煤巷復(fù)合軟巖頂板支護研究

門河 曹立全

(琿春礦業(yè)（集團）公司生產(chǎn)技術(shù)部,吉林琿春 133300)

煤巷復(fù)合軟巖頂板支護研究

門河 曹立全

(琿春礦業(yè)（集團）公司生產(chǎn)技術(shù)部,吉林琿春 133300)

琿春礦業(yè)集團英安煤礦83301工作面回風(fēng)巷、入風(fēng)巷巷道頂板為煤巷復(fù)合軟巖頂板，通過對巷道頂板、兩幫補打錨索，加強巷道支護，減少了巷道頂板下沉量，減少了兩幫移近量，使巷道支護達到穩(wěn)定效果，使83301工作面回采步入正規(guī)循環(huán)，保證了礦井產(chǎn)量的完成。

補打錨索 支護 減少變形

1 工程概況

英安煤礦83301工作面入風(fēng)巷、回風(fēng)巷煤層平均厚度3.8m，煤層傾角0°～17°，平均7°。巷道頂板偽頂0.2m粉砂巖，直接頂0.3～0.8m泥巖，老頂5.5～11.5m粉砂巖。

巷道復(fù)合頂板軟巖的特點是巖層厚度小、節(jié)理裂隙發(fā)育、強度低、各巖層之間粘結(jié)力很小。變形破壞特征是巖層較軟，容易發(fā)生離層、下沉、最終導(dǎo)致頂板下沉，極易發(fā)生漏冒頂事故。

英安煤礦83301工作面在回采過程中，由于巷道為復(fù)合頂板，巷道變形量較大。頂板下沉量在0.2m～1.3m之間，兩幫移近量在0.1m～1.0m之間，巷道底鼓量在0.1m～1.2m之間.在巷道變形量增大時，通過加打錨桿、打單體、π梁起到了一定的支護效果，但是變形量仍然加劇。后期入風(fēng)巷、回風(fēng)巷每條巷道派一個巷修隊組對巷道加以維護，進行挑頂、拉底、開邦工作。這樣既增加了人力，消耗了時間，浪費了材料，嚴(yán)重制約了回采速度，影響了礦井產(chǎn)量，礦井在生產(chǎn)中存在著隱患，存在著風(fēng)險。

圖1 原有巷道支護斷面圖

圖2 巷道頂板補打錨索支護平面圖

圖3 兩幫補打錨索支護斷面圖

2 巷道觀測

針對以上這種情況，我們經(jīng)過深入研究，慎密分析，做出了支護改革。83301回風(fēng)巷原有頂板錨桿排拒X間距為1.0mX0.8m，幫錨桿排拒X間距為1.0mX0.8m，頂板錨桿型號為左旋螺紋鋼∮2000mmX2400mm，幫錨桿型號為為左旋螺紋鋼∮2000mmX2000mm；頂板錨索排拒X間距3.0mX1.8m，頂板錨索型號為鋼絞線∮15.24mmX6300mm。

我們通過先搞試驗區(qū)支護試驗，效果良好后，再進行推廣。我們在83301回風(fēng)巷150m～180m處先做試驗，在原有支護基礎(chǔ)上，巷道頂板和兩幫補打錨索。頂板補打錨索排拒X間距為3.0mX1.5m，幫補打錨索呈三花眼布置。

3 補打錨索布置圖

3.1 原有巷道支護斷面圖（如圖1）

3.2 巷道頂板補打錨索支護平面圖（如圖2）

3.3 巷道兩幫補打錨索支護斷面圖（如圖3）

4 模型計算

為驗證錨桿支護方案的有效性和解決現(xiàn)場實際問題，采用離散元數(shù)值模擬軟件UDEC建立數(shù)值計算模型，模型尺寸80mX35.6m（寬X高）。巷道頂板偽頂0.2m粉砂巖，直接頂0.3～0.8m泥巖，老頂5.5～11.5m粉砂巖。83301回風(fēng)巷埋深400m，因此上邊邊界載荷按垂深400m計算，模型底邊界垂直方向固定，左右邊界水平方向固定，巷道圍巖本構(gòu)關(guān)系采用摩爾-庫倫模型。

模擬內(nèi)容：在原有支護錨網(wǎng)索基礎(chǔ)上，頂板補打錨索排間距3000mmX1500mm，兩幫補打錨索呈三花眼布置，對巷道不同錨索支護條件下，得到巷道圍巖應(yīng)力分布和塑性區(qū)分布。分析比較不同的方案巷道圍巖變形情況，選取了最優(yōu)方案。

5 結(jié)語

(1)理論分析計算了巷道的破碎區(qū)、塑性區(qū)的范圍，分析了復(fù)合頂板巷道圍巖失穩(wěn)的機理，為錨索支護參數(shù)的確定提供了依據(jù)。(2)通過數(shù)值模擬對不同錨索間排距情況下的圍巖進行了分析和論證，確定了頂板補打錨索排間距為3000mmX1500mm，幫補打錨索成三花眼布置，頂板為錨索規(guī)格為鋼絞線∮17.8mmX8200mm，幫為錨索規(guī)格為鋼絞線∮17.8mmX6200mm。(3)在煤巷復(fù)合軟巖頂板地質(zhì)條件下，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護方式能夠有效地保證巷道整體穩(wěn)定性，錨網(wǎng)索支護為主動支護，使采面得以正常生產(chǎn)，取得了良好的社會經(jīng)濟效益。

[1]柏建彪,候朝炯.復(fù)合頂板極軟煤層巷道錨桿支護技術(shù)研究[J]巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2001.

[2]王平.數(shù)值模擬確定錨桿支護參數(shù)研究[J].能源技術(shù)與管理,2006.

[3]宮顯彬.復(fù)合頂板條件下煤巷錨桿支護技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2000.