14402 工作面及回采巷道锚网索钢带联合支护技术应用

张建国

（西山煤电建筑工程集团有限公司矿建分公司，山西 太原 030053）

在采动影响下，煤矿的巷道围岩容易破碎，出现冒顶和片帮等现象，造成巷道维护困难[1-2]。西山煤矿4 号煤层在开采时，巷道帮部锚索受采动影响锚固力降低，巷道变形严重，影响工作面安全高效回采。以4 号煤层14402 工作面为研究对象，设计了锚网索钢带联合支护方式，保证工作面在服务期限内能安全高效地回采，确保巷道围岩的稳定性[3-5]。

1 概况

西山煤矿4 号煤层厚度为3.47 m，煤层伪顶是厚度为0.22～0.45 m的泥岩，仅在采区北部零星可见；直接顶以厚度为0.84～27.10 m 的深灰色、灰色细粒砂岩及粉砂岩为主；基本顶是厚度为2.75～24.30 m的灰白色、灰色中粒砂岩，在采区内分布较广，岩性为赋存稳定的K5 砂岩。4 采区以往开采的工作面，在采动影响下回采巷道变形严重，最窄处的巷道宽度仅为1.8 m，底板鼓起高度为1.6 m，巷道的维修周期较长，在修复后巷道仍然有较大变形。

2 联合支护技术

2.1 14402 胶带顺槽

14402 胶带顺槽为矩形断面，采用锚网索钢带联合支护方式[7-8]，断面的净宽×净高=5500 mm×3600 mm。顶板及帮部均采用Ф22 mm、L2400 mm，间排距分别为900 mm×800 mm、1000 mm×800 mm 的高强螺纹钢锚杆，采用规格型号为150 mm×150 mm×10 mm 的钢托盘；顶板锚索采用Ф21.8 mm、L5000 mm，间排距为2700 mm×2400 mm 的高强让压锚索，托盘规格型号为300 mm×300 mm×16 mm；锚索配套使用托盘、半球形高强度可调心垫圈及锁具；锚索采用一支K2360、两支Z2360 树脂药卷锚固；顶板W 钢带规格型号为4800 mm×280 mm×3.75 mm，帮部钢带规格型号为300 mm×300 mm×3.75 mm；顶板网片使用Ф6 mm 钢筋网，网格规格型号为100 mm×100 mm，帮部网片使用8#铅丝网。煤柱和工作面侧角均采用Ф17.8 mm、L4000 mm 的高强让压锚索，排距为2400 mm，角锚杆托盘使用L=500 mm 矿用工字钢。14402 胶带顺槽断面图如图1。

图1 14402 胶带顺槽断面图（mm）

2.2 14402 辅运顺槽

14402 辅运顺槽为矩形断面，掘进断面的规格5000 mm×3800 mm，采用锚网索钢带联合支护方式。其中，顶板和帮部均采用Ф20 mm、L2400 mm，间排距900 mm×800 mm，侧帮采用Ф20 mm、L=2400 mm，间排距为1000 mm×800 mm 的高强螺纹钢锚杆，锚杆托盘规格型号为150 mm×150 mm×10 mm；顶板锚索采用Ф21.8 mm、L5000 mm，间排距为2700 mm×2400 mm 的高强让压锚索，锚索托盘规格型号为300 mm×300 mm×16 mm；每根锚索都进行加长锚固，锚固时采用一支MSK2360、两支MSZ2360 树脂药卷；顶板W 钢带规格型号为4800 mm×280 mm×3 mm，帮部钢带规格型号为300 mm×300 mm×3.75 mm；顶板网片使用Ф6 mm 钢筋网，网格为100 mm×100 mm，帮部网片使用8#铅丝网；两侧角锚索使用Ф17.8 mm、L4000 mm 的高强让压锚索，排距为2400 mm，托盘使用L=500 mm 矿用工字钢，铺底厚度为200 mm，使用C30 混凝土[9]。14402 辅助运输顺槽断面图如图2。

2.3 14402 切眼

14402 工作面切眼，掘进断面的规格为8500 mm×3800 mm，采用锚网+锚索梁+锚索组+单体液压支柱+木垛联合支护。顶板采用Φ20 mm、L2400 mm，间排距为900 mm×800 mm 的左旋无纵筋锚杆，网片采用Φ6 mm 钢筋网，侧帮采用Φ20 mm、L2400 mm， 间 排 距 为1000 mm×800 mm 的左旋纵筋无螺纹钢锚杆。顶板W 钢带规格型号为4800 mm×280 mm×3 mm，帮部W 型钢带规格型号为300 mm×300 mm×3.75 mm。北帮顶板采用Φ20 mm、L2400 mm，间排距为900 mm×1600 mm 的左旋无纵筋锚杆，网片采用Φ6 mm 钢筋网，W 型钢带规格型号为3000 mm×280 mm×3 mm。帮部采用Φ24 mm、L2400 mm，间排距为1000 mm×800 mm 的玻璃钢锚杆，网片采用塑编网，W 型钢带规格型号为300 mm×300 mm×3.75 mm。每排两组锚索，北部切眼锚索规格：Φ21.8 mm、L5300 mm，锚索间排距900 mm×2400 mm，JW 型钢带间距2400 mm，钢带规格3000 mm×330 mm×6 mm，一根三眼，孔距900 mm；南部切眼锚索规格：Φ21.8 mm、L5300 mm，锚索间排距900 mm×2400 mm，JW 型钢带间距2400 mm，钢带规格4800 mm×330 mm×6 mm，一根三眼，孔距900 mm。锚索使用配套高强度拱形托板，托盘规格型号为220 mm×200 mm×12 mm。切眼内全断面铺底，铺底厚度200 mm，强度C30，内附单层Φ6 mm 钢筋网。14402 切眼断面图如图3。

图3 14402 切眼断面图（mm）

3 效果分析

对工作面回采巷道变形情况进行监测，监测结果如图4。

图4 工作面回采期间围岩变形情况

图4 可知，距离超前工作面100 m 内，在采动影响下巷道围岩的变形速度较慢；在距离超前工作面60 m 内，巷道围岩的变形速度加快。在整个工作面回采期间，巷道顶底板最大变形量为199 mm，巷道两帮最大变形量为225 mm。可以看出，在试验期间巷道顶板及两帮平整，没有发生严重变形，说明锚网索钢带联合支护效果较好。