煤矿软岩巷道联合支护技术探析

刘士坦（兖州煤业股份有限公司南屯煤矿, 山东 邹城 273500）

煤矿软岩巷道联合支护技术探析

刘士坦
（兖州煤业股份有限公司南屯煤矿, 山东 邹城 273500）

煤矿软岩巷道工程支护是煤矿开采重点和难点。随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大，软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出，软岩问题愈趋严重，直接影响煤矿安全高效生产。本文在分析和总结煤矿软岩巷道支护常用支护技术的基础上，提出锚索和锚杆联合支护技术是软岩巷道支护技术的创新，而且锚索和锚杆联合支护技术为煤矿采掘的机械化提供了安全支护保障，并提升了掘进的速度，为煤矿企业带来了可观的经济效益。

软岩；巷道；联合支护

0　引言

锚索－锚杆联合支护技术，在煤矿巷道围岩控制中应用得越来越广泛。随着矿山开采条件的日益复杂，出现了大量软弱破碎围岩下的巷道工程，其巷道压力大、来压快、变形严重、持续时间长，常常造成已掘巷道的多次重复翻修，不仅降低了正常的成巷速度，而且打乱了采掘的平衡关系，导致了矿井技术经济指标的恶化，给矿区的健康发展带来极为不利的影响。因此，研究锚索－锚杆联合联合支护在软岩巷道中的作用机理和合理支护很有必要。

1　锚索和锚杆联合支护的技术

1.1锚索和锚杆联合支护的机理

锚杆支护使围岩面加固，这样压力带会形成于软岩层当中，承载构造形成于被锚固岩层组，从而使下面岩层的受力改进和完善，优化了岩层的承载性能。处在上面比较远的岩层里面或者是在上面可靠的岩层锚入锚索，能够在上面可靠的岩层当中悬挂下面软岩层。统一锚索悬吊和锚杆加固的功能，能够有效地控制支护体。在松动的范围小于或者是等于锚索长度的情况下，锚固区域的岩层业已跟采掘空间的表层远离，面临比较少的干扰，可靠性高，能够使可靠的承载构造形成，进而在距巷道比较远的附近岩体当中传递上覆岩层压力，以使围岩和构造物实现连锁的共同影响效果。如此能够使表面的构造更加可靠，且确保围岩介质与构造物一起作用使复合体形成，确保被锁岩层对负荷形成的剪力与拉力承受，进而确保巷道的完好性。

1.2锚索和锚杆联合支护设计的原则

（1）结合锚索锚杆支护的原理，设计锚索支护的参数除要求对锚固深度与锚索悬吊能力进行兼顾之外，还务必对延伸的锚索量是不是跟围岩变形相符合进行验算。

（2）在围岩变形量大于锚索延伸量的情况下，有效地统一锚索支护和锚杆支护的参数。

（3）务必跟场地的施工技术和实际现状相统一，对设计的程序进行遵守。

1.3锚索和锚杆联合支护设计的思路

（1）立足于支护设计的根据，通过工程类比的方法，对相似或者是固有的工程支护成效进行借鉴。

（2）对锚杆支护的方式以及参数进行改变，选用具备良好支护成效的锚梁网支护方式以及参数。在实现锚杆安装施工需要的基础上，尽量地使锚杆的长度延长。模拟数值能够获得处在可靠状况之下围岩的松动破坏区域和支护锚杆许可顶板变形的最大下沉量。

（3）判定锚索的密度、长度、锚索要求的延伸量，对锚索要求延伸量和实际延伸量的差值进行确定，进而使联合支护的稳定性提升。

（4）锚索强化支护技术的确定通过松动围岩破坏区域和获得的顶板下沉量进行。能够结合松动围岩破坏区域确定锚索的长度。结合支护锚杆许可的顶板最大的变形量，对滞后安装锚索的时间或者是距离进行确定。

（5）为了实现更加稳定的支护设计，根据理论进行计算，且检验锚索承载能力借助悬吊原理实施。

2　布置巷道的主要方式分析

2.1内错布置工作面的顺槽

因为是内错布置工作面顺槽巷道，在掘进施工的时候，显现顶板压力不显著，煤壁片帮比较小，巷道顶板来压的情况没有发生，实施锚索和锚杆联合支护的方式来支护巷道，实现了理想的支护成效，以及提高了安全性和单进能力。

2.2重叠布置工作面的顺槽

因为重叠布置的工作面顺槽巷道，所以巷道处在上层采空区顺槽煤柱集中应力的形成区域之内，不管是同采还是掘进的时间段内，都难以有效地控制巷道顶板。在掘进的时候，每掘进一段距离就会出现一次的巷道顶板来压，具体来讲，煤壁和围岩闷响，紧挨工作面一边的巷道出现严重的煤壁片帮，这是面积较大的无支护顶板形成于顺槽巷道局部，导致直接顶的塌落、下沉、离层，也导致紧挨工作面一边附有水泥托板的锚杆丧失支护的功能，然而大多数的顺槽巷道顶板比较完整，不会对应用造成影响。因为锚杆不能够对直接顶离层进行有效地控制，倘若仅仅通过锚杆进行支护，在巷道顶板来压的情况下，顺槽巷道会出现直接顶区域较大的塌落、下沉、离层，导致严重的经济损失与事故。因为工作面顺槽巷道借助锚索和锚杆联合的支护，锚索杆体较长，能够在顶板上面可靠的岩层当中深入，所以能够固定离层带顶板，这使巷道顶板的可靠性提升。

3　通过应用锚索和锚杆联合支护技术获得的结论

（1）借助锚索和锚杆联合支护的方式使安全采掘与重叠布置巷道实现，这属于支护巷道上的一种创新。

（2）实施内错布置或者是重叠布置巷道的方式，锚索和锚杆对巷道顶板联合支护是能够实施的，选用具体参数过程中需要在实际生产当中获取经验的前提条件下，持续地完善和不断地归纳，确保更加科学性。

（3）锚索支护可以使比较大的预应力实现，锚固深度比较大，可以在顶板深处可靠的岩层当中进行锚固，固定离层带顶板能够使巷道顶板的可靠性提升。锚索和锚杆联合支护能够跟各种支护方式（塑料网、钢梁、钢带、钢托板）相配套，可以方便和灵活地进行布置，从而跟异样的地质状况的支护相符合。

（4）借助锚索和锚杆的联合支护方式证实：工作面巷道可以实现采掘需要，这煤层采掘的机械化提供了安全支护保障，以及大大地提升了掘进的速度，实现了非常理想的经济效益，需要大力地倡导使用。

4　结论

锚索和锚杆联合支护的技术是我国煤巷支护技术改革的发展方向。它在改善支护效果、降低支护成本、加快成巷速度、减轻劳动强度、提高断面利用率、简化回采面端头维护工艺等方面具有十分突出的优越性,是煤矿高产高效必不可少的配套技术。

[1]何满潮,袁和生,靖洪文等.中国煤矿锚杆支护理论与实践[M].北京:科学出版社,2004.

[2]付荣,范明建.煤炭软岩巷道支护现状及发展趋势[J].煤,2007,16(06).

刘士坦（1978-），男，山东嘉祥人，本科，工程师。