魏永啟

（兗州煤業(yè)股份有限公司，山東 鄒城 273500）

1 礦井概況

柴達爾煤礦位于青海省海北藏族自治州剛察縣北部與祁連縣相鄰的地帶，井田東西走向4.5km，南北傾斜平均寬0.25～0.65km，井田水平面積約1.8km2，斜面積2.8km2。M1煤層為礦井主要可采煤層，煤層厚度16.47～66.57m，煤層傾角50～70°，煤層普氏硬度系數(shù)0.5，全區(qū)可采。煤層頂?shù)装鍙姸鹊?，裂隙發(fā)育。其頂?shù)装鍘r性特征詳見表1。

礦區(qū)位于祁連山褶皺擠壓帶中段，大通河中游中新生帶構(gòu)造拗陷中。礦區(qū)處于哈達～呼達斯不對稱向斜的中段北翼，展布方向為NW-SE45°，傾向SW，呈一走向變化趨勢受南F0轉(zhuǎn)折形態(tài)控制的單斜構(gòu)造。地層傾角由西向東逐漸變陡。地表煤巖層產(chǎn)狀局部變化較大，至深部漸趨穩(wěn)定，礦區(qū)內(nèi)走向上未發(fā)現(xiàn)明顯的褶曲。井田內(nèi)主要斷層詳見表2。

表1 M1煤層頂?shù)装鍘r性特征表

2 巷道支護試驗方案

2.1 試驗巷道概況

試驗地點：3750工作面運輸順槽和回風(fēng)順槽距切眼50～100m范圍。

3750工作面面長10～18m，推進長度220m，采用炮采滑移頂梁放頂煤工藝開采，采煤高度2.4m，放煤高度7.2m。

2.2 巷道斷面設(shè)計

巷道凈斷面按支護最大允許變形后的斷面進行設(shè)計，同時巷道凈高、凈寬要符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《煤礦巷道斷面和交岔點設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)要求。據(jù)此選用矩形巷道，設(shè)計凈寬2.5m，凈高2.1m，巷道凈斷面積為5.04m2。巷道斷面見圖1。

表2 主要斷層（推覆體）一覽表

圖1 巷道設(shè)計斷面圖（單位：mm）

2.3 巷道支護參數(shù)

采用錨網(wǎng)支護方式，錨桿選用管縫式錨桿，錨桿間排距700×700mm。金屬網(wǎng)選用菱形金屬，采用對接方式進行連接，每一扣相隔100mm，當(dāng)頂板、幫部的巖石或煤層較為破碎時，則金屬網(wǎng)采用搭接方式進行，搭接長度為50mm，每一扣相隔200mm，采用12#鐵絲雙股綁扎。

（1）錨桿長度

按巷道圍巖松動圈理論計算錨桿長度：

式中：

L-錨桿全長，m

B-組合拱厚度（根據(jù)圍巖松動圈值，取1.1m）；

D-錨桿間排距，0.7m；

L1-錨桿外露長度，m（錨桿外露不計）；

根據(jù)計算及現(xiàn)場錨桿拉拔力測試結(jié)果，確定錨桿長度為1.8m。

（2）錨桿間距、排距

① 按加固拱原理計算錨桿間距：

式中：

D-錨桿間距，m；

L-錨桿全長，m。

② 按經(jīng)驗公式計算錨桿間距：

式中：

D-錨桿間距，m；

N-圍巖影響系數(shù)，取1.1。

根據(jù)計算，考慮巷道實際狀況，確定錨桿間排距為0.7m。

3 礦壓觀測

為檢驗巷道錨桿支護效果，評價支護方式、支護參數(shù)對巷道圍巖條件的適應(yīng)性，在試驗巷道內(nèi)對頂板離層、巷道圍巖變形進行觀測。統(tǒng)計結(jié)果如下：

（1）圍巖變形觀測：運輸順槽頂?shù)装謇塾嬕平科骄?3mm，兩幫累計移近量平均27.5mm；回風(fēng)順槽頂?shù)装謇塾嬕平科骄?2mm，兩幫累計移近量平均10.5mm。

（2）頂板離層觀測：運輸順槽頂板深基點離層量平均為25mm，淺基點離層量平均21mm；回風(fēng)順槽深基點離層量平均17.5mm；淺基點離層量平均18mm。

4 結(jié)語

采用主動支護形式的管縫式錨桿支護段，巷道圍巖變形量較小，能夠滿足工作面回采過程中對行人通道及通風(fēng)要求，降低了職工的勞動強度，節(jié)約了生產(chǎn)成本。相較于坑木支護，采用錨網(wǎng)支護后，每米巷道綜合成本減少223元，具有良好的經(jīng)濟效益。