錨網(wǎng)索+鋼帶復合支護在鄆城煤礦中的應用創(chuàng)新

徐冬

摘 要：受地質(zhì)構(gòu)造和多次動壓影響的巷道支護問題一直是鄆城煤礦安全開采所面臨的難題之一。本文針對鄆城煤礦1300工作面、1301工作面兩順槽為主要研究對象，通過傳統(tǒng)支護方式與復合支護方式的對比，提出了支護方案優(yōu)化和創(chuàng)新策略?？隙隋^網(wǎng)索+鋼帶復合支護方式在鄆城煤礦中的應用可行性。

關(guān)鍵詞：鄆城煤礦；支護形式優(yōu)化；回采動壓；應用創(chuàng)新

錨網(wǎng)索+鋼帶復合支護方式起步于20世紀90年代，是煤炭行業(yè)安全發(fā)展的必然結(jié)果。其優(yōu)勢在于提高了巷道的整體安全性，減少了支護材料使用從而降低了成本。本文通過山東鄆城煤礦井田某斷面的支護方式分析，將傳統(tǒng)支護方式與錨網(wǎng)索+鋼帶復合支護方式進行對比，肯定了復合支護的重要性。并從工程特點出發(fā)，分析了鄆城煤礦井田的支護策略，以確保煤炭開采安全。

1 鄆城煤礦基本狀況分析

鄆城井田位于巨野煤田最北端，南部毗鄰郭屯井田。井田行政區(qū)劃歸鄆城縣管轄。本井田含煤地層為山西組和太原組，共含煤26層， 其中山西組含煤2層（2、3（3上、3下）），含煤地層總厚平均213.60m。井田內(nèi)煤層平均總厚10.15m，含煤系數(shù)4.5%。3煤層是主采及首采煤層，平均厚6.87m，占煤層平均總厚的68%。本井田的可采及局部可采煤層主要在山西組，有煤2和煤3兩層，其中煤3局部分叉為3上和3下。井田內(nèi)可采及局部可采煤層煤層賦存標高一般在-400～-1500m之間，東部個別地段受斷層影響可達-1800m。井田內(nèi)主要煤炭資源量集中賦存于-1000m水平以淺。

礦井內(nèi)1300工作面走向長度1255m，工作面長度100m，該工作面最大埋藏深度940米，平均埋深900m，開采深度大，地應力大，地質(zhì)構(gòu)造復雜、斷層多，巷道圍巖變形劇烈，巷道變形嚴重，深部巷道地應力增加，導致圍巖巖性惡化，圍巖塑性區(qū)和破壞區(qū)范圍增大，巷道維護困難，因此，應積極采取新型支護和聯(lián)合支護形式。

2 鄆城煤礦巷道斷面支護形式及存在問題分析

2.1 支護形式

以1300工作面、1301工作面順槽巷道斷面為例。該巷道斷面為矩形斷面，膠順凈寬×凈高=4.8m×4.0m， 斷面積=19.2㎡；軌順凈寬×凈高=4.5m×4.0m，斷面積=18㎡。原支護形式為頂板支護和幫部支護。

①頂板支護：頂部錨桿為φ22mm，l=2500mm錨桿配W型鋼帶進行支護，頂板鋪設(shè)？6金屬網(wǎng)和雙抗網(wǎng)，金屬網(wǎng)網(wǎng)格100×100mm。錨索“323”式點錨布置在頂板， 錨索規(guī)格：？21.6L6300mm，間排距1800×1000mm。

