岳城矿沿空留巷二次掘进支护方式优化研究

张 强

（晋能控股煤业集团晋城煤炭事业部）

岳城矿2301（上）工作面沿3#煤顶板掘进沿空留巷，该煤层以亮煤为主，镜煤次之，含一层0.2 m厚夹矸，煤岩的高度为6.02 m。本次施工时巷道沿顶板留底煤进行扩帮，扩帮宽度为2 600 mm，高度与原巷道高度一致（3 000 mm），采用机掘、人工支护的模式进行综采。由于地质条件相对复杂，按照现有的锚网索支护方案不仅效率低，而且支护时的安全性不足，影响了巷道掘进效率。

在对2301（上）沿空留巷地质情况进行分析的基础上，提出一种新的以锚网梁为主体的联合支护方案，在保证支护强度的同时，简化整体的支护结构。

1 巷道顶板支护

现有支护方案采用了人工补强支护的结构，在支护时需要7人同时进行，支护材料多达12种，而且在支护过程中主要是依靠人工的经验确定支护位置和支护量大小，支护方案缺乏科学性。因此，岳城矿提出在实现不降低支护强度、不降低支护效率的情况下，将同时作业的人员数量减少3人以上，将支护材料数量减少4种以上。

通过对井下巷道断面结构的分析，发现岳城矿巷道断面比较规整，其掘进过程中最大的危险来自于矿压波动以及综采作业过程中的碎石掉落伤人，因此，若想实现既定目标，就需要采用标准化的支护结构，采用锚索补强的方案，同时在巷道上侧设置护网［1］，在简化支护结构的情况下，提升巷道顶板的支护强度，提升井下综采作业安全。

在新的支护结构中，高强度锚杆采用MSGLW-400-22/2400型高强度钢筋。在进行布置时，每排设置4组锚杆，锚杆的纵向距离为1 000 mm，横向距离为900 mm，在接近煤帮（巷道北帮）的1根锚杆与悬垂线呈10°夹角，其余均要和顶部呈90°角布置。

锚固方式为树脂加长锚固，钻孔外径设置为30 mm，孔的长度控制在2 340 mm，锁紧力不低于400 N·m，锚固力不小于150 kN，外露螺母不超过50 mm。

托梁型号为T5600/14 60×80/7，其利用钢筋拼接而成。采用铅丝编织而成的双层正方形网护顶，型号为HBPP30，编织网的金属孔尺寸为50 mm×50 mm，金属网的连接采用叠边形式，采用铅丝将2层网连为一体，两两相邻，网片采用16#钢丝进行连接，连接时采用隔孔穿线方式。

为了提高顶板支护的稳定性，在顶板设置2条锚索，锚索横向距离设置为2 000 mm，纵向距离为1 200 mm。锚索采用规格为SKP22-1/1720—9300的钢绞线，锚固方式为加长锚固，使用3支锚固剂，锚固长度为1 970 mm，预紧力不低于300 kN，锚索安装角度与顶板垂直［2］。

2301（上）沿空留巷二次掘进巷道顶板支护结构如图1所示。

2 巷帮支护方案

目前巷帮支护主要采用单锚杆支护方案，虽然结构简单，但在综采作业过程中巷帮变形量大、可靠性差，因此在对井下巷道地质情况进行调研后，结合顶板支护方案，从减少井下支护材料、提高支护一致性的角度考虑，确定采用锚杆+托梁+锚网联合支护的方案，对锚杆支护时的布置和锚固力进行优化，提升支护稳定性。

在新的支护方案中，锚杆使用MSGLW-400-22/2400型钢筋［3］，采用W280/3.0 40×60型W钢带托盘。每排安放4根锚杆，最上侧距顶板375 mm（帮部锚杆可滞后工作面一排，底锚杆最大可滞后工作面4排）。锚固长度为1 208 mm，紧力矩不低于400 N·m，锚杆外露螺母外露不大于50 mm。在靠近顶、底板的帮锚杆的设置偏角要和巷道底板成10°角，其余与巷帮相互垂直［4］。

托梁选择T2500/14 60×80/4型，利用钢筋拼接而成。使用拱形托盘，尺寸大小结合井下实际地质情况确定。利用钢丝编织而成的双层金属网进行护帮，规格为LW10/50-1.1×3.0，网孔为50 mm×50 mm，利用16#铅丝将2层网连为一体，两两相邻网片采用铅丝联接。煤矿井下巷帮防护方案如图2所示。

3 应用效果分析

岳城矿2301（上）工作面沿空留巷在采用新的支护方案后，对优化前后的支护效果进行了对比分析，结果表明，优化后巷道支护人员数量由最初的11人降低到7人，人数减少了36.4%，巷道的支护效率由最初的7 m/d，提升到目前的8.2 m/d，支护效率提升了约16.4%。目前该支护工艺已经得到了广泛的应用，取得了良好的应用效果，煤矿井下的实际支护效果如图3所示。

4 结 语

针对岳城矿2301（上）沿空留巷二次掘进支护结构复杂、效率低、安全性差等不足，结合2301（上）沿空留巷实际情况，提出了一种新的二次掘进支护结构，以锚网梁组合支护为核心，实现了对巷道的可靠支护。实际应用表明，新的支护方案能够将井下支护人员数量减少36.4%，将井下巷道支护效率提升16.4%，对提升煤矿井下巷道掘进效率和安全性具有十分重要的意义。