锚网索支护技术应用

王金山　于海秋 董石红　李春永　艾顺岭

摘 要：锚网索支护是一种安全、经济的支护方式，是以锚杆和锚索为主体的支护结构的总称。项目针对锚网索支护的技术问题，分析了国内外相关技术研究的现状，确定将云飞公司串草圪旦煤矿4104工作面作为研究地点，并采取锚杆、锚索支护后能够有效地降低工作面两条顺槽的侧帮移近量和工作面顶板的下沉量，达到控制围岩变形的目的。其应用对煤矿企业的巷道支护工程，特别是云飞公司串草圪旦煤矿大采高复合综采工作面的支护工作具有重要意义。

关键词：锚网索支护；侧帮移近量；下沉量；围岩变形

1 前言

随着煤矿开采技术的不断发展，以及中厚煤层大功率高效综合机械化采煤设备的引进，综采工作面单产和矿井生产的集中化程度大幅提高，传统的工字钢以及梯形棚等支护方式已明显不能满足巷道支护的需要。通过不断的科研实践以及一系列煤巷锚网索支护技术研究，锚网索支护已基本取代工字钢、梯形棚而成为煤层巷道的主要支护方式，项目以锚网索支护技术在云飞公司串草圪旦煤矿4104工作面的应用展开研究。

2 工作面概况

串草圪旦煤矿4104工作面位于水平南翼一盘区4#煤层辅助水平，工作面开采标高990～1010m，下距5#煤层平均27m。煤层宽缓，褶曲、小构造发育；煤层结构复杂，含1～4层夹矸，夹矸沉积不稳定，岩性变化较大；煤层走向0°～180°，倾角1°～10°，平均5°；煤层总体发育呈东北高，西南低；煤层倾角由南向北逐渐增大；煤层厚度2.5～4.4m，平均3.5m；煤层抗压强度3.7Mpa；埋藏深度为末采停采位置约120～130m。工作面可采走向长度1710m，倾斜长度255m，采高3.5m。

3 回撤问题

云飞公司串草圪旦煤矿4104综采工作面设计走向1800m，倾斜长度260m，直接顶中有2层煤线，极易冒落，属于复合型顶板岩性。

工作面安装ZY11000/22/45液压支架150组，该支架运输外形尺寸为7270×1650×2200mm，这是云飞公司首次回撤大采高综采设备的工作面。对于这种大采高复合顶板综采工作面，采用传统的上绳、打大板单体柱支护收尾方式支护强度远远不够。

4 解决方案

通过对现场实际情况的分析和周边煤矿同类条件的矿井进行调研，决定采用锚杆支护配合锚索补强支护形式，取代传统的大板单体柱收尾工艺。首先采用铺网上绳的传统工艺，支架定位后继续推采回撤通道，回撤通道宽度为4.0m，为避免回撤通道离层冒落，采用锚网索支护，配合液压支架上挑工字钢梁打贴帮助加强支护。

4.1 各巷道的具体布置

主运输巷：由4煤主运大巷设计位置向南帮开口沿煤层按设计方向施工。

切眼：按设计位置，由主运输巷向东帮开口与辅助运输巷贯通或由辅运巷向西帮开口与主运输巷贯通。

辅运巷：由4煤回风大巷设计位置向南帮开口，按设计方向破煤层顶板，按高程施工风桥，从4煤主运、辅运大巷上方通过后，沿煤层按设计方向施工。

4.2 工作面支护

工作面采用全封闭安装液压支架方式，上下出口使用端头液压支架；辅运及主运巷超前支护均采用液压支架超前支护（迈步推移）。

工作面安装ZY11000/22/45型基本支架142架，ZYG11000/22/45型过度支架2架，ZYT11000/22/45D型端头支架6架，共计150架。

上下出口支护超前支护：下出口安装ZT20850/22/45型超前支架2架；上出口安装ZT45800/22/45型超前支架2架。

5 效果验证

为了对4104综采工作面末采期间支护方案的效果进行验证，在工作面两端的巷道帮上和顶板上布置测点。分析监测结果，距离停采线3.5m范围内时，顺槽侧帮上的最大水平位移出现在距离停采线3.5m的运输顺槽内，其最大值为-0.02402m。然而与之形成对比的是，未采取锚杆、锚索支护的顺槽则会出现较大的水平变形，其最大值同样出现在距离停采线3.5m的运输顺槽的侧帮上，最大值更是达到了-0.23935m，支护对巷道侧帮的加固效果明显；这种情况同样适用于工作面的轨道顺槽。对于工作面的顶板变形，顶板最大下沉量为-0.05977m，出现在距离停采线3.5m的工作面顶板上，距离运输顺槽160m的位置；同样，未采取锚杆、锚索进行支护的工作面顶板，其最大顶板下沉量为-0.45328m，同样出现在距离停采线3.5m且距离运输顺槽160m的位置。可见，采取锚杆、锚索支护后，能够有效地降低工作面两条顺槽的侧帮移近量，并显著降低了工作面顶板的下沉量，达到控制围岩变形的目的。

6 结论

（1）采用锚网索支护，配合液压支架上挑工字钢梁打贴帮柱加强支护的4104综采工作面的末采支护方案能收到良好的效果。

（2）相比较与不采用锚杆和锚索的方案，本方案能夠显著降低因为煤层开采而引起的围岩变形，达到控制煤层顶板岩层稳定和巷道围岩稳定的目的，保障4104综采工作面末采期间作业的人员和设备的安全。

（3）应用锚杆和锚索联合支护的方案，可以有效控制围岩塑性区的范围，降低应力集中程度，有利于上覆岩层的整体稳定。

参考文献

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