摘要：在對超化礦主采煤層賦存特征進行調查分析的基礎上，根據22031工作面下付巷采礦地質條件，采用高強穩(wěn)定型錨網支護技術，針對巷道掘進過程中遇到的各種工程問題、復雜地質條件，采取相對應的技術措施，在保證巷道使用安全的前提下，通過支護方式變革，創(chuàng)造了良好的經濟社會效益。

關鍵詞：“三軟”煤層;錨網支護;承載性能;支護變革

1 引言

長期以來受“三軟”煤層賦存條件影響，鄭州礦區(qū)煤巷支護一直以被動支護為主。近年來隨著礦井開采深度不斷加大，巷道支護方式不僅從剛性金屬支架升級為U型鋼可縮性支架，而且U型鋼型號也由U25逐步加大至U36。傳統(tǒng)的U型鋼架棚支護只有在壁后充填密實，均勻受壓情況下才能發(fā)揮較好的支護作用，且U型鋼支架費用高，工人勞動強度大，工作面回采期間還需進行坑木替棚作業(yè)。隨著礦井開采深度不斷加大，巷道圍巖承受壓力也隨之增大，巷道支護狀況勢必將進一步惡化，如果只是一味加大U型鋼型號，不僅會大大增加支護成本，給輔運系統(tǒng)造成更大壓力，其支護效果也不能得到很好保證。深部“三軟”煤巷支護問題，已成為影響鄭州礦區(qū)未來可持續(xù)發(fā)展的重大技術難題。自2013年以來，鄭煤集團公司大力開展“三軟”煤巷的支護改革，開始積極嘗試錨網支護。鄭煤集團超化礦22031工作面下付巷為全錨網支護巷道，解決錨網支護技術難題，保證巷道使用安全，對于提高礦井經濟效益有重要意義。

2 工程地質概況

鄭煤集團超化礦22031工作面下付巷主要用于22031工作面運料和回風，西部為22041工作面采空區(qū)，北部、南部、東部均為未采動區(qū)域。巷道主要施工層位為二1煤層及其下部底板巖層，其中二1煤層走向110～170°，傾向200～260°，傾角4°～12°，平均傾角9°，平均煤厚8.5m。二1煤層受發(fā)生于印支早期到印支晚期這一時間段內豫西滑動構造影響，二1煤層形成了厚度整體變化較大，局部區(qū)域變化極大的賦存特征，煤層呈粉狀構造、且煤層內滑面、摩擦鏡面比較發(fā)育的結構特征。

超化礦22031工作面下付巷煤層及頂、底板巖性見表1。

3 錨網支護方案

22031工作面下付巷設計為矩形斷面，凈寬×凈高=4.8×3.0m，誤差±300mm，巷道凈斷面14.4m。巷道采用錨網索+鋼筋梯子梁支護，其中，頂板支護方式為：錨桿+鋼筋梯子梁（沿周向布置）+雙層網（黑色硬質塑料網+鋼筋網）+錨索;兩幫支護方式為：錨桿+鋼筋梯子梁（沿周向布置）+雙層網（黑色硬質塑料網+鋼筋網）。頂板和兩幫均采用規(guī)格為Ф20×2400mm左旋無縱筋等強螺紋鋼錨桿，頂板錨桿間排距750×800mm，幫部錨桿間排距800×800mm。頂板錨桿使用Z2350（中速）和K2350（快速）樹脂錨固劑各1卷，而幫部錨桿只使用1卷K2370（快速）樹脂錨固劑。錨桿托盤為140×140×10mm方型托盤。安裝錨桿時沿周向布置鋼筋梯子梁，鋼筋梯子梁使用直徑14mm的鋼筋焊接制成，頂板鋼筋梯子梁規(guī)格為4600×70mm，兩幫鋼筋梯子梁規(guī)格為2800×70mm。采用黑色硬質塑料網+鋼筋網雙層網護表，黑色硬質塑料網規(guī)格為1.2×11m，鋼筋網規(guī)格為1.0×2.0m。網與網搭接長度不小于100mm，鋼筋網與硬質塑料網使用14#以上雙股鐵絲聯(lián)網。

