摘要：近些年来，煤巷锚梁网索支护已被越来越多的煤矿所认识和采用。但是，煤巷锚梁网索支护尚处于推广和发展阶段，顶板管理仍是锚梁网索支护巷道的薄弱环节和关键所在，尤其是随着矿井深部煤层的开采，地压增大，采场地质条件复杂，岩性千变万化，锚网支护巷道顶板事故时有发生，煤巷锚梁网索支护也给矿井安全生产造成一定压力。文章结合实际，介绍了如何在破碎顶板巷道的支护中利用锚梁网索支护技术及工艺。
关键词：工程概况；支护参数；施工方法；结果分析
1 工程概况
一碗水矿井+1820运输大巷总长856m，矩形巷道，支护形式为梯形棚+木棚支护，巷道规格：2.3×2.0m，断面4.6m2，巷道断面最大处2.9×2.4m，断面6.96m2。入井勘查+1820运输大巷280m至原巷道车场位置，巷道积水深1.1m，部分工字钢棚倾斜变形，局部木棚和棚后木背板腐朽损坏，多处大范围冒顶，堵塞巷道2/3以上。经矿领导和相关技术人员研究决定，决定对+1820运输大巷进行扩修施工，解决冒顶、积水等隐患，与回风平硐尽快贯通形成永久通风系统，为矿井下一步建设提供有利条件。
从+1820运输大巷现场情况来看，巷道沿M1煤层底板布置，180m左右又沿煤层顶板布置，因煤层倾角44°～50°，扩修施工中将面临破顶、破底等情况，暂将巷道断面及支护形式分为两种。
第一阶段：巷道布置在煤层底板，顶部煤层冒落区域，原架棚支护圆木接顶范围较高，扩修时刷够巷道宽度，继续采用11号矿用工字钢梯形棚进行支护，使用回下来未腐朽变形的原木进行背帮刹顶，必要时补打锚索加强顶板支护。顶部煤层还存在的情况下，采用锚梁网索进行支护。
第二阶段：巷道布置在煤层，扩修施工中可能面临破顶、破底等情况，原则上不动顶板，垂直煤层顶板的倾斜面进行锚梁网支护，必要时补打锚索加强顶板支护。（如图1）
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图1 支护示意图
2 支护参数
2.1 巷道锚杆长度计算
顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固作用，达到支护效果的条件应满足：L≧L1+L2+L3
式中：L——锚杆总长度，m；
L1——锚杆外露长度（托板厚度+螺母厚度+钢丝网厚度+0.02~0.05m，要求不大于100mm），m；
L2——锚杆有效长度（顶锚杆取免压拱高b，帮锚杆取破碎深度c），m；L3——锚杆锚入基岩深度（顶锚杆取0.8m，帮锚杆取0.8m）。
2.2 岩帮破碎深度
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L顶=100+523.2+800=1423.2mm；L帮=100+192.9+800=1092.9mm
所选顶锚杆长为2400mm，帮锚杆为1800mm，大于以上计算值，满足要求。
2.3 按锚杆所悬重量校核锚杆间距
每根锚杆悬吊岩体重量G=rL2a1a2，锚杆锚固力Q（额定为85KN）应承担G的重量。为安全起见，考虑安全系数K，取K=2。
G=30×0.5232×0.8×0.8=10KN
式中：G——每根锚杆悬吊岩体重量（KN）；r——岩石容重，r=30KN/m³；L2——锚杆有效长度，L2=b=0.5521m；a1——锚杆排距，a1=0.8m；a2——锚杆间距，a2=0.8m。Q=85KN﹥KG=20KN，间距满足要求，由于间距等于排距即排距也满足要求。
2.4 巷道锚索长度计算
L=La+Lb+Lc+Ld
L——锚索总长度（m）；La——锚索深入稳定层锚固长度（m）；Lb——需要悬吊不稳定岩体（煤体）厚度（m）；Lc——上托盘及锚具厚度，取0.25m；Ld——需要外露的张拉长度度，取0.35m。
