煤矿巷道锚杆支护技术的应用探究

张晨

摘 要：本文通过极软岩巷道与深部沿空留巷实例分析，介绍了锚杆支护的应用效果。实践表明：锚杆支护已经成为我国煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式，显著提高了巷道支护效果，保证了采煤工作面的安全、快速推进，促进了煤炭产量的大幅度增长。

关键词：巷道支护;锚杆支护;成套技术

1煤矿巷道锚杆支护技术的应用

锚杆支护已经广泛应用于煤矿各类巷道。在千米深井高地应力巷道、软岩巷道、强烈动压影响巷道、沿空掘巷与留巷等复杂困难条件取得較好效果。下面介绍两个典型的应用实例。

1.1软岩巷道

平庄红庙煤矿是我国典型的软岩矿井。煤层及顶底板岩层胶结差，煤岩体强度低、松散破碎、易风化、易崩解、遇水膨胀等特性，致使巷道支护困难。为了解决该支护难题，在回采巷道进行了锚杆支护研究和试验。

煤层平均厚度5199m，抗压强度仅为418MPa，层理、节理发育。顶板砂质泥岩强度为15～25MPa;直接底也为砂质泥岩，单轴抗压强度为2315MPa，具有膨胀性。以回风巷为例，掘进断面呈直墙半圆拱形，宽318m，墙高112m。巷道埋深350～400m。巷道采用树脂全长预应力锚固支护。锚杆直径22mm，长度214m，树脂全长锚固。采用W护板与钢筋网（顶板）、菱形金属网（帮）护表。锚杆全部垂直巷道表面打设。锚杆排距900mm，间距850mm;每排每帮2根锚杆，间距600mm。锚杆预紧力矩为400N#m。锚索直径22mm，长度413m，树脂端部锚固。每118m打3根锚索。锚索预紧力为200～250kN。回风巷锚杆支护布置如图1所示。

在掘进期间，两帮移近量为79mm，顶底板移近量为281mm，而且主要是底臌量。顶板浅部离层为14mm，深部离层为23mm。巷道变形量小，围岩完整、稳定。在回采影响期间，巷道在距采煤工作面40～50m范围内开始受到明显采动影响，特别是30m以后影响强烈。在距采煤工作面3m的位置，两帮移进量达到256mm;顶板下沉量达到110mm。但总体来看，围岩变形不大，满足了安全生产的需要。

1.2深部沿空留巷

为了解决沿空留巷支护难题，在唐口煤矿进行了高预应力、高韧性、强力支护技术研究与试验。试验巷道为5121B10工作面回风巷，煤层平均厚度114m，倾角22b，单轴抗压强度为812MPa。确定回风巷巷内支护采用强力锚杆、锚索组合支护。支护参数：锚杆直径22mm，长度214m，树脂加长锚固。采用W钢带与金属网护顶。锚杆排距为1000mm，顶板每排6根锚杆，上帮4根，下帮2根。锚杆预紧力矩为500N#m。锚索直径为22mm，长度613m。顶板每210m安装2根锚索。锚索张拉力为300kN。从巷道掘进到稳定期间，两帮移近量为149mm，顶底板移近量为41mm，顶板离层很小，支护状况良好。

留巷期间，巷道围岩位移显著增加。从工作面前方10m到后方90m内，顶底板移近量增加163mm，但位移总体不大，围岩与充填体稳定。在留巷复用期间，即作为下一工作面的运输巷，经受了二次采动影响，但回采工作面超前支承压力影响不太明显。部分地段底臌与煤帮变形较大，进行了扩巷。整个留巷复用期间，围岩变形基本控制在允许的范围内。1813煤炭学报2010年第35卷

1.3唐口煤矿巷道支护

本矿井煤层埋藏深一般在700～1200m之间，3层煤的主要开采区域埋深在700～1000m左右。

从以上分析可以看出，唐口矿井3层煤顶底板岩石除少数泥岩、粘土岩强度较低外，其余砂岩层的强度均较高，采用常规的支护方式是可行的。根据徐州、新汶千米深井巷道及兖州、龙口矿区软岩巷道

支护实践经验，对本矿井巷道支护考虑如下：

1、井底车场巷道及硐室：井底车场布置在中、细砂岩层中。车场巷道采用锚网喷支护，主要硐室采用锚喷、砼或钢筋砼复合支护。

2、主要石门及大巷：设计考虑以锚喷为主，煤层大巷、部分围岩岩性差的巷道及断层两侧采用拱形U形钢支架、锚网喷复合支护方式。

3、回采顺槽：从目前支护现状看，回采顺槽有的采用注浆锚杆加金属网支护，有的采用U型钢支护，兖州矿区正在进行回采顺槽的锚网加钢筋梯支护方式，大部分矿仍采用梯形工字钢棚支护。针对本矿井埋藏深，地压大，煤层坚固性系数较小，地温较高的特点，设计考虑采用锚网主动支护，防止煤体早期离层或破碎。同时为有利于井下气候环境的改善，巷道需采用隔热材料涂层，因此设计推荐采用锚网喷支护，由于本矿井地压大，为了安全施工与生产，顺槽支护在锚网喷的基础上，再加矿用工字钢单棚复合支护，施工和生产过程中根据实际揭露围岩情况，可进行适当调整。

3结论

实践证明，锚杆支护是经济、有效的支护技术，是煤矿实现高产高效生产必不可少的关键技术之一。