22031工作面下付巷掘進過程中，當煤層厚度小于5m時跟頂掘進，當煤層厚度大于5m時跟底掘進。頂煤厚度大于5m時使用規(guī)格為φ18.9×8250mm錨索;頂煤厚度在3～5m時使用7.25m長錨索;頂煤厚度小于3m時使用5.25m長錨索。每根錨索使用兩支Z2350和一支K2350樹脂錨固劑，錨固長度1.5m。錨索托盤為廢舊U型鋼壓制的平托板，規(guī)格為300×280mm。

22031工作面下付巷錨網支護方案見圖1。

4 錨網支護效果分析

4.1 巷道表面位移變化規(guī)律

錨網支護作為一種新的支護技術，與傳統(tǒng)支護方式相比，在改善支護效果、降低支護成本、加快成巷速度、減輕勞動強度、提高巷道斷面利用率、簡化回采面端頭區(qū)維護工藝等方面的優(yōu)越性十分突出。超化礦22031工作面下付巷在實施高強錨網支護的同時，建立了相應的觀測站，監(jiān)測巷道圍巖表面位移變化規(guī)律與頂板深部圍巖位移變化規(guī)律。

22031工作面下付巷圍巖表面位移變化規(guī)律見圖2，頂板深部圍巖位移變化規(guī)律見圖3。

由圖3可知，新掘巷道采用錨網索支護后，巷道頂底板變形在距掘進頭96m左右時趨于穩(wěn)定，頂底板最大變形量為123mm，巷道兩幫變形量相對較大，在距掘進頭83m左右時趨于穩(wěn)定，兩幫最大移近量182mm。巷道采用錨網支護后效果良好。

由圖4可知，3m深基點與7m深基點位移量均在距掘進頭185m左右時趨于穩(wěn)定，3m深基點在整個觀測期間共產生23mm位移量，7m深基點在整個觀測期間共產生33mm的位移量。22031工作面下付巷圍巖自身特性較差，強度較低，流變特性非常明顯，整個巷道圍巖結構松軟破碎，故其深部圍巖位移量相較于一般巷道要高一些。

4.2 特殊地質條件下錨網支護技術分析

22031下付巷有15m左右巷道頂錨索錨固效果差，失錨率達50%。通過深入的現場調查，查找造成錨索失錨率高的原因，并制定相應對策。通過對所有錨索進行抽查，對于預緊力達不到規(guī)定要求的錨索全部拉出后進行補打。補打錨索時采用一種帶刺頭，可提高錨索錨固性能的新型錨索，有效地保證了錨索的錨固質量，于此同時通過加打超前錨桿，及時支護頂板，防止頂煤掉落造成空洞，以此減少空洞對錨桿、錨索支護體系的影響。通過解決松軟煤層條件下迎頭漏冒和錨索的施工難題，超化礦在錨網支護推廣應用方面積累了寶貴的經驗。

5 錨網支護經濟效益分析

超化礦22031工作面下付巷斷面為4.8m×3.0m時，每米巷道錨網支護材料費為1889.5元。同樣斷面的巷道采用U型鋼架棚支護時（U型鋼型號為29U，棚距0.6m），每米巷道支護材料費為6739.5元。

回采巷道采用U型鋼棚支護時，工作面回采期間需進行坑木替棚，每米巷道坑木、椽子和編織網等材料費用為1320元，人工費用800元;采用錨網支護后，不僅使用的π型梁和單體液壓支柱均可回收，且人工費用也降低為200元。

錨網支護與U型鋼棚支護費用對比分析見表2。

由表2可知，超化礦22031工作面下付巷采用錨網支護與U型鋼棚支護相比，每米巷道可節(jié)省費用6770元，超化礦采用錨網支護方式替代U型鋼架棚支護方式后，取得了明顯的經濟效益。

6 結論

超化礦22031工作面下付巷采用錨網支護后，不但巷道圍巖表面位移與頂板深部圍巖位移均處于安全范圍內，巷道整體支護效果良好，而且同U型鋼棚支護相比，每米巷道可節(jié)省費用6770元，取得了明顯的經濟效益。超化礦22031工作面下付巷錨網支護方式的成功運用，為鄭州礦區(qū)“三軟”煤巷錨網支護提供了良好的指導作用。

參考文獻

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作者簡介：李憲振，1982.03-，男，漢族，河南濮陽人，2009.07畢業(yè)于河南理工大學采礦工程專專業(yè)，碩士研究生學歷，中級工程師職稱;現在鄭州煤電超化煤礦，從事煤礦生產技術管理工作。