La≥Kd1fa/4fc
k——安全系数，取K=2；d1——锚索钢绞线直径，取18.5mm；fa——钢绞线抗拉强度，查得2246.5N/mm2；fc——锚索与锚固剂粘合强度，取10N/mm2；
计算得出La≥2.078m，La取2.1m
则L=2.1+2.72+0.25+0.35=5.42m，所以，选用L=6m的锚索。
+1820运输大巷扩修断面规格：3.8×3.4m（掘），3.6×3.0m（净）。设计为矩形巷道，根据巷修施工揭露煤层顶板情况再做调整。巷道顶部采用锚梁网+锚索支护，锚杆采用Φ18×2.4m左旋无纵筋螺纹钢锚杆，网片采用1.0×2.0mΦ6mm钢筋网片，网孔100×100mm，配合Φ12圆钢加工而成的梯棚支护；巷道车场、交叉点等大跨度或顶板破碎区域使用锚索加强支护，锚索采用Φ18.5mm钢绞线，长度6m，三花布置，锚索间距1.6m。两帮采用树脂锚杆+阻燃高分子网支护，锚杆采用Φ18×1.8m全螺纹树脂锚杆，网片采用阻燃高分子网。两帮为岩石时，采用Φ18×1.8m左旋无纵筋螺纹钢锚杆配合Φ6mm钢筋网片支护。
3 施工方法
（1）由外向里逐架拆除原有工字钢、木棚支护。使用风镐配合撬棍拆除一架，及时进行支护。（2）临时支护采用打设点柱或搭设前探梁的方式。打设点柱必须使用直径不小于250mm的新鲜硬圆木。采用前探梁做临时支护，使用不小于4000mm的钢管，钢管外径60mm，壁厚8mm。前探梁间距不大于900mm，距巷帮的距离不超过1000mm，到迎头距离不大于300mm。吊环采用φ18mm螺纹钢加工成直径100mm的圆环，开口处焊接φ18mm螺纹钢螺母。每根前探梁使用两个吊环，吊环间距不小于1400mm，吊挂前探梁的锚杆外露不小于30mm，不大于50mm。前探梁铺上木板并使用木楔楔紧。（3）岩石坚硬时，采用打眼放炮作业，巷道布置在M1煤层底板时，要防止放炮震落顶部煤矸。（4）采用锚梁网索进行支护，顶板破碎或者原巷道大范围冒落区域，采用架设工字钢梯形棚支护。（5）安装锚杆时使用一支K2335和一支Z2360锚固剂，安装锚索时使用一支K2335和两支Z2360锚固剂。（6）采用人工装煤，电瓶车牵引运输。
4 结果分析
采用锚梁网索支护方式，一定程度上控制了围岩变形，减少了围岩变形幅度，从观测结果看，围岩位移量变化较小，基本保持原有断面和形状。同时，由于支护方案减轻了施工人员的劳动强度，改善了作业环境，节省了大量的人力、物力,提高了掘进速度。
锚梁网索支护技术，适合破碎顶板煤层回采巷道，其支护效果经受了工作面回采验证，拓宽了煤巷锚梁网索支护的应用范围。锚梁网索支护费用低，支护安全可靠，掘进进尺高，降低工人劳动强度，减少巷道维修工程量，进一步改善了煤巷支护状况，提高了矿井经济效益，值得大面积推广应用。
5 结语
在煤矿巷道支护中，锚梁网索支护方案是主要的支护手段，但是由于巷道的开采深度以及位置的变化，导致整体支护情况受到一定的影响，在此情况下，应该对煤矿巷道锚梁网索支护情况进行优化研究。
参考文献：
[1]李峰.东曲煤矿顶板破碎巷道支护方法研究[J].煤炭与化工，2016，39（7）：24-26.
作者简介：
第一作者：黄征，男，1986.10.10，汉族，陕西省西安市高陵区，本科，中级，土木工程专业矿井建设方向
论文作者:黄征1,刘德强2,孙涛3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：巷道论文; 顶板论文; 锚杆论文; 煤层论文; 矿井论文; 间距论文; 断面论文; 《基层建设》2019年第27期论文;