B060101 深部回采巷道沿空掘巷联合支护技术.doc

深部沿空掘巷联合支护技术许学军 黄治江 岳远省(山东省七五生建煤矿，山东 济宁 277606)摘 要 许楼井田煤层埋藏深度大，矿山压力显著。回采工作面顺槽沿空掘进巷道，采用钢棚支护时变形严重，返修率高，支护成本加大。沿空掘巷采用锚杆、锚索联合支护技术后，有效地控制了巷道的变形，减少巷道维护量，降低支护成本，取得了较好的效果。关键词 深井 沿空掘巷 锚、带、网+锚索联合支护山东省七五生建煤矿许楼井现在主采-625m水平山西组3上、3下煤层。 2003年，我矿首先在许楼井田北一采区111工作面使用了ZY3200/16/36型掩护式综采液压支架。在工作面回采过程中，由于受采动超前压力的影响，沿109工作面采空区的111工作面材料顺槽内钢棚弯曲、断折变形严重，损坏率高达75.8%。巷道下宽由最初的3.18m缩小到2.32m，高度由2.30m缩小至1.65m。巷道先后经过了多次维护，工作量大、增加了安全隐患。且由于该顺槽严重破坏变形，在工作面支架搬运回撤过程中，严重影响支架搬运速度和质量，同时也影响了施工人员安全。于是，决定在131工作面运输顺槽采用锚、带、网+锚索联合支护，支护效果十分理想。1 支护参数设计1.1 131工作面运输顺槽条件131工作面作为综采接续工作面，位于109工作面（已回采）以北、123工作面（正在回采中）以东，北为西辛庄保护煤柱，东为北一采区大巷保护煤柱。煤尘有爆炸危险，爆炸指数为38%。煤层有自燃发火倾向，发火期为3552天。为了提高煤炭回采率，减少向采空区漏风，增加煤柱强度，防止老空区残煤自燃及有害气体的侵害，131工作面运输顺槽沿109采空区布置，留煤柱5m。该顺槽围岩经过测试松动圈厚度，属于中等稳定的类围岩。其煤层及顶底板地质情况如图1。根据要求，为满足综采工作面支架等设备运输、安装的需要，131工作面顺槽设计掘进宽度3.1m、高度2.55m、断面面积7.91m2，净宽3m、净高2.4m、净断面积7.2m2。岩石名称柱状图层厚（m）岩性特征中砂岩。22浅灰色、厚层状石英砂岩，颗粒均匀，分选好，上部见少许泥岩包体，中部垂直裂隙发育，见少量5mm溶洞，下部煤屑含量增多，并见少量镜煤透镜体泥岩- - - - - - -5.48.85深灰色，致密，块状，上部见大量植物茎化石及少量浸染状黄铁矿，中部含粘土质，裂隙发育，多充填方解石，下部有少量植物碎片化石，f=2炭质泥岩0.10.5伪顶、局部存在煤层(3上)-3.69黑色、黑褐色条痕，厚2.64-4.7m，平均为3.69m，半暗型-半亮型，主要由暗煤及亮煤组成，局部下部有一层夹矸，岩性为细砂岩，断口不规则，f=2泥岩1.7深灰色，致密，块状，见大量植物根茎化石和少量滑面，顶部含炭质细砂岩2.5深灰色泥岩与灰色细砂岩互层，具水平层理，见少量黄铁矿图1 131工作面综合柱状图1.2 顺槽支护顶板使用无纵筋螺纹钢锚杆，直径20mm、长2100mm，间排距740740(mm)，帮部采用竹锚杆，长2100mm。网用金属菱形网，网格5050(mm)。1.3 锚索加强支护锚索选用直径15.24mm的低松弛预应力钢绞线，长6m。锚索用1卷K2535型、2卷Z2550型树脂锚固剂卷锚固，间排距16001600（mm）。锚索破断力在260kN以上。预紧力大于100kN。131工作面运输顺槽支护断面见图2。（1-钢带；2-锚杆；3-锚索；4-菱形网）图2 131工作面顺槽支护断面示意图2 施工技术要求为保证巷道围岩的整体性和稳定性，应在最短的时间内及时安设锚杆、锚索，保证其受力均衡。由于受到岩粉、放炮作业、锚索自身韧性等其它综合因素的影响，锚杆、锚索的锚固力都会先降低后再增加，如图3所示。因此及时进行锚索二次加固是保证支护质量、提高安全性的有效方法。kNt (时间)0图3 锚固力变化曲线为保证锚杆、锚索的有效锚固力，必须按照设计的角度、深度安设锚杆和锚索，并且做到三径匹配，即锚杆直径小于钻孔直径510mm、树脂锚固剂卷直径小于钻孔直径46mm，不得随意改变参数。3 技术经济效益分析每m巷道支护用每架钢棚材料费如表1所列。表 1材料数量/根长度/m单价/元t-1金额/元合计棚梁12.72500176.175495.9棚腿22.45319.725采用锚、带、网+锚索联合支护每m巷道材料费如表2所列。表 2材料数量单价(元)金额(元)合计(元)锚杆（根）530150300.98托盘（片）5210锚固剂（卷）5525金属网（kg）16.2464.8钢带（根）13030锚索（套）0.542.3621.18仅从表1、2对比就可见，巷道采用锚、带、网+锚索联合支护巷道比用钢棚支护成本大为降低。采用联合支护还后工作面生产不需要回收钢棚，减轻了工人的劳动强度，改善了生产环境，便于工作面端头、超前支护管理，提高了综采开机率，同时有助于提高综采支架安装速度和质量。4 结 论131工作面运输顺槽采用锚、带、网+锚索联合支护技术后有效地控制了巷道顶板的冒落，保证了综采工作面顺槽的围岩稳定。与以往巷道采用架棚方式相比，不仅改善了巷道维护状况，控制了煤帮、顶板的变形破坏，而且扩大巷道有效利用空间，降低了巷道支护成本。参考文献1 李位民，等特大型现代化矿井建设与工程实践煤炭工业出版社，2001.2 李希勇，孙庆国深部巷