3.河南理工大学 河南焦作 454000
摘要：本文针对某矿2#煤层工作面顺槽围岩具体的地质情况确定了在不同情况下的巷道支护形式和参数，在工作面回风顺槽设置了两个测站，两个测站的间距为110m，选取有代表性的围岩，用十字布点法进行测量，分别对工作面两帮位移量和巷道顶板位移量进行监测。监测结果为顶底板的位移量控制在85mm左右以内，两帮位移量控制在110mm左右以内。表明此支护设计方案对控制工作面顺槽巷道围岩的变形是有效果的，对于相同条件下的巷道围岩控制也起到了参考作用，并获得了良好技术和经济的效益。
关键词：工作面回风顺槽；支护形式；监测；围岩控制
1工程地质概况
山西襄矿石板沟煤业有限公司井田位于长治市襄垣县下良镇杏树家、下西坪、李角脚等村庄一带。井田南北宽约3.716km，东西长约5.492km，面积11.9957km2。批准开采3号-15号煤层，生产规模120万t/a。开采深度由920m至260m标高。
井田内主要可采煤层为3上号、3号、15-3号煤层，局部可采煤层为15-1号煤层，其中，3上号煤层赋存于山西组中部，根据井田内钻孔揭露及井下见煤点情况，煤层厚度0.83—4.04m，平均2.20m，属稳定全区可采煤层，一般含夹矸0—1层，结构简单。其顶板一般为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为细砂岩，底板多为泥岩、砂质泥岩。井田东部已形成较大面积采空区。
15-3号煤层为太原组底部之主要可采煤层，上距15-1号煤层1.20-6.55m，平均2.54m。根据井田内钻孔揭露情况，煤层厚度2.32-3.89m，平均为3.09m。含夹矸0-2层，结构简单，煤层顶板以泥岩为主，底板一般为泥岩，局部为铝质泥岩。
2 矿井开拓方式与掘进情况问题
该矿现设计将首采区、首采工作面布置于15-3号煤层中，3号煤工作面剩余储量在设计及开工报告审批期间回采，其余部分零星资源待15-3号煤层回采至井田中南部附近时，再自上而下回收剩余3上号、3号煤层资源储量。设计在F1断层东部的15-3号煤层布置一个综采工作面，以1个回采面和2个掘进面保证矿井1.20Mt/a的生产能力。
山西襄矿石板沟煤业有限公司整合后共布置5个井筒，分别为主斜井、副立井、进风立井、西回风立井和东回风立井，主斜井、副立井、进风立井所处位置在F1断层以东井田偏南的工业场地内，东回风立井位于井田东部的东回风井场地内，西回风立井位于F1断层西部井田中部位置的西回风井场地内，均能够满足兼并重组整合后矿井设计生产能力的需要。目前正在掘进工作面回风顺槽，掘进期间巷道围岩变形严重，顶底板下沉严重，急需对回风顺槽巷道围岩进行加强支护，对支护参数进行优化[1]。
3 工作面回风顺槽锚杆锚索支护参数优化
图1为回风顺槽锚杆锚索布置图。顶板为6根锚杆，间距900mm；两帮各4根锚杆，间距为850mm，锚杆排距参照间距确定为900mm。其具体支护参数为：
顶板锚杆：使用左旋螺纹钢高强锚杆，规格为Ø20mm×2000mm，配150mm×150mm×10mm高强拱形托盘和高强螺母，为配套产品。加长树脂锚固，钻孔直径为28mm，锚固剂规格为K2335和Z2360各一卷，顶板配以钢筋梯子梁和金属网作为辅助支护，梯子梁采用Ø12mm的钢筋自行制作，长度为5300mm，；金属网采用8#铁丝编制的经纬网或者菱形网[2]，顶板金属网规格为5300mm×1000mm，相邻网搭接约100mm，铁丝钮扣联结。锚杆安装预紧力：先使用锚杆钻机安装锚杆搅拌树脂药卷，然后采用大扭矩扳手拧紧螺母，锚杆预紧力矩不小于200N•m。
顶板锚索：采用1×7股高强度低松弛钢绞线制，直径17.8mm，长6500mm，有效长度6200mm左右，一排三根，间距1500mm，排距1800m，紧跟掘进迎头施工。锚索采用3卷Z2360树脂锚固剂锚固，理论锚固长度约为1.6m，在锚索锚固端1.5m处施加挡圈。锚索托盘采用300mm×300mm×12mm的高强球型托盘，锚索预紧力应≥150KN[3]。遇煤层厚度变化较大的地段，锚索长度可根据需要调整，锚索应至少深入煤层顶板稳定岩层2m。
图1工作面回风顺槽锚杆锚索布置图
4效果分析
在工作面回风顺槽布置测点[4]，对巷道顶板和两帮的移近量监测结果，通过一个月的数据监测纪录，在巷道施工16天内测点1的范围的变化很大，两测点的巷道两帮移近量要大于顶底板的位移量，但是通过支护后1～8天测点的移近量增加的比较缓慢，巷道的变形量在18天左右已经基本不在发生变形。顶底板的位移量控制在85mm左右以内，两帮位移量控制在110mm左右以内。巷道围岩变形得到有效控制，支护效果良好。
参考文献：
[1]何尚森.深部沿空掘巷围岩破坏机制与控制[J].中国煤炭，2018，44（11）：50-54+67.
[2]董旭波.深井煤矿应力分布特征及围岩控制技术[J].能源与节能，2018（11）：107-108+116.
[3]崔守臣，邵红艳，孙亮.强采动碎裂巷道围岩破坏机理与控制对策[J].煤矿安全，2018，49（11）：132-135.
[4]张永健.厚煤层综放沿空留巷围岩控制技术研究[J].煤矿现代化，2019（01）：127-129.
作者简介：
段醒兴（1993-）汉族，陕西省渭南市，本科，单位：现陕西彬长文家坡矿业公司运输队技术员。
陈光宇（1997-）男，汉族，浙江省绍兴市，本科，单位：浙江树人大学信息学院电子商务专业。
陈周（1995-）男，汉族，河南省周口市西华县，本科，单位：河南理工大学安全工程学院安全工程专业。
论文作者:段醒兴1,陈光宇2,陈周3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/15
标签：煤层论文; 围岩论文; 工作面论文; 巷道论文; 顶板论文; 井田论文; 立井论文; 《基层建设》2018年第36期论文;