锚网腿支护在中薄煤层巷道的应用

李　峰

摘要：锚网支护作为一种科学的先进的支护方式，在新庄孜矿得以广泛应用，但在实际工作中也遇到较为特殊的个例，影响了此工艺的推广，其中以B8煤层大断面支护巷道最为突出。该煤层瓦斯赋存量大，因回采的需要，掘进时巷道设计净断面必需加大，而断面的扩大导至需破至少1.35m以上的中粒砂岩硬底，由于采用炮掘，上帮上抽现象普遍，造成上帮无法采用锚网支护，尽管采帮了煤体部分不放炮、底板部分滞后放炮、顶部加密锚杆等多种措施，仍不能维持上帮锚网支护。为了不倒退回架棚支护，经过大量的实践，改为锚网腿辅助支护。

关键词：大倾角中薄煤层半煤巷道锚网腿支护

1概述

新庄孜矿六采区煤层倾角较大，在25—30°之间，多年来掘进巷道支护形式一直采用架棚为主，但随着矿井产量的增加，架棚巷道断面小、维修量大等严重制约生产的问题越来越显现。近年来煤矿在推广大断面、强支护、降成本的前提下，普遍开始采用锚网支护，但从实际运用看，煤层倾角在25°以上，且煤体松软、底板硬且破底较多时，巷道上帮较难控制，甚至无法打锚网。新庄孜矿采用锚网腿支护技术，有效地解决了中薄煤层上帮支护难的问题，从而为全面推广锚网支护提供了有力的保障，同时减少了架棚支护，取得了良好的安全保障与经济效益。

2地质概况

5608顺槽位于新庄孜矿56采区，平均煤层倾角30°，煤厚1.8～2.0m，上覆岩层为3.5m厚的灰色泥岩和3.0m厚灰色砂质泥岩，底板为砂岩，厚度为1.5—6m，平均3.5m。硬度较大。

3使用背景

经过对锚笆巷道支护巷道分析，巷道上帮锚杆失效的主要原因是新庄孜矿B8煤煤体比较松软，瓦斯含量大，在施工放炮前要在煤体内打泄压钻，释放瓦斯，造成炮后煤体基本为松散体，另因煤薄，受巷道设计断面的限制，破底1.5m以上(如图1)，同时又造成上帮煤体松散或垮落，甚至上抽4～5m。在打上帮锚杆时，锚杆的预应力小(设计锚杆的拧紧力矩为100NM，对锚杆杆体施加的预紧力约为300KN)，不能有效控制锚杆周围松散体的垮落，导致炮后松散的煤体从锚杆托板四周掉落，托板与煤壁之间形成空隙，锚杆预应力降低，直到失去预应力，锚杆失效。通过改变上帮支护形式，由原打锚网改为架锚网腿后，有效地解决了松散煤体上帮支护问题。

4支护设计与参数确定

4.1锚网腿设计及原理锚网腿设计采用长2.8m的29kg/m规格的U型钢上焊接半径为1.5m弧长为1.2m的同规格U型钢，上端不封闭，以便插入顶板；下端焊200mm×200mm×20mm规格的钢板，架设时腿孜直体部分保持与顶板呈90°，腿孜之间用5mm×50mm×1300mm扁钢板拉条连成一体。

锚网腿设计基于二个原理：一方面它具有钢性，控制顶板位移，减小顶底板对煤体沿倾向方向的剪力，同时由钢性拉条连接形成的整体控制上帮煤体倾向位移，从而起到减缓和控制上帮上抽的效果；另一方面，锚网腿上部为弧形，具有一定的弹性与收缩量，项底板位移监测证明，正常情况下位移在500mm之内，实践证明锚网腿弯曲收缩量在100～150mm之间时插入顶底板量在300mm左右，且腿孜变形不影响使用，总收缩量完全满足需要，较之此前采用坑木及工字钢腿，解决了腿孜变形受损不能使用的问题。

4.2巷道设计巷道断面为不规则四边形(如图1)，上帮掘进高度3470mm，净宽3400mm，下帮掘进高度1800mm，根据顶板上下帮的承压关系确定其支护参数如下：①上帮采用锚网腿子支护，腰线其上下各lm处三道金属扁铁拉条连结，腿距中一中500mm。②顶板支护采用ф18mm长2000mm的高强树脂锚杆，锚固力100kN，间排距900×1000mm，托板为150×150x10mm钢板。③金属网ф6mm，1800×1200mm钢筋网，巷道顶板及上、下帮满铺，封闭全断面。④下帮支护采用ф18mm，长1600mm高强树脂锚杆，锚固力50kN，螺母拧紧力矩为100NM，间排距为900mm×1000mm，盖板100mm×100mm×10mm钢板，内铺塑料网，外铺金属网。

5施工方法

①正常施工中采用煤体只放掏槽眼，其余部分放底部岩体部分炮眼。顶板采用ф18mm，L=1000mm的树脂锚杆带锚网超前支护，超前距1m，确保不空顶。②上帮架设锚网腿子，塘笆腰帮过顶，片帮部分用编织袋装煤填实。③片帮时用板皮、撞楔从架好的锚网腿超前支护。④出现上帮煤体上抽现象时，根据煤体厚度选用ф16cm，适当长度的圆木打点柱，并用编织袋装煤码实，再从外面栽锚网腿子。⑤为使锚网腿生根牢固，上端插入顶板100mm，并紧贴腿子下方打一排锚杆，然后用拉条固定。⑥锚网腿中一中500mm，三根拉条上成一条线。(如图2所示)

6应用效果比较

6.1支护效果到目前为止，新矿共用锚网腿巷道1000多米，通过施工期间观察和矿压观测表明，大倾角、中薄松软煤层采用锚网腿支护掘进风巷和顺槽，没有发生上帮大范围垮落问题，由于支护形式合理，支护效果好，减少了锚网支护时上帮受压变形修护的工序和时间，每月掘进单进比原来可提高20％。

6.2经济效益经测算锚网腿支护和可缩性拱形支架比每米巷道减少支护材料费300多元，同时减少了支护材料运输和回收的费用，经济效益十分可观。

6.3安全性锚网腿支护在施工过程中加上帮临时点柱辅助措施，有效地控制了上帮煤体垮落，保证了巷道掘进过程的安全。

7结述语

锚网腿支护作为锚网支护的辅助支护形式，经过实践证明是既安全又可靠，效益显著，而且在厚煤层风巷锚网支护解决上帮煤湿、松软或净垛小不适合打锚网时，也有广泛的应用前景。