錨索支護在沿空留巷中的應用

佟強

摘 要：沿空留巷采用錨索支護頂板技術，代替了傳統(tǒng)的留設煤柱、人工架木棚等支護方法，既提高了煤炭回采率，又降低了工人的勞動強度，減少了工時、材料消耗。

關鍵詞：錨索；支護；沿空溜巷

1 錨索沿空留巷支護原理

錨索沿空留巷支護是根據(jù)頂板懸臂梁原理作為理論支撐的。按照礦山壓力中板塊原理，認為沿空留巷的頂板呈懸臂狀態(tài)，原有的石墻支護是巷道的一個支撐點，另一個支撐點是巷道下幫的實體煤柱，在實際生產過程中頂板冒落，下幫三角一般破壞的只是偽頂和直接頂。基于這個理論另一個支撐點用錨索來代替，讓錨索打在不易冒落的老頂上，然后用錨索將直接頂?shù)踝。纬梢粋€懸吊支撐點來維護采后巷道的空間，減少頂板下沉量和破壞程度。

預應力加固圍巖的實質，就是通過錨索對被加固的巖體施加預應力，限制巖體有害變形的發(fā)展，從而保持巖體的穩(wěn)定，在頂板上打注錨索后，由于錨索的錨固點在深部穩(wěn)定的巖層中，根據(jù)懸吊理論，使下部不穩(wěn)定巖層通過錨索懸吊在上部穩(wěn)定巖層中，起到了懸吊頂板的作用，同時由于錨索預應力作用，對已有錨桿支護的下部巖層進行組合、加固。錨索能有效的控制頂板下沉，降低回采后頂板的破壞程度。

2 工作面概況

45061采煤隊現(xiàn)回采九采區(qū)69層左一片，工作面走向長度為428m，傾向長度為131m，煤層采高為1.3m，煤層傾角為32°，該煤層層理發(fā)育，偽頂細砂巖，厚0.5m，深灰色堅硬，直接頂，粉砂巖，厚3.7m，灰黑色、致密、堅硬。下巷采用石墻配合錨索鋼帶支護，相對于以往留煤柱等方式留巷后，巷道片幫變形、頂板下沉、底板鼓起等現(xiàn)象都得到了很好的控制。

3 錨索參數(shù)的確定

沿空留巷中使用錨索支護技術，不是消極被動去支護已被破壞的圍巖，而是最大限度的保持圍巖的完整性、穩(wěn)定性、控制圍巖變形，從而更好的維護采后巷道的空間。錨索支護設計是根據(jù)巷道圍巖特性和使用目的，在理論驗算基礎上，加上拉拔試驗和監(jiān)測等手段進行的。試驗發(fā)現(xiàn)，錨索支護被破壞的形式是錨索和錨體的黏結破壞或是錨索被從錨體中拔出，所以，錨索支護技術的關鍵就是確定錨索的長度和錨固長度，以便錨索真正錨到堅硬穩(wěn)定的老頂中，不會從錨固體中被拉出，真正起到懸吊支撐點的作用，來維護采后巷道的空間。

錨索錨固長度計算：按GBJ86-85要求，錨索錨固長度L1應符合：

，再根據(jù)工程類比法，L1取1.0-2.0，所以在這里L1取1.7m。

式中：k-安全系數(shù)，2；d-錨索鋼絞線直徑，18mm；f1-鋼絞線抗拉強度，1860mpa；f2-用高強樹脂做錨固劑，黏結強度10

錨索長度計算：L=L1+L2+L3+L4=1.7+4.2+0.1+0.3=6.3m

式中：L-錨索總長度；L1-錨固長度，上面取1.7m；L2-不穩(wěn)定巖層厚度，包括偽頂，直接頂，共4.2m；L3-安裝托盤及鎖具的厚度，0.1；L4-錨索露頭長度，0.3

為確保安全系數(shù)錨索長度確定在6.3m，留巷采后采用單排錨索支護，錨索間距為2m，配合鋼帶支護。

4 錨索在沿空留巷的施工方法

（1）錨索為單排配合鋼帶打設，錨索深6300mm。鋼帶規(guī)格：2000mm（長）×150mm（寬）×6-8mm（厚）中鋼板。（2）錨索配合鋼帶及大托盤沿巷道走向布置，錨索間距為2m。鋼帶每隔2m斷開。（3）錨索的錨固力必須達到80-100KN，錨索露頭長度150mm-300mm。（4）鋼帶與頂板之間不嚴，必須使用木頂帽剎嚴剎實。（5）錨索超前工作面煤壁20m，嚴禁滯后。

5 經(jīng)濟效益

（1）采用錨索支護的巷道，有效減少了巷道的維修量，可以使巷道快速投入生產使用。（2）采用錨索支護取消了傳統(tǒng)的留煤柱，架棚子等留巷方式，從根本上解決了安全問題，既節(jié)省了資源，又極大的降低了工人的勞動強度。（3）采用錨索支護，可以減少下巷采后工作人員的人數(shù)，增加了采煤隊的全員效益。

6 結束語

錨索支護技術是新興的支護手段，尤其是應用在沿空留巷技術上，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和良好的工作環(huán)境，經(jīng)過實踐證明。和以前不用錨索支護的采后巷道相比，巷道情況明顯改善，變形量小，恢復工程量小，為以后的回采提供了安全保障，說明此項技術科學合理，以后在我礦將廣泛應用。