千米深井軟煤層巷道支護技術(shù)

摘 要：千米深井軟煤層巷道壓力大，礦壓顯現(xiàn)明顯，采區(qū)一般的錨網(wǎng)索支護不能滿足支護要求，在后部巷道壓力顯現(xiàn)情況下，研究采用了頂板補打錨索，兩幫打設(shè)錨索梁，調(diào)整兩幫支護參數(shù)的方式保證了巷道支護質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：千米深井；軟煤層；支護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.034

1 概況

肥城礦業(yè)集團陳蠻莊煤礦開采煤層為3#煤層，煤厚平均3.5m，傾角23～39°，f=0.15，直接頂為1.3m灰色泥巖，老頂為5.2m粉砂巖，礦井首采工作面為3206工作面，接續(xù)工作面為3404工作面。3404工作面軌道順槽巷道標(biāo)高在-970m — -1000m之間，沿煤層頂板掘進，開掘后揭露煤層坡度在15°—35°之間，礦井首采3206工作面距3404軌道順槽后部巷道最小距離180m，受工作面回采影響，后部巷道壓力顯現(xiàn)明顯，頂板出現(xiàn)不同程度下沉，兩幫移近量較大。

2 3404軌道順槽原支護方案

3404軌道順槽斷面為不規(guī)則矩形，巷道凈寬4000mm，凈高3000mm，荒寬4300mm，荒高3150mm。采用錨網(wǎng)索+W鋼帶作永久支護。

（1）頂板采用高強預(yù)應(yīng)力左旋無縱筋錨桿+W鋼帶和錨索聯(lián)合支護，每排布置6根錨桿，錨桿株排距800mm×800mm。錨固力不小120KN，預(yù)緊力矩不少于300N·m。錨桿直徑20mm，長度2400mm。

（2）兩幫采用等強螺紋鋼錨桿+W鋼帶聯(lián)合支護，上幫每排布置5根錨桿，株排距為800mm×800mm，下幫每排布置3根錨桿，株排距800mm×800mm。幫部等強錨桿錨固力不小于120KN，錨桿預(yù)緊力矩不少于200N·m。錨桿直徑20mm，長度2400mm。

（3）錨索打設(shè)在W鋼帶空檔內(nèi)，每排布置兩根，株排距為1600mm×1600mm，沿巷道中心線向兩邊對稱布置。錨索采用φ17.8×6300mm鋼絞線制作。

（4）頂板金屬網(wǎng)采用Φ6mm的冷拔鋼筋焊制，規(guī)格為長×寬=2000mm×1000mm，網(wǎng)格為長×寬=100mm×100mm；兩幫采用Φ3.5mm的冷拔鋼筋焊制，規(guī)格為長×寬=2000mm×1000mm，網(wǎng)格為長×寬=60mm×60mm。

（5） W鋼帶成型寬度，200mm，板材厚度4mm，頂板W鋼帶長度4200mm，上幫使用2塊長度為1800mm的W鋼帶順向搭接，下幫W鋼帶規(guī)格：1800×200×4mm，錨桿托盤為正方形，用10mm的鋼板壓制成弧形，長×寬=140mm×140mm。錨索托盤用長×寬×厚=300mm×300mm×20mm 的鋼板制作，在中間穿一個直徑18mm的圓孔，鎖具為QVM15-1單孔鎖具。

3 頂板下沉、兩幫移近原因分析

根據(jù)現(xiàn)場觀察，3404軌道順槽的頂板在上、下兩肩窩處有明顯的下沉跡象。兩肩窩處的頂板錨桿，明顯被壓彎，且伴有鋼帶被壓彎的錨桿拉裂現(xiàn)象，礦壓顯現(xiàn)主要集中在下肩窩。后部巷道多處出現(xiàn)斷錨桿，斷錨索現(xiàn)象，斷開的錨桿90%集中在下肩窩處。并且巷道下幫移近量遠遠大于上幫，這證明由于巷道頂板坡度在15°—35°之間，所以巷道壓力集中在下幫。在巷道內(nèi)采用“十字交叉法”對巷道移近量進行觀測，頂板下沉量在250mm-300mm之間，兩幫移近量在240mm-260mm之間。兩幫錨桿800mm的排距，在兩排錨桿之間，兩幫移近量尤為明顯，這說明幫部錨桿支護排距過大，對幫部沒有。頂板打錨索托盤處無下沉，而錨索周邊下沉明顯，這說明現(xiàn)有錨索數(shù)量對巷道頂板整體支護效果較差。由此可見，原巷道支護方案強度已不能滿足支護需要。

4 加強支護強度措施

鑒于頂板和兩幫支護強度較弱的情況，我們對巷道頂板和兩幫進行了補強支護，并加強了支護強度。加強支護分為以下兩項。

（1）巷道掘進支護參數(shù)變更：頂板錨索由“二0二”布置方式變更為“三二三”布置方式，一排布置兩根，一排布置三根，提高錨索對巷道頂板的整體維護效果。兩幫錨桿間排距縮小為600mm，并在兩幫兩排鋼帶中間打設(shè)1m長錨索梁加強支護。

（2）頂板下沉及移近量大段補強支護：在頂板下沉較大位置將錨索布置方式全部補為“三二三”布置方式，并在距下肩窩1m位置處頂板加打一排錨索，排距800mm。兩幫兩排鋼帶中間全部打設(shè)1m長錨索梁，增加兩幫支護強度。

5 支護效果

在加強支護后，對巷道繼續(xù)進行移近量觀測。監(jiān)測結(jié)果表明，一個多月后在補強支護后巷道的變形基本達到穩(wěn)定，巷道頂?shù)装逡平吭?0mm以內(nèi)，兩幫移近量在50mm以內(nèi)，最后直至穩(wěn)定。因此補強支護措施滿足巷道支護要求，有效的控制了巷道的變形。

作者簡介：廖光輝（1971-），男，安徽淮南人，從事專業(yè)技術(shù)工作。