淺析近距離煤層下層煤回采巷道支護參數(shù)優(yōu)化

李丁丁

摘要：本文以汾西礦業(yè)集團中興煤礦1209材巷支護為背景，通過闡述工作面基本情況，詳細介紹了工作面原支護參數(shù)設計計算及支護形式，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，隊原支護參數(shù)進行了一定的優(yōu)化，最終通過現(xiàn)場實踐及礦壓觀測，巷道圍巖變形得到了一定了控制。

關鍵詞：近距離;下層煤回采巷道;支護參數(shù)優(yōu)化

1 概況

1209材料巷位于一采區(qū)北翼， 1209運輸巷西側，與1209運輸巷相距166m（中—中）。

1209材料巷沿2#煤層頂板掘進，2#煤位于山西組下部，煤厚在1.3m-2.4m，平均煤厚2.1m，屬中厚煤層，是井田較穩(wěn)定地段，煤層結構較簡單，含夾矸1-2層，工作面穩(wěn)定可采，煤質為黑色，屬中灰、低中硫的瘦煤、焦煤，煤層傾角為2°-12°，平均傾角7°。頂?shù)装鍘r性見下表。

2 1209材巷永久支護方式

1209材料巷永久支護采用錨桿+金屬網(wǎng)+W鋼帶+錨索聯(lián)合支護方式，兩幫均采用錨桿+金屬網(wǎng)+W鋼帶聯(lián)合支護，其中金屬網(wǎng)的鋪設均采用全斷面一次性鋪網(wǎng)。

2.1 錨桿

①頂部錨桿采用直徑22mm，長度2400mm的左旋螺紋鋼錨桿;②巷道兩幫錨桿采用直徑20，長度2200mm的左旋螺紋鋼錨桿。錨桿外露長度控制在螺母外側10～50mm。

2.2 錨固劑

頂部以及角部錨桿分別采用兩支錨固劑進行錨固，具體型號為MSK2355、MSZ2355型各一支，其中MSK2355型在上、MSZ2355型在下。巷幫錨桿采用一支型號為MSZ2355的樹脂型錨固劑。對錨索進行錨固時，采用三支樹脂型錨固劑，在上的一支錨固劑型號為MSK2355、在下的兩支錨固劑型號為MSZ2355型。

2.3 鋪網(wǎng)

在巷道頂板、兩幫鋪設金屬網(wǎng)，具體規(guī)格為7500m× 1100mm，所有錨桿須緊壓金屬網(wǎng)之面。金屬網(wǎng)網(wǎng)孔大小為53×53mm，相鄰金屬網(wǎng)間的搭接長度不應小于100mm，采用16#鉛絲制作作為聯(lián)網(wǎng)絲剪，雙股對折且扭結圈數(shù)不小于3圈，聯(lián)網(wǎng)聯(lián)緊，環(huán)距不大于200mm。

2.4 W鋼帶

采用厚3mm的鋼板滾壓而成，頂板采用規(guī)格為：W-3-280-4100-5型鋼帶，兩幫采用規(guī)格為：W-3-280-300-1型鋼帶配合錨桿進行施工，W鋼帶呈縱向布置。

2.5 錨桿間排距

頂錨桿布置呈現(xiàn)出矩形，頂部錨桿間距以及排距分別為975mm、1000mm，每排5根;巷道兩幫錨桿布置呈矩形，錨桿間距、排距均為1000，美側巷幫布置2根錨桿，第一根幫錨桿距頂板500mm，第二根位于第一根錨桿下部1000mm處。

2.6 錨固力

頂錨桿設計錨固力140kN，預緊扭矩300N·m;幫錨桿設計錨固力100kN，預緊扭矩200N·m。

2.7 錨桿角度

角錨桿與鉛垂線呈10°夾角，其他錨桿均與巷道頂板輪廓線垂直布置，幫錨桿垂直于兩幫布置。

2.8 錨索

錨索采用φ21.6mm×7300mm鋼絞線錨索，錨索與巷道鉛垂線成0°夾角。錨索間排距為1000×2000mm，每排布置3根，排距2000mm，錨索外露鎖具長度：150—250mm。錨索張拉預緊力不小于200kN，錨索錨固力應不低于200kN。錨索必須緊跟工作面。

