摘 要：本文以友眾煤礦30106回風平巷地質條件為基礎，使用大直徑錨索、超高強錨桿、高剛度護表材料，加大錨桿（索）間排距，形成“高強度、高剛度、低密度”的支護方案。結果表明，大排距支護方案可降低鉆孔施工的工程量，并減少支護材料消耗，提高掘進速度。

關鍵詞：高強度；高剛度；大排距；快速掘進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.070

1 工程概況

山西壽陽段王集團友眾煤礦3號煤層厚1.20～2.65m，平均厚度2.05m。頂板為砂質泥巖、泥巖。底板砂質泥巖、泥巖。泥巖頂板的抗壓強度為26.5～89.6MPa，整體強度較低；底板的抗壓強度為63.0～73.1MPa。

為提升友眾煤礦煤巷整體支護效能，現以友眾煤礦30106回風平巷為施工對象，針對現有支護方案，通過優(yōu)化錨桿、錨索的長度、直徑、材質等幾何參數和加長錨的臨界錨固長度，提高錨桿支護排距，形成“高強度、高剛度、低密度”的大排距巷道支護方案，提高巷道快速掘進的水平。

2 現有支護方式評價

友眾礦3號煤層回采巷道凈斷面為4.0×2.8m，巷道類型為半煤巖巷，幫部僅對煤層部分進行支護，巖幫不支護，巷道緊跟3號煤層頂板掘進?，F場調研現有的支護方案及參數發(fā)現，友眾礦3號煤層現有支護形式及參數雖然能滿足支護要求，支護整體效果較好，但從提高煤巷支護效能與掘進速度的角度考慮，仍然存在以下問題：

（1）巷道支護效能低。友眾礦煤層埋藏較淺，頂板壓力較低，礦壓顯現不太劇烈，現有錨固系統(tǒng)中錨桿支護強度在0.15～0.2pa以上，錨索破斷力在30t以上，錨桿索提供的支護密度對于淺埋煤層回采巷道明顯富余，造成支護效能的嚴重浪費。（2）錨桿（索）預緊力不足。在30106回風巷、30104運輸巷頂板及煤幫存在網兜現象，錨桿（索）預緊力不能有效控制住巷道的擴容變形，現場扭矩實驗發(fā)現錨桿扭矩與預緊力的轉換效率較低。（3）頂板及煤幫使用鋼塑網進行護表，護表剛度較低，錨桿、索預緊力不能有效的擴散到圍巖表面。（4）支護強度不能滿足沿空留巷的需求，在工作面回采及留巷階段，需要進一步加固支護，工程量及耗材較大。

3 支護方案及參數優(yōu)化

針對現有支護方案的不足，在確保支護方案能夠適用于沿空留巷的二次采動巷道的前提下，以提高巷道掘進速度為目的，使用長錨桿大間排距強護表支護設計原則，對支護方案及參數進行優(yōu)化。巷道支護形式如圖1所示。

（1）頂板錨桿。采用4根MSGLD-400/18×2400錨桿，間排距1100×1000mm，靠近巷幫的錨桿安設角度為與鉛垂線成15°，采用一支MSCK2360樹脂錨固劑加長錨固，預緊力大于60kN，安裝扭矩大于300N·m。采用4200×1200mm的鋼筋經緯網配合GRT-M3鋼帶護表，提高護表剛度。（2）頂板錨索。每隔一排錨桿布置一組（2根）錨索，錨索與錨桿排距為500mm。錨索布置的間排距為900×1000mm，采用兩支MSCK2360錨固劑加長錨固，初始張拉力不小于80-120kN。每套錨索均應采用萬向調心球墊。（3）非回采側幫部。采用3根MSGLD-400/18×2200錨桿，間排距1000×1000mm，靠近頂板的錨桿安設角度為與水平線成15°，采用一支MSCK2360樹脂錨固劑加長錨固，預緊力大于50kN，預緊力矩大于250N·m。采用2600×1200mm的格賓網或者8號鐵絲經緯網配合M3鋼帶護表。

根據支護設計方案，折算掘進1m長度巷道需要使用的支護材料量，如表1所示。

4 支護效果分析

按照大排距支護方案，在巷道掘進過程中，對600m范圍內的巷道表面變形、頂板離層及頂板巖層裂隙發(fā)育情況進行了跟蹤觀測，結果如下：

（1）巷道兩幫移近量最大值為24mm，其中非回采側幫部9mm，回采側幫部15mm；頂板下沉量最大值為9mm。（2）定期觀測頂板離層發(fā)現，在距離掘進迎頭25m以外，頂板離層趨于穩(wěn)定，基本在5mm左右。（3）在頂板變形相對較大的地方，進行鉆孔窺視，窺視結果發(fā)現，在距離巷道表面400mm以上的地方，頂板深部局部巖層存在不同程度破碎的情況，但破碎范圍較小，雖然節(jié)理和裂隙有所發(fā)育，但在相鄰兩個巖層交界面上并沒有發(fā)生明顯的離層。

上述礦壓顯現的觀測結果表明，優(yōu)化后的大排距支護方案支護效果良好。

5 結語

（1）一次支護最大化，避免了以后進行補強支護繁縟的工程，總體上可以節(jié)省工程量及材料量。（2）使用大直徑錨索、超高強錨桿、高剛度金屬網和鋼帶，加大錨桿（索）間排距，形成“高強度、高剛度、低密度”的支護方案，可降低鉆孔施工的工程量，并減少支護材料消耗，提高掘進速度，降低支護成本。

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作者簡介：邵國良（1967-），男，山東海陽人，生產礦長。