千米深井軟煤層巷道支護技術

【摘 要】千米深井軟煤層巷道壓力大，礦壓顯現明顯，在后部巷道壓力顯現情況下，本文采用了頂板補打錨索，兩幫打設錨索梁，調整兩幫支護參數的方式保證了巷道支護質量。

【關鍵詞】千米深井；軟煤層；支護

1 巷道概況

3404軌道順槽開采煤層為3#煤層，煤厚平均3.5m，傾角23～39°，f=0.15，直接頂為1.3m灰色泥巖，老頂為5.2m粉砂巖，礦井首采工作面為3206工作面，接續工作面為3404工作面。3404工作面軌道順槽巷道標高在-970m— -1000m之間，沿煤層頂板掘進，開掘后揭露煤層坡度在15°—35°之間，礦井首采3206工作面距3404軌道順槽后部巷道最小距離180m，受工作面回采影響，后部巷道壓力顯現明顯，頂板出現不同程度下沉，兩幫移近量較大。

頂底板情況：老頂為粉砂巖，厚5.2，灰色，質硬，互層，局部破碎切見垂直裂隙，易風化；直接頂為泥巖，厚1.3m，灰色、深灰色，泥質結構，局部含粉砂質及鋁質，局部滑面發育，見垂直裂隙；偽頂為泥巖，