锚杆锚索支护在厚煤层大断面切眼中的应用

苏贵春，王子峰，平晓明

（1.山西铺龙湾煤业有限公司，山西 左云 037104；2.山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046606）

锚杆锚索支护在厚煤层大断面切眼中的应用

苏贵春1，王子峰1，平晓明2

（1.山西铺龙湾煤业有限公司，山西 左云 037104；2.山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046606）

针对铺龙湾煤矿4102综放工作面切眼实况，依据锚杆锚索支护原理，制定了合理的巷道支护方案及参数，并对实施效果进行检测分析，证实“锚杆+锚索+金属网”联合支护方式在大断面综采切眼软质（不坚固）围岩巷道一次成巷中的应用是可行的。

大断面综采切眼；一次成巷；锚杆锚索网联合支护；巷道支护

铺龙湾煤矿现开采太原组4号煤层；该煤层回采巷道均沿煤层底板留顶煤掘进，采用锚杆锚索金属网联合支护。

4102综放工作面切眼沿4号煤层底板留顶煤掘进，综合机械化掘进施工，切眼净宽7.0 m，净高2.65 m，净断面积18.55 m2。该面煤层埋藏深度约255 m，煤层赋存稳定，结构简单，层理、节理、裂隙发育，平均厚度约5.3m，属脆性中等强度煤层。4号煤层顶板由泥岩、细粒砂岩、砂质泥岩组成，岩层节理、裂隙发育，强度较低。4号煤层底板为泥岩、炭质泥岩，水平层理发育，强度较低，在地层压力下局部地段可产生底鼓。4号煤层上距2号煤层1.08 m～2.10 m，平均1.55m，2号煤层属不稳定局部可采煤层，在该处平均厚度约1.2m，其顶板为炭质泥岩、泥岩。

1 锚杆锚索金属网联合支护

（1）巷道围岩特征：由4号煤层顶、底板岩性可知，巷道顶板岩层为碎块-块状结构特征，巷道岩石分类属于软质、不坚固岩石，且两帮与顶、底间层理明显。4号煤层上覆1号、2号不稳定煤层，其中距2号煤层1.5m～2.0m，距1号煤层12.0m～19.3m。属极近距离煤层。

（2）巷道矿压特征：巷道顶板与两帮矿压显现，存在着“顶板弯曲变形→两帮挤压破碎→局部位移、片帮、垮帮→两帮对顶板支撑减弱→顶板弯曲变形加剧、整体下沉→两帮破坏加剧、位移量增大”的互动特征。

（3）采用的围岩控制方式：根据围岩特征，施工地点巷道顶、帮的控制应按不同支护原则。顶板控制应使围岩处于弹塑性稳定状态，两帮控制应使围岩处于松动性稳定状态。

（4）巷道采用的锚杆支护形式：巷道顶、帮锚杆支护应按不同支护原理。顶板锚杆支护依据组合梁理论和悬吊理论；两帮锚杆支护采用挤压加固和整体锚固结合方式。

2 支护方案及相关参数

（1）顶板支护：采用锚杆＋锚索＋金属网联合支护并配合液压单体支柱形式，见图1。①锚杆布置。锚杆间距800 mm，排距800 mm，每排9根，两侧顶锚杆距帮300 mm，安设角度向外与顶板成75°，其余与顶板垂直布置，采用高强度钢托板固定。锚杆为Φ20 mm×2400 mm，端头锚固式；托板为高强度铁托板，规格为150 mm×150 mm×10 mm；采用树脂锚固，锚固剂型号MSK2360，锚固长度600 mm，预紧力3.5 t，锚固力6t。②锚索布置。锚索规格Φ15.24mm×8500 mm，采用矩形布置，方式为一排三根（配合300 mm×300mm×10mm的高强度钢托板），间距2 000 mm，排距2400 mm，锚索支护距工作面距离最大2.7 m，严禁滞后。锚固方式为端头锚固，锚固剂型号MSK2360，锚固长度1200 mm，预紧力10 t，锚固力25 t。③顶部金属网。采用10号铁丝编制成3500 mm×1 000 mm的菱形金属网（网孔100 mm×100 mm），网与网搭接100 mm，用14号铁丝绑扎，绑扎间距200mm。④液压单体支柱布置。采用DW31-200/100型液压单体支柱配合HDJB-1200型铰接顶梁支护。沿巷中布置二排，排距4.0 m，柱距1.5m，铰接顶梁与切眼前进方向垂直。

