袁有江

摘要：近年來，復(fù)合頂板回采煤巷支護(hù)技術(shù)得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對(duì)相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了煤礦復(fù)合頂板支護(hù)體系及其重要性，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從多個(gè)角度與方面就復(fù)合頂板回采煤巷支護(hù)技術(shù)展開了研究，闡述了個(gè)人對(duì)此的幾點(diǎn)看法與認(rèn)識(shí)，望有助于相關(guān)工作的實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：復(fù)合頂板；回采煤巷；支護(hù)；技術(shù)

一、前言

作為一項(xiàng)實(shí)際要求較高的實(shí)踐性工作，復(fù)合頂板回采煤巷支護(hù)的特殊性不言而喻。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升對(duì)復(fù)合頂板回采煤巷支護(hù)技術(shù)的分析與掌控力度，從而通過合理化的措施與途徑，進(jìn)一步優(yōu)化該項(xiàng)工作的最終整體效果。

二、概述

煤礦隨著礦井不斷向深部延伸，巷道埋深不斷增加，巷道頂板多以易變性的厚層復(fù)合頂板形式存在，回采煤巷在掘進(jìn)的過程中，厚層復(fù)合頂板、圍巖性質(zhì)軟弱、應(yīng)力集中突出等情況屢次出現(xiàn)，其中在430西翼里段、430采區(qū)南翼、530深部區(qū)域，直接頂、老頂為粉砂巖與中砂互層，巖石單軸抗壓強(qiáng)度較小，普氏硬度系數(shù)3-7，且易風(fēng)化，在掘進(jìn)、回采過程中，礦壓顯現(xiàn)較明顯，巷道維護(hù)困難、返修率高。在高應(yīng)力復(fù)合頂板條件下，沿煤巷道在掘進(jìn)期間，由于煤層較軟弱，頂板應(yīng)力集中顯現(xiàn)，易離層，巷道圍巖的變形量均較大，在此情況下，從提高圍巖力學(xué)參數(shù)控制圍巖變形量的角度出發(fā)，宜采用抗剪強(qiáng)度大、延伸率高的高預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索、鐵絲網(wǎng)等組成的聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。因此，針對(duì)4312皮帶順槽厚層復(fù)合頂板沿空掘巷掘進(jìn)過程中，開展高應(yīng)力復(fù)合頂板煤巷錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)分析。

三、煤礦復(fù)合頂板支護(hù)體系及其重要性分析

首先對(duì)于復(fù)合頂板而言，它的形成是具有一定的條件的，一般情況之下需要滿足如下四個(gè)方面的條件：①煤層的有著十分分明的層位，且每一層的巖性巖層都存在著一定程度上的差異；②巖層與巖層之間有著較為清晰的分離面，在分離面之中夾有一定的煤線或者薄煤層軟弱巖層；③一般情況下，復(fù)合頂板都較易發(fā)生下沉位移、斷裂以及冒落等現(xiàn)象；④就下沉速度而言，軟硬巖石表現(xiàn)出不同步性。對(duì)于復(fù)合頂板支護(hù)來說，它主要是一種結(jié)構(gòu)體系，因此它需要符合穩(wěn)定以及變形的相關(guān)要求。進(jìn)行對(duì)于復(fù)合頂板支護(hù)的設(shè)計(jì)，首先要做的就是優(yōu)化選擇有效的復(fù)合頂板支護(hù)型式，而對(duì)于復(fù)合頂板支護(hù)型式的選擇需要遵循多項(xiàng)指標(biāo)，主要是相關(guān)的地質(zhì)條件、適應(yīng)其周邊環(huán)境所要滿足的要求、不同支護(hù)型式所具有的不同特點(diǎn)以及其相應(yīng)的造價(jià)。一般情況下，如果地質(zhì)條件較為良好，且適應(yīng)其周邊環(huán)境所要滿足的要求相對(duì)寬松，那么所采用的支護(hù)型式應(yīng)該偏柔性，例如土釘墻等；但如果其適應(yīng)其周邊環(huán)境所要滿足的要求較高時(shí)，就應(yīng)該采取偏剛性一點(diǎn)的支護(hù)型式，例如排樁以及地下連續(xù)墻等，因?yàn)檫@類支護(hù)型式可以有效的進(jìn)行對(duì)于水平位移的控制。于此相對(duì)應(yīng)的是，對(duì)于相應(yīng)的支撐型式來說，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件并不理想，且適應(yīng)其周邊環(huán)境所要滿足的要求較高時(shí)，如果采用錨桿的話，就會(huì)極易對(duì)其周邊的土體造成一定程度上的擾動(dòng)，不僅如此，還對(duì)其周邊的環(huán)境安全造成一定的影響。