2.9 錨桿托盤

頂部錨桿配合采用的托盤為高強拱形，具體規(guī)格為厚度在10mm，直徑為120mm，巷道兩幫的錨桿托盤采用U型架棚制作而成，厚度在16mm，長、寬均為150mm。錨索配套采用的鋼板厚度為16mm，長、寬均為285mm。

3 1209材巷支護參數(shù)優(yōu)化及效果分析

3.1 1209材巷支護參數(shù)優(yōu)化

針對巷道兩幫壓力明顯，采取加強支護措施，對兩幫支護由原來每幫施工兩根錨桿更改為每幫施工三根幫錨桿，幫錨桿間距由第一根距頂板500mm，第二根距第一根1000mm，更改為第一根距頂板500mm，第二根距第一根900mm，第三根距第二根900mm，同時第一根必須緊跟工作面支護，第二根幫錨桿距迎頭不超過1m，第三根幫錨桿距迎頭不超過2m;菱形金屬網(wǎng)規(guī)格為由7500×1100mm更改為9100×1100mm。

頂錨桿由原來每排施工5根更改為每排施工6根，間距由原來975mm更改為780mm;W鋼帶由5孔更改為6孔;錨索由7300mm更改為8300mm，間距由原來1000mm更改為1400mm，并配合長3200mm的W鋼帶使用，兩邊錨索分別與頂板呈70°夾角向兩邊傾斜施工;兩幫施工Φ21.6×4500mm鋼絞線錨索，兩幫每幫每排施工1根錨索，錨索距頂板1200mm，與兩幫呈30°夾角向上施工，排距2000mm，幫錨索與頂錨索對齊。

將頂、幫錨桿排距由1000mm更改為800mm，故工作面循環(huán)步距更改為0.8m，最大控頂距為1m，最小控頂距為0.2m，頂、幫錨索排距更改為1600mm，菱形金屬網(wǎng)由9100×1100mm更改為9100mm×900mm;錨索支護由原來隔一排施工3根，更改為隔一排施工3根，隔一排施工4根依次交替進行支護，施工3根錨索時，錨索間距為1400mm，兩邊錨索距巷道兩幫均為700mm;施工4根錨索時，錨索間距為1000mm，兩邊錨索距巷道兩幫均為600mm，并配合3400mm長W鋼帶進行支護。

對于頂板破碎地段采用單體支柱配合工字鋼棚梁進行“一梁二柱”加強支護。

3.2 效果分析

通過對1209材巷支護參數(shù)優(yōu)化前后巷道變形量進行數(shù)據(jù)分析，原方案距離工作面100m時圍巖趨于穩(wěn)定，頂?shù)装逡平繛?11mm，兩幫移近量為273mm，優(yōu)化方案后頂?shù)装逡平繙p小為168mm，兩幫移近量減小為202mm。

4 結論

通過對1209材巷頂錨桿間排距、幫錨桿數(shù)量進行優(yōu)化加強，同時對于巷道頂板破碎地段進行架棚支護，減小了巷道斷面變形量，保證了工作面安全生產(chǎn)，為具有類似地質條件的巷道提供了技術參數(shù)借鑒。

參考文獻：

[1]康銳.近距離煤層外錯布置巷道支護技術研究[J].山東煤炭科技，2019（01）：38-40.

[2]楊志勇.采動壓力影響下掘進巷道支護技術研究[J].世界有色金屬，2018（21）：38-40.

[3]趙冬生.基于錨索參數(shù)改良的大斷面煤巷支護方案優(yōu)化[J].當代化工研究，2019（01）：157-158.

[4]曹建青，徐明初，孫長龍.動壓巷道下的支護優(yōu)化研究[J].煤炭技術，2019，38（01）：29-33.

[5]紀海玉，張琰崠，寧杉.軟巖巷道鋼筋網(wǎng)注漿錨網(wǎng)噴支護技術研究與應用[J].煤炭技術，2018，37（11）：24-26.