冀中能源峰峰集团辛安矿掘进区 河北省邯郸市 056200
摘要：文章以某煤矿下山掘进巷道穿煤施工为例，介绍其施工中的锚网喷支护等具体的支护方式和设置情况，并介绍煤矿下山掘进巷道支护技术及其效果，并提出提高支护效果的注意事项，以供参考。
关键词：煤矿；下山掘进；巷道穿煤施工技术
1工程概况
以某煤矿为例，其巷道布置如下：此巷道主采工作面的煤层平均厚度为4.2m，倾角为15°～21°，而且结构较为简单，属于煤层较为稳定的巷道。根据巷道的特点在此煤矿的掘进施工中设计为-630m辅助水平回风斜巷设计以281.1°方位、20°下山施工，并且施工过程中需要沿着此煤层掘进施工60m之后再进行变坡25°下山继续掘进。
根据此煤矿巷道的特点采用锚网喷支护的方式，喷厚设计为100mm，在巷道的顶部采用7根高强度锚杆，此锚杆材质为左旋螺纹钢，规格为Ф20mm×2400mm，巷道的两帮则采用8根锚杆，其材质和长度与上述锚杆相同，在上述锚杆的支护作用下确保顶锚杆锚固力在150kN以上，并保证预紧力矩控制在150～300N·m的范围内，而帮锚杆锚固力则应控制在105kN以上，相应的顶紧力矩应控制在105～240N·m的范围内。此外，还应在左右肩窝处设置1根锚索进行加强支护，此锚索的规格为Ф21.6mm×7000mm，材质为钢绞线，其间排距平均为1400mm，且控制其露出索具的长度在250mm以内。
2煤矿下山掘进巷道支护技术
2.1揭煤前的超前探测
在进行揭煤作业之前，应采用超前探测的方式，对煤层厚度、煤层倾角、煤层与施工I型掘进面之间的距离、煤层各种瓦斯含量等参数进行探测，并且根据煤层与施工巷道之间的位置关系来对支护方式进行随时调整。在进行超前探测时，首先在靠近掘进面的位置进行探测眼的设置，且保证探测眼应与巷道的顶底板垂直。通过超前探测可以获取巷道的掘进坡度、探测眼与掘进面之间的距离、探测眼的间距、探测眼的见煤长度、探测眼穿过煤层时的距离等，然后通过以上数据可以对煤层倾角、煤层厚度以及煤层与施工巷道掘进面之间的距离进行计算。
2.2揭煤作业时的支护方式
在进行揭煤作业时需要采取相应的支护措施来确保揭煤作业安全，由于此煤层中两帮为煤，由于煤体较为松软容易出现片帮和漏煤问题，所以采用规格为80×80mm的金属网格进行交错布置来确保巷道两帮成型。然后对每根帮锚杆托盘后进行木托盘的配备，并在锚杆螺母后进行让压半圆球的配备，这样可以在巷道来压时进行让压来确保安全。此外，还应将帮锚杆之间的排距进行适当缩小，这样可以提高锚杆支护的密度来提高支护强度。还应在爆破掘进的过程中，将松动炮眼布置在煤体中，并配合风镐开挖的方式进行掘进，并确保掘进安全。
2.3托顶煤时的超前支护
由于煤层上面直至巷道顶板的位置，这里的煤体较为软弱，在掘进中容易出现顶板漏矸以及漏煤等问题，这样会造成原有支护的破坏，而且对于煤层中的顶锚杆锚固段，也会由于锚固力的下降而导致其支护强度的降低，所以需要在托顶煤时进行支护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先为了防止顶板煤层的垮落需要采取超前支护的方式，主要是在爆破之前进行支护，所采用的方式为管缝式锚杆支护，而且由于其支护距离比循环进度大，所以被叫做超前支护。在对锚杆间距进行确定时应根据顶板的破碎程度进行确定，在本工程中确定为200～400mm，而且保持与巷道顶板之间存在45°～60°范围内的夹角。
2.4托顶煤时的永久支护