四、復(fù)合頂板回采煤巷支護(hù)技術(shù)

（一）支護(hù)方式確定

許廠煤礦4312皮帶順槽沿煤層頂板掘進(jìn)，煤層頂板具有成層性，頂板破壞從離層開始，繼而造成頂板移近，所以煤巷頂板錨桿支護(hù)的主要作用是抑制頂板離層，再次是將已經(jīng)離層的頂板圍巖懸吊在其上方較穩(wěn)定的巖層上，預(yù)應(yīng)力錨索是將錨索埋入巖層深部進(jìn)行預(yù)加應(yīng)力的一種支護(hù)技術(shù)，可以傳遞主體結(jié)構(gòu)的支護(hù)應(yīng)力至深部穩(wěn)定巖層的主動(dòng)支護(hù)方式。另外，由于預(yù)應(yīng)力錨索具有一定的柔性，因此，可以在有限的巷道空間內(nèi)深入至較深的鉆孔內(nèi)進(jìn)行錨固，這是其它支護(hù)形式無法比擬的。因此，許廠煤礦根據(jù)開采技術(shù)條件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圍巖條件確定了錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)。

（二）錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)

頂部采用規(guī)格為φ20×2400mm高強(qiáng)左旋無縱筋螺紋錨桿，錨桿間排距為1000mm×800mm，每排2根，配加規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚=4400mm×100mm×10mm的T型鋼帶，頂板金屬網(wǎng)每排使用一張由10#鐵絲編制的規(guī)格為4800mm×1000mm菱形鐵絲網(wǎng)，頂板每排均打錨索。每排鋼帶的鋼絞線均打設(shè)在一、三、五孔內(nèi)。其中，第一、五孔內(nèi)鋼絞線分別向兩幫傾斜布置，與頂板垂直方向夾角15°，第三孔內(nèi)鋼絞線垂直頂板打設(shè)。鋼絞線使用φ17.8mm低松弛預(yù)應(yīng)力左旋鋼絞線，長(zhǎng)度不小于8000mm。

兩幫采用φ18×2400mm的20MnSi螺紋鋼錨桿支護(hù)，每幫布置5條；錨桿間排距700mm×800mm；配備2600mm×1800mm的菱形鐵絲網(wǎng)，兩幫上部采用2300mm×80mm的異型鋼帶，每條鋼帶布置4個(gè)孔，下部用800mm×80mm異型鋼帶與上部幫鋼帶穿孔壓接使用。

（三）礦壓監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析

為掌握巷道采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)后的圍巖活動(dòng)規(guī)律和支護(hù)效果，并為今后進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化錨桿支護(hù)參數(shù)提供依據(jù)，觀測(cè)了巷道在掘進(jìn)期間的圍巖表面位移和頂板離層情況。巷道開始掘進(jìn)后，巷道兩幫、頂?shù)装逡平^快；在巷道揭露15d左右，巷道圍巖變形速度逐漸減緩，表明巷道圍巖變形已漸趨于穩(wěn)定。頂?shù)装逡平考s160mm，其中頂板下沉量130mm，頂?shù)装遄冃我皂敯逑鲁翞橹?；兩幫移近量約164mm，復(fù)合頂板回采煤巷圍巖控制取得了很好的效果。巷道圍巖暴露后，頂板離層隨時(shí)間緩慢增加，但很快趨于穩(wěn)定，主要以淺部離層為主，深部基本無離層，且總的頂板離層值控制在10mm以內(nèi)；由此可見，復(fù)合頂板回采煤巷采用的錨索網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)很好地控制了巷道圍巖變形，保證了巷道的安全，可靠性較高。

五、結(jié)束語

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)復(fù)合頂板回采煤巷支護(hù)技術(shù)的研究分析，對(duì)于其良好實(shí)踐效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的復(fù)合頂板回采煤巷支護(hù)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點(diǎn)要素的重視程度，并注重其具體實(shí)施措施與方法的科學(xué)性。

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