点位移测站;同时对锚杆锚固力抽检，顶板离层观测和锚杆预紧力矩检测;通过以上工作来验证或修改初始设计，并保证巷道安全。通过现场分析总结得出随着掘进工作面的不断推进，锚杆受力呈增加趋势，当测站与掘进工作面的距离超过30m（6-9天）后，锚杆受力整体趋于稳定。两拱角处受力最大，下帮拱角锚杆受力较上帮锚杆要大，顶板锚杆受力比两帮要大，下帮锚杆受力要大于上帮锚杆。巷道两帮移近量210mm，基本保持稳定，巷道两拱角移近量要明显大于两帮，帮部变形主要表现形式为巷道两拱角的移近。根据顶板离层观测可知，巷道掘进当测站与掘进工作面的距离超过20m左右后，顶板下沉量达到稳定，浅部离层最大85mm，深部离层约为30mm，可看出顶板离层主要集中于浅部围岩，深部围岩离层量不大。到目前为止，未发现锚杆锚索破断现象，巷道总体稳定，满足工作面回采要求。

3、巷道施工地点现有状况

新的支护方案锚杆间排距由原来的700*700m变更为950*900mm，每排锚杆从19根减少到14根，每米锚杆从原先的26跟减少到16根。锚杆采用2.4m长的左旋无纵筋锚杆，并配以280*450W新型护板和原托板。护表经纬网由双层变为单层。顶锚索原采用直径17.8mm，长8m变为直径18.9mm，长度6.3m，帮锚索采用直径18.9mm，长度4.3m，间排距1.9*1.8m，全断面打设7根，并配以Ø300拱形高强托板。U型棚棚距从0.7m调整为1.2m。

通过多锚杆锚索材料选型、间排距的优化，有效降低支护成本、达到最佳支护效果。检测表明，锚杆锚固力从原来的100KN提高到126KN。锚索预紧力从200KN提高到260KN。锚杆预紧力从150N.m提高到300N.m。U型棚的使用量减少了40%以上，支护材料的利用率显著提高，在一定程度上降低了支护成本。巷道变形控制有效，两帮位移量基本为零，工人劳动强度有所降低。同时锚网支护操作熟练程度、工程质量和掘进效率有所提高。与此同时，也存在一些问题

如：巷道帮煤碎，成型不好，部分锚杆外露长;U型棚棚距由700mm变更为1200mm，加大迎头临时支护工作量，影响施工进度;锚杆支护新工艺精度要求较高，需要时间适应。

4、经济效益及社会效益

此项技术方案的实施使我矿由被动支护向主动支护的思想转变，新掘工作面上、下巷逐渐摆脱U型棚支护，实现无棚支护的目的。掘进工作面上、下巷首先强力推进锚网索主动支护形式，通过对巷道岩性、巷道层位、相邻巷道间距等多种因素分析，更加合理的布置锚杆、锚索的间排距。不但提高了掘进速度，同时也降低了钢材等材料的投入，节约了成本。也提高了掘进速度，保证了安全生产。同时此项支护改革方案的实施和推广可以使13230工作面上巷减少U型棚架设数量并逐渐摆脱U型棚支护，提高掘进速度，降低投入，每米巷道节约0.41万元，据此，13230上巷支护改革从上巷505m至1096m，累计591m，则累计节省成本242.31万元。

根据巷道围岩受力、变形分析及支护结构受力分析，巷道变形相差不大，巷道总体变形相对较小。根据矿压监测数据显示，巷道变形量几乎为零，达到回采期间扩修率不超过3%，仅一年13230工作面可节省扩修费约720万元以上。

作者简介：姓名：陈兴波。出生年月：1987年2月出生。性别：男。民族：汉族。籍贯：河南省义马市。学历：本科。毕业院校：中国矿业大学。专业：采矿工程。职称：工程师。