宋丙元

摘 要：棗莊市金莊生建煤礦3306工作面布置在礦井33采區(qū)，是33采區(qū)第二個(gè)綜放工作面。巷道布置在沖擊地壓煤層中，施工過程中巷道局部頂板壓力顯現(xiàn)較為明顯，頂板下沉嚴(yán)重，原有錨網(wǎng)索梯支護(hù)不能滿足現(xiàn)場安全生產(chǎn)要求，為了更好的對頂板進(jìn)行支護(hù)，決定在巷道施工期間采用錨索梁加強(qiáng)支護(hù)，經(jīng)過一段時(shí)間的使用后發(fā)現(xiàn)巷道支護(hù)強(qiáng)度大大提升，支護(hù)效果良好，完全能夠滿足安全生產(chǎn)的需要，從而解決了沖擊地壓煤層巷道支護(hù)困難的問題，提高了巷道的安全度，達(dá)到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：錨索梁；支護(hù)；沖擊地壓；煤層

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

1 引言

沖擊地壓是指煤礦井巷或工作面周圍巖體由于彈性變形能的瞬時(shí)釋放而產(chǎn)生的劇烈動(dòng)力現(xiàn)象，如煤巖體拋出、巨響及氣浪等。其主要影響因素可分為：開采深度、地質(zhì)構(gòu)造、煤巖結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度和具體采用的開采技術(shù)等。實(shí)際上，隨著煤層開采深度和范圍的不斷增大，沖擊地壓造成的危害也將不斷放大。錨索梁支護(hù)結(jié)構(gòu)是采用型鋼和普通錨索構(gòu)成組合結(jié)構(gòu)的一種巷道頂板特殊支護(hù)形式，其工作原理是在錨索壓應(yīng)力作用下，托梁與錨索支護(hù)范圍內(nèi)的巖層產(chǎn)生壓縮，使巷道頂板形成一“剛性”頂板，提供了一種承載自穩(wěn)結(jié)構(gòu)形式，從而增強(qiáng)了圍巖的整體穩(wěn)定性，提高了其力學(xué)性能。近年來隨著煤炭資源的逐漸枯竭，淺埋煤層越來越少，取而代之深部煤層開采越來越多，導(dǎo)致沖擊地壓的威脅越來越大，給巷道支護(hù)帶來了諸多挑戰(zhàn)。眾多深埋煤層巷道的支護(hù)經(jīng)驗(yàn)表明，單純的錨網(wǎng)索支護(hù)已不能滿足現(xiàn)場的安全生產(chǎn)要求，取而代之錨索梁支護(hù)在沖擊地壓煤層中的應(yīng)用得到了廣泛的推廣。本文結(jié)合棗莊市金莊煤礦3306工作面的具體工程實(shí)例對錨索梁聯(lián)合支護(hù)方式在沖擊地壓煤層中的應(yīng)用進(jìn)行研究和探討。

2 掘進(jìn)工作面概況

3306運(yùn)輸巷布置在33采區(qū)南部，其東部為3302工作面，南部為井田邊界保護(hù)煤柱，西部為3下煤層未開采區(qū)，北部為3下煤層風(fēng)氧化帶。該工作面總體為一單斜構(gòu)造，煤巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定，傾角最小6°，最大10°，一般8°左右，煤層兩極厚度約2.6～8.0m，一般6.5m，煤質(zhì)為氣煤。根據(jù)相鄰工作面揭露情況，該區(qū)域發(fā)育一層夾矸，西北較厚、向東南逐漸變薄。

3306運(yùn)輸巷設(shè)計(jì)工程量460m，巷道沿煤層底板掘進(jìn)，采用炮掘工藝施工，每循環(huán)進(jìn)尺1600mm，巷道掘進(jìn)斷面為矩形，寬4200mm×高3200mm，巷道原設(shè)計(jì)支護(hù)方式為錨網(wǎng)索梯支護(hù)，掘進(jìn)期間壓力現(xiàn)象較為明顯，頂板下沉量較大，評估為沖擊地壓巷道。

3 錨索梁支護(hù)技術(shù)

在3306運(yùn)輸巷掘進(jìn)過程中，采用錨網(wǎng)索梯配合工字鋼梁聯(lián)合支護(hù)，即在每次放炮后先進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，在臨時(shí)支護(hù)掩護(hù)下對頂板進(jìn)行敷網(wǎng)，然后進(jìn)行打錨桿支護(hù)，錨桿間、排距均為800mm×800mm，錨桿打齊后隨即打錨索進(jìn)行一次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，每向前支護(hù)30m在后路采用錨索梁進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，采用11號廢舊工字鋼作為補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)梁，梁長3300mm，定置加工三個(gè)眼，直徑25mm，間距1400mm，由中間向兩邊均勻分布。錨索采用直徑21.6mm、長8300mm七股鋼絞線錨索，錨索成排布置，每排布置三顆，錨索布置根據(jù)梁眼位進(jìn)行定位，誤差不準(zhǔn)超過10mm，三顆錨索打齊后進(jìn)行穿梁，穿梁時(shí)三顆錨索同時(shí)穿孔，外端頭采用鎖具固定，并將梁緊固，使梁與巷道頂板牢牢成為一個(gè)整體，起到了加固頂板和增強(qiáng)筋的作用。經(jīng)過一段時(shí)間的使用后發(fā)現(xiàn)采用錨索梁聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的巷道支護(hù)強(qiáng)度大大提升了，完全能夠滿足安全生產(chǎn)的需要，達(dá)到了預(yù)期效果。

4 錨索梁支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

相比起傳統(tǒng)的錨網(wǎng)索支護(hù)形式，錨索梁支護(hù)具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

（1）錨索梁支護(hù)作為一種主動(dòng)支護(hù)形式，具有增強(qiáng)筋作用，抗變形能力增強(qiáng)；

（2）錨索梁支護(hù)巷道變形小，頂板下沉量減少，有利地確保巷道斷面空間穩(wěn)定，減少了巷道維修量，維護(hù)費(fèi)用低；

（3）錨索梁支護(hù)巷道施工簡單，比架棚支護(hù)巷道輕便，利于一次性支護(hù)成型，加快了施工進(jìn)度，大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度；

（4）錨索梁支護(hù)巷道經(jīng)濟(jì)效益高，重復(fù)使用廢舊工字鋼，可以節(jié)省大量的鋼材，降低成本達(dá)30%以上；

（5）錨索梁支護(hù)巷道保證了巷道成型，減少了煤炮的震動(dòng)破壞，在保證巷道頂板平整和減少頂板裂隙方面都起到了較好的作用。

5 結(jié)論

通過以上的論述可知，錨索梁聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在沖擊地壓煤層開采中是十分有效的，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，巷道的支護(hù)形式必將向安全牢固型、輕便節(jié)能型的方向發(fā)展，鑒于錨索梁支護(hù)技術(shù)在使用中表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點(diǎn)，可以預(yù)見沖擊地壓煤層錨索梁聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在今后一段時(shí)期內(nèi)必將得到進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。