摘要：5202工作面为我矿第一个首采面，在三四角门顶板加固中，由原来单体配合使用长锚索密集加固方法改为长锚索配合工字钢梁加固顶板，有效的控制了顶板下沉，保证了三四角门顶板安全，工序简单，效果明显，在实践中得到了很好的应用于推广。
关键词：首采；三四角门；密集；控制；明显；推广
1 5202工作面概况
1.1 5202工作面位置
5202工作面为新安煤矿首采工作面，工作面位于我矿+535m水平采区，工作面煤层侏罗纪延安组5煤，地面标高：+1300m～+1450m，工作面标高：+440m～+650m，工作面位置：位于+535m回风石门以北，地面为山地，无建筑、河流及其它设施。井下位置及四邻情况：该工作面位于矿井北翼5煤采区，西为设计5204工作面，东为我矿设计5煤采区边界，北为矿井北边界，南为我矿+535m回风石门及运输石门。
1.2 5202工作面顶底板情况
煤5厚度平均为10m，煤层特征：节理发育，密度较大。直接顶厚度4m为碳质泥岩，泥质胶结，平行层理发育，饱和抗压强度2.0-10Mpa；老顶厚度2.5m为4煤层，层理发育，结构复杂，整体性差，强度低；底板分别为泥岩厚度2.6m、粉砂质泥岩厚度4.7m，共同点：强度低，易破碎，饱和抗压强度为10MPa。
1.3 5202工作面长度
5202工作面总工程量为2518m，5202运输斜巷265m（岩巷），5202回风斜巷247m（岩巷），5202运输道851m，5202材料道821m，5202外联络巷175m。
1.4 5202工作面巷道支护方式
5202两道巷道支护断面为：毛宽5m，毛高3.2m，拱高0.7m，直墙高2.5m。全断面采用锚索+钢带+金属网联合支护方式，顶板锚索采用φ18.9mm×4300mm，每排9根，帮部锚索采用φ18.9mm×2700mm，每排6根；顶帮锚索间排距为800×800mm布置，加强锚索采用φ18.9mm×6300mm，按照“3-2-3”布置，间排距为1600×800mm；钢筋梯子梁采用φ12圆钢，长度为1700、2500mm两种；托盘采用18#槽钢，b200、b300两种；金属网采用6000×1000mm；树脂锚固剂为K2350、Z2350型。
1.5 5202工作面下出口三角门支护形式
5202工作面下出口三角门采用长锚索配合工字钢梁支护，原巷道支护锚索不变，三角门10m范围区域采用φ18.9mm，L=8300mm加强锚索配合4.0m工字钢梁支护，工字钢梁规格、型号分别为：11#工字钢，长度为4.0m，由中间向两边均匀布置3个孔，每个孔之间距离为1.2m，钻孔直径为22mm，施工三角门时，沿煤层倾向布置锚索梁，具体施工步骤：沿巷道中线打第一个锚索眼——然后装树脂锚固剂——安装8.3m锚索——把工字钢梁放上去，用锁具锁紧，在向两边施工另外两个锚索眼，步骤相同，最后使用张拉机把锚索预紧，预紧力达到160KN为宜。
1.6 采用锚索梁支护顶板矿压显现情况
结论：使用锚索梁支护三、四角门等特殊地段，顶板下沉得到有效的控制，根据十字布点法和顶板离层仪观测数据可得，三角门处顶板下沉量为零，底板底鼓较明显，顶板得到了有效的控制，保证了三四角门安全。
该方法实质是桁架锚杆支护的简易形式，锚索的锚固力承担了钢梁重力以及围岩应力，使围岩与钢梁成为整体。钢性结构的屈服极限远大于围岩，极大的增加了顶板岩层的抗弯能力，减小了顶板内部及其表面的张应力；钢梁使原围岩应力变为均布载荷，有效缓解了原锚索支护形成的应力集中，钢梁提供的水平向压力增大了围岩裂隙的摩擦因数，阻止围岩中裂隙的进一步生长；钢梁与锚索结构将已破碎围岩转化为离层顶板的载体，减小了围岩破裂趋势。通过上述分析与井下巷道的实际应用可得出事实，钢梁与锚索结合的支护方式能有效阻止围岩形变，提高围岩抗弯性能，增强巷道成型能力。
2 原巷道三四角门支护形式
原巷道三四角门采用φ18.9mm×6300mm加强锚索支护，在三四角门5m范围，加强锚索每排3根支护，间排距为800×800mm。后期由于顶板下沉，采用DZ3.15m单体进行支护。修护次数达到1～2次。使用全锚索支护巷道，顶板离层较明显，底鼓量大。
3 支护效果
原巷道支护参数，未有效的控制住三四角门等特殊地段顶板离层，并增加了修护难度，耗时耗力，阻碍了矿井长期有效的安全生产。使用长锚索配合11#工字钢梁联合支护，增加了支护强度，使其锚索与工字钢形成一个整体，起到了及时、主动支护效果。顶板几乎未发生离层，有效控制了巷道变形，减少了后期巷道修护成本，为以后在三四角门支护上提供了可靠的依据。有效的解决了三四角门支护难度大、顶板下沉快等问题。
4 结束语
软岩巷道的支护难度大，不稳定因素多，目前并没有通用的支护方式，因此在选择支护方式时结合井下巷道实际情况不断优化研究和实践。特别是在回采巷道中，允许巷道有一定变形，对巷道回采利大于弊。使用工字钢梁联合支护，理论基础还很薄弱，还需要在实践中不断探索，积累经验，才能更加广泛得到应用。
参考文献：
[1]齐博，董晓勇，林羿潇．锚索梁支护设计在沿空留巷中的探索与应用[J]．山东煤炭科技，2014（07）
[2]付玉凯.采动应力影响下巷道围岩变形破坏机理及注浆加固技术[J].煤矿开采，2017，22（6）：34-39.
论文作者:白垣平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
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