②幫部支護：幫部使用錨桿為φ20mm，l=2500mm等強錨桿配鋼筋梯、雙抗網(wǎng)進行支護，錨桿間排距均為800mm。

2.2 存在問題

為分析鄆城煤礦巷道支護中存在的問題，以提出優(yōu)化方案。工作人員對順槽巷道的頂?shù)装逡平蛢蓭妥兓颠M行了統(tǒng)計。具體過程如下：選取工作面順槽巷道80—200m范圍內(nèi)的巷道區(qū)間，采用十字布點法和頂板離層儀法綜合檢測此段范圍巷道在工作面回采推進時巷道頂板下沉和巷道兩幫內(nèi)擠情況。其中，1300工作面和1301工作面順槽均出現(xiàn)了不同程度的損壞，局部巷道出現(xiàn)頂板下沉，兩幫收縮等劇烈變形，在施工過程中先后進行了挑頂、擴刷、補打錨索、支設(shè)木垛等返修支護。這說明原巷道的支護方案不能滿足巷道的使用要求。初步分析認為，錨桿、錨索的支護方案與現(xiàn)場條件不適應，支護剛度低，沒有充分發(fā)揮錨索的主動支護作用，不能有效控制圍巖離層與破壞，圍巖強度與完整性喪失過大。支護方案優(yōu)化具有必要性。

3 支護方案的優(yōu)化

3.1 錨網(wǎng)索梁聯(lián)合支護基本原則

受鄆城煤礦井田自身地質(zhì)條件和多次動壓的影響，傳統(tǒng)的支護方式需要進行適當?shù)恼{(diào)整。錨網(wǎng)索+T型鋼帶的復合支護方式可有效改善礦井工作環(huán)境，減少材料浪費并且具有較高的安全系數(shù)，因此其應用具有必要性。在支護過程中，應遵循的整體原則為：以爆破手段進行掘進時要采用一定的輔助手段防止巷道變形；以施工工程特點為前提進行錨桿排列和設(shè)計；鄆城井田鋪網(wǎng)方式為從頂板中部向兩邊鋪。

3.2 鄆城煤礦錨網(wǎng)索+T型鋼帶復合支護方案及效果

根據(jù)上述工程狀況，提出優(yōu)化后的支護方案為：錨網(wǎng)索+T型鋼帶復合支護。

①頂板支護：頂板鋪設(shè)？6金屬網(wǎng)，取消雙抗網(wǎng)，金屬網(wǎng)網(wǎng)格60×60mm。T型鋼帶配合錨索用于頂板，T型鋼帶規(guī)格為4000×140×10mm，T型鋼帶硬度較W型鋼帶高。錨索“333”式矩形布置，間排距1800×1000mm，錨索規(guī)格：？21.6L7300mm；頂板錨桿點錨支護。

②兩幫鋪設(shè)雙抗網(wǎng)，錨桿配合鋼筋梯兩幫使用等強螺紋鋼錨桿配鋼筋梯支護，幫部底板向上1500mm、2900mm位置各施打1根？21.6L4300mm錨索加強幫部支護，排距1000mm。

低幫實體加固：對巷道內(nèi)的低幫實體處應采用高強預拉力剛錨桿+鋼帶復合支護方式。其中：錨桿間距為600mm、錨桿排距為800mm，錨固力應不小于100kN。

③煤柱支護：要求施工人員在煤柱側(cè)以三排錨桿為單位布置高強預應力錨索桁架支護系統(tǒng)+220m的槽鋼架梁，以確保煤柱的穩(wěn)固性。其中，錨索的孔距約為210m、鋼絞線的夾角約為45b，并將二者用桁架連接器連接。該工程中，采用長錨固定，錨應力為90kN。

④整體注意事項及施工效果。山東鄆城礦井煤炭軟質(zhì)煤炭較多，穩(wěn)定性不高，同時頂板的完整性差。施工過程中如出現(xiàn)煤礦巷道的頂板或幫底破裂，可使用短錨桿超前支護防止其惡化。施工實踐證明，錨網(wǎng)索+T型鋼帶復合支護方式能夠有效的減少以往支護中的不安全因素，確保施工人員安全。

4 總結(jié)

山東省鄆城煤礦井下煤層埋藏深，巷道壓力較大、出水量大，地質(zhì)構(gòu)造復雜，煤巖層破碎，巷道變形大，嚴重影響巷道推進進度和施工安全。因此巷道的支護形式需不斷的創(chuàng)新發(fā)展，從而減少返修工程量、減少經(jīng)濟投入，確保施工安全，具有重要意義。

參考文獻：

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