毕节市煤矿回采巷道锚网支护研究

卢海亲

[摘 要]巷道是井下生产的动脉。巷道支护设计的合理与否对一个企业的经济效益和生产的安全条件有着直接的影响。因此，合理的选择支护形式就显得尤其重要。在煤矿井巷中，回采巷道的长度占矿井巷道总长度的60%以上。本文以毕节市黔西县境内的A矿1903运输巷支护技术改革取得的成功经验为例，通过支护技术改革前后对比、数值分析及工程实践表明，得出回采巷道采用锚网支护的重要性。

[关键词]回采巷道 支护现状 支护方案 变形监测

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0029-01

引言

据《BP世界能源统计2012》发布的数据显示，2012年，中国煤炭产量为37.3，占全世界比重为47.5。煤炭是我国各种能源中最为丰富的资源，估计在今后40年以内，煤炭仍然是我国的主导能源。但是，我国煤矿以中、小型矿井居多，这些矿井基本上都是采用平硐开拓、立井开拓或斜井开拓方式进行开采，而每年这些煤矿井下巷道掘进工程量达千万米，以前采用传统的棚式支护，导致煤矿每年投入到巷道维护的费用非常大，而且顶板事故时有发生。因此，为了保持巷道的完整，改善工作条件和工作环境，防止顶板事故的发生，推广煤矿井下回采巷道选用锚网支护，对确保矿井安全生产和员工生命财产安全方面起着至关重要的作用，作者根据A矿回采巷道支护改革的工程实践表明锚网支护不但支护成本低、劳动强度小，而且成巷速度快、井巷断面利用率大，是一种备受人们认可的有效的采准巷道支护形式 。

一、毕节市煤矿回采巷道支护现状

毕节市是主要产煤市，近年来煤矿企业在毕节工业强市中发挥着重要的作用，但据统计，毕节市仅有1/3左右的煤矿采用了锚网支护技术，人们还是习惯于传统的棚式支护，观念还停留在以前，对锚网支护理论的理解和认识还是不到位，导致煤矿顶板事故时常发生。

据统计：2008年1月1日至2014年11月3日期间，毕节市发生的煤矿事故起数为197起，死亡人数为279人。其中煤矿顶板事故起数为112起，死亡人数为126人，所占比例分别为56.85%和45.16%，在所有事故类型中所占比例最大。详见表1.1。

二、回采巷道支护技术改革

2014年以前，毕节市煤矿顶板事故频发，安全形势严峻，为扭转局势，煤矿必须进行支護技术改革，即在毕节市范围推广使用锚网支护技术。下面以毕节市黔西县泰来乡境内的A矿1903运输巷支护技术改革取得的成效为例。

1.矿井概况

A矿位于毕节市黔西县泰来乡境内，生产规模为15万t/a，属生产矿井。在2011年至2013年期间，主采9号煤层。9号煤层位于龙潭组中下部，而龙潭组以细碎屑岩为主，含煤8～10层左右，平均厚179.68m。9号煤层上距4号煤层平均40.9m，下距15号煤层平均29.5m。直接顶板为泥岩，厚约1.5m，老顶为粉砂岩，厚约38.3m；直接底板为泥岩，厚约1.6m，老底为粉砂岩，厚约26.2m。

2.棚式支护

A矿2011年、2012年期间，回采巷道支护方式为传统的棚式支护，巷道长度在300至500m不等，巷道断面为梯形断面，掘进断面为5.3m2，净断面为4.3m2。每年回采巷道掘进工程量约1000m。该矿棚式支护材料采用工字钢自制，每米巷道使用3架工字钢进行支护，支护间距为0.33m，每米巷道材料消耗约185kg，每年需消耗的工字钢约262.5吨，每吨工字钢约需4000元，因此每年采用工字钢支护成本约74万元（不含人工费、木材消耗费用等），巷道维护费约60万元。

3.锚网支护

2013年初，该矿回采巷道开始使用锚网支护，巷道断面为梯形断面，掘进断面为8.32m2，净断面为7.98m2。具体的支护参数如下：

（1）巷顶锚杆采用Ф20mm×2000mm锚杆，间排距为1000mm×1000mm。

（2）巷帮锚杆采用Ф20mm×2000mm锚杆，间排距为1000mm×1000mm。

（3）底板：不支护。

该矿每年巷道掘进工程量约1500m。采用锚网支护每米巷道消耗锚杆材料9根，每米巷道消耗钢带材料7.6m，因此每年消耗锚杆13500根，消耗钢带材料11400m，支护成本约70万元（不含人工费、钢丝网费用等），基本上不存在巷道维护费。

4.支护技术改革成效

经过工程实践表明，采用锚网支护，明显优于棚式支护，在顶板管理、巷道维护、生产提速等方面有了显著成效。主要表现在：

（1）降低巷道维护费，每年节约60万左右的巷道维护费；

（2）在支护成本费基本相同的情况下，采用锚杆支护的巷道断面明显比棚式支护的巷道断面大得多，巷道有效断面利用率高，通风阻力小；

（3）节约大量木材和钢材，减少支护材料的运输量，降低工人劳动强度；

（4）变被动支护为主动支护；

（5）采用锚网支护后，没有发生过顶板事故；

（6）采用锚网支护后，巷道掘进速度快，每年多掘进巷道工程量约500m。

三、巷道变形监测

1.顶板离层仪监测数据分析

巷道顶板离层量是评价巷道稳定性、支护可靠性的重要指标。黔西县泰来乡境内的A矿在1903运输巷前段400m范围内每隔50m布置一个顶板离层指示仪，1903回风巷前段150m范围内每隔50m布置一个顶板离层指示仪，共布置12个监测点。根据9号煤层的围岩情况，每个测孔内布置2个测点，深部测点距巷道顶板表面3m，浅部测点距巷道顶板表面1.5m，通过观测数据来判断锚固区内和锚固区外的顶板离层量。

2014年2月，深入A矿现场，与矿方技术人员进行沟通了解，并收集了1903运输巷测点1、测点3、测点7的顶板离层监测数据，下面以测点1的顶板离层数据进行分析。测点1顶板离层数据详见表3.1。

由表所知，测点1在锚固区内的最大离层值为10mm，大于锚固区外的最大离层值6mm，这说明巷道顶板锚杆支护参数是合理的，能有效控制巷道顶板的变形。

2.巷道表面收敛量

此次深入A矿未收集到巷道表面收敛量方面的资料，但据矿方技术人员介绍，从1903工作面运输巷开始掘进至1903工作面回采结束的时间约为11个月，在这期间，巷道表面未出现大的变形，也未出现顶板垮落现象，总体来说，巷道支护后稳定性较好。

通过巷道变形数值分析和煤矿实践再次表明，锚杆支护能有效控制巷道的变形。

四、结语

近年来，毕节市大部分煤矿回采巷道采用锚网支护技术后，煤矿顶板事故大幅下降，安全形势明显好转。为确保职工生命财产安全，实现毕节市煤矿高产、高效、健康发展，在毕节市煤矿回采巷道推广使用锚网支护技术是很有必要的。