锚索梁联合支护方式在冲击地压煤层中的应用

宋丙元

摘 要：枣庄市金庄生建煤矿3306工作面布置在矿井33采区，是33采区第二个综放工作面。巷道布置在冲击地压煤层中，施工过程中巷道局部顶板压力显现较为明显，顶板下沉严重，原有锚网索梯支护不能满足现场安全生产要求，为了更好的对顶板进行支护，决定在巷道施工期间采用锚索梁加强支护，经过一段时间的使用后发现巷道支护强度大大提升，支护效果良好，完全能够满足安全生产的需要，从而解决了冲击地压煤层巷道支护困难的问题，提高了巷道的安全度，达到了预期效果。

关键词：锚索梁；支护；冲击地压；煤层

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.055

1 引言

冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围岩体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的剧烈动力现象，如煤岩体抛出、巨响及气浪等。其主要影响因素可分为：开采深度、地质构造、煤岩结构及强度和具体采用的开采技术等。实际上，随着煤层开采深度和范围的不断增大，冲击地压造成的危害也将不断放大。锚索梁支护结构是采用型钢和普通锚索构成组合结构的一种巷道顶板特殊支护形式，其工作原理是在锚索压应力作用下，托梁与锚索支护范围内的岩层产生压缩，使巷道顶板形成一“刚性”顶板，提供了一种承载自稳结构形式，从而增强了围岩的整体稳定性，提高了其力学性能。近年来随着煤炭资源的逐渐枯竭，浅埋煤层越来越少，取而代之深部煤层开采越来越多，导致冲击地压的威胁越来越大，给巷道支护带来了诸多挑战。众多深埋煤层巷道的支护经验表明，单纯的锚网索支护已不能满足现场的安全生产要求，取而代之锚索梁支护在冲击地压煤层中的应用得到了广泛的推广。本文结合枣庄市金庄煤矿3306工作面的具体工程实例对锚索梁联合支护方式在冲击地压煤层中的应用进行研究和探讨。

2 掘进工作面概况

3306运输巷布置在33采区南部，其东部为3302工作面，南部为井田边界保护煤柱，西部为3下煤层未开采区，北部为3下煤层风氧化带。该工作面总体为一单斜构造，煤岩层产状稳定，倾角最小6°，最大10°，一般8°左右，煤层两极厚度约2.6～8.0m，一般6.5m，煤质为气煤。根据相邻工作面揭露情况，该区域发育一层夹矸，西北较厚、向东南逐渐变薄。

3306运输巷设计工程量460m，巷道沿煤层底板掘进，采用炮掘工艺施工，每循环进尺1600mm，巷道掘进断面为矩形，宽4200mm×高3200mm，巷道原设计支护方式为锚网索梯支护，掘进期间压力现象较为明显，顶板下沉量较大，评估为冲击地压巷道。

3 锚索梁支护技术

在3306运输巷掘进过程中，采用锚网索梯配合工字钢梁联合支护，即在每次放炮后先进行临时支护，在临时支护掩护下对顶板进行敷网，然后进行打锚杆支护，锚杆间、排距均为800mm×800mm，锚桿打齐后随即打锚索进行一次补强支护，每向前支护30m在后路采用锚索梁进行二次补强支护，采用11号废旧工字钢作为补强支护梁，梁长3300mm，定置加工三个眼，直径25mm，间距1400mm，由中间向两边均匀分布。锚索采用直径21.6mm、长8300mm七股钢绞线锚索，锚索成排布置，每排布置三颗，锚索布置根据梁眼位进行定位，误差不准超过10mm，三颗锚索打齐后进行穿梁，穿梁时三颗锚索同时穿孔，外端头采用锁具固定，并将梁紧固，使梁与巷道顶板牢牢成为一个整体，起到了加固顶板和增强筋的作用。经过一段时间的使用后发现采用锚索梁联合支护技术的巷道支护强度大大提升了，完全能够满足安全生产的需要，达到了预期效果。

4 锚索梁支护的优点

相比起传统的锚网索支护形式，锚索梁支护具有以下明显的优点：

（1）锚索梁支护作为一种主动支护形式，具有增强筋作用，抗变形能力增强；

（2）锚索梁支护巷道变形小，顶板下沉量减少，有利地确保巷道断面空间稳定，减少了巷道维修量，维护费用低；

（3）锚索梁支护巷道施工简单，比架棚支护巷道轻便，利于一次性支护成型，加快了施工进度，大大降低了工人劳动强度；

（4）锚索梁支护巷道经济效益高，重复使用废旧工字钢，可以节省大量的钢材，降低成本达30%以上；

（5）锚索梁支护巷道保证了巷道成型，减少了煤炮的震动破坏，在保证巷道顶板平整和减少顶板裂隙方面都起到了较好的作用。

5 结论

通过以上的论述可知，锚索梁联合支护技术在冲击地压煤层开采中是十分有效的，随着技术的不断发展，巷道的支护形式必将向安全牢固型、轻便节能型的方向发展，鉴于锚索梁支护技术在使用中表现出的诸多优点，可以预见冲击地压煤层锚索梁联合支护技术在今后一段时期内必将得到进一步的推广和应用。