（2）巷帮支护：①锚杆布置。间距900 mm，排距800 mm，每排2根，巷帮两侧最上端锚杆距顶板300 mm，安设角度水平方向0°与巷帮垂直，采用钢托板固定。其中工作面侧为Φ16mm×1600mm粗糙表面式树脂玻璃纤维增强塑料杆体锚杆，端头锚固式；采空区侧为Φ16 mm×1600 mm端头麻花式圆钢锚杆，端头锚固式；托板均为高强度钢托板，规格150 mm×150 mm×10 mm；锚杆固定采用树脂端头锚固，锚固剂型号MSK2335，锚固长度350 mm，预紧力2 t，锚固力5 t。②巷帮网。采空区侧采用10号铁丝编制成3 000 mm×1 000 mm的菱形金属网（网孔100 mm×100 mm）；工作面侧采用2 000 mm×1 000 mm高分子尼龙网（网孔40mm×40mm）。

图1 厚煤层切眼锚杆支护简图

3 巷道支护检测和结果分析

（1）锚杆、锚索预紧力和锚固力检测：施工中，进行当班跟踪检测。顶、帮锚杆均采用风动锚杆机安装。其中：顶板锚杆预紧力合格率98%，两帮锚杆锚固力合格率97%，顶锚杆锚固力合格率96%，顶板锚索锚固力合格率100%。安装效果符合设计要求。

（2）表面位移检测：切眼内布置2个观测站，采用十字布点法测量。通过位移观测表明，顶板最大下沉量31mm，两帮最大移近量15mm，巷道开掘7 d后基本趋于稳定。

（3）顶板离层检测：为准确掌握顶板锚固质量和锚固范围内的顶板离层情况，巷道内安设了4组KBY-2平行直读式顶板离层指示仪检测顶板情况。每组为长度9500 mm、5500 mm、3500 mm、2500 mm的4个测点。经检测，锚杆锚固范围内的最大离层量8 mm，锚杆锚固范围外的最大离层量10 mm，总离层量的最大值18mm。顶板离层均在安全范围内，表明设计参数和施工质量能够保证安全。

（4）结果分析：巷道开挖后，通过锚杆的组合、悬吊作用，使巷道围岩具的一定的承载能力；通过锚索加固，减小巷道围岩变形，增加其承载能力和自稳性。从支护效果看，锚杆＋锚索＋金属网联合支护方式可有效阻止锚固范围内的顶板离层和煤壁片帮，支护基本合理。

Application of Bolt-anchor Support in Large Section Open-off Cut of Thick Seam

SU Gui-chun1,WANG Zi-feng1,PING Xiao-ming2
(1.Shanxi Pulongwan Coal Co.,Zuoyun Shanxi 037104;2.Shanxi Huoerxinhe Coal Co.,Changzhi Shanxi 046606)

For the open-off cut in4102 fully-mechanized working face of Pulongwan mine,based on bolt-anchor supporting theory,a roadway supporting plan with rational parameters was made.Effect testing and analysis proved that the bolt-anchor-net combined support was feasible in large section open-off cut in soft(loose)surrounding rock roadways.

large section open-off cut;simultaneous drifting;bolt-anchor-net combined support; roadway support

TD353.6

A

1672-5050（2012）09-0068-02

2012-05-10

苏贵春（1970—），男，山西怀仁人，大学本科，助理工程师，从事煤矿开采技术研究。

刘新光