首先可以采用类似于揭煤作业中的锚喷支护方式进行支护，以避免出现顶板漏矸以及漏煤等问题。然后在顶板托煤的过程中，在顶锚杆锚入顶板岩石内的长度在500mm以下时，需要采用锚索代替顶锚杆，且规定锚索锚入岩石内的长度在1000mm以上，而当顶锚杆锚入长度超过500mm时则采用锚杆支护的方式。
对于锚索长度的确定，其主要是要满足以下两个条件：一是在用锚索锚固之后，应确保锚固区在顶板岩石之内；二是其长度取决于巷道顶板在法线方向上与煤层之间的距离。所以得出锚索的长度应该等于锚索锚固长度、外露长度、巷道顶板在法线方向上与煤层之间的距离、此部位的煤层厚度等这些长度的总和。对于此煤矿来说，当巷道顶板在法线方向上与煤层顶板之间的距离超过1700mm时，则采用锚索代替顶锚杆，且锚索的规格为Ф21.6mm×7000mm，当时当上述距离超过3300mm时，锚索的长度应该增加至9000mm，当上述距离超过5300mm时，锚索的长度应该增加至10000mm.但是当巷道顶板在法线方向上与煤层底板之间的距离超过2200mm时，则采用顶锚杆支护的方式。当上述距离超过6300mm时，则仍然采用锚索进行加强支护，且锚索的规格为Ф21.6mm×7000mm。
3煤矿下山掘进巷道支护技术效果分析
在此煤矿中采取了上述支护措施之后，在其巷道内对矿压进行监测，通过对揭煤前10m处、揭煤期间、以及托顶煤后10m处等三处进行75d的矿压监测之后，发现此煤矿的穿煤段巷道在开挖之后的60d左右的矿压变化基本趋于稳定，也就是说明巷道的变形幅度较小，且满足巷道支护强度的要求。此外，还发现托顶煤施工作业时的顶板下沉量比其他两处要大，表现为此处的矿压数值要比其他两处要大的多，并出现较大的变化波动，所以需要在实际的支护过程中根据实际情况进行支护方式的调整，并确保所用支护材料满足设计要求。最后还发现，在对支护方式的选择和确定时，根据煤层与巷道掘进面的相对位置关系进行确定，可以有效保证巷道成型，并确保巷道的长期稳定性。
此外，为了提高支护效果，需要从以下方面进行支护操作：一是在穿煤期间应该采用松动爆破的方式，避免采用放大炮的方式，而且在爆破之后重新紧固后巷顶板以及两帮锚杆；二是应严格控制矿压监测的频率和次数，从而可以随时掌握顶板离层以及巷道两帮的位移情况；三是在穿煤期间还应定期和不定期对巷道顶板锚杆、两帮锚杆以及锚索进行检查，一旦出现托盘变形以及顶板下沉的问题就应对支护措施进行加强；四是如果在穿煤期间出现巷道围岩破碎、顶板来压明显以及两帮出现严重变形等问题，这就说明只进行锚索支护已经无法满足实际支护要求，所以此时应该进行工字钢棚或U型钢棚的架设来对支护效果进行加强。
4结语
在煤矿下山掘进巷道穿煤期间，首先需要根据此地区的地质条件进行支护方式的选择，而且根据揭煤前、揭煤期间以及托顶煤施工期间的不同特点，需要对爆破方式、支护参数以及支护方式进行调节，提高巷道围岩的承载能力，确保巷道支护的稳定，并根据支护方案的调整来解决下山巷道穿煤期间的支护困难，，为今后下山掘进巷道穿煤支护技术的研究积累了宝贵的经验。
参考文献：
[1] 龙永贤, 韦海军. 研究巷道穿煤施工技术在煤矿下山掘进中的应用[J]. 大科技, 2016(14).
[2] 梁波. 煤矿下山掘进巷道穿煤施工技术探讨[J]. 煤矿现代化, 2016(1):117-118.
论文作者:苗伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/8/2
标签：巷道论文; 顶板论文; 煤层论文; 锚杆论文; 煤矿论文; 方式论文; 长度论文; 《防护工程》2018年第5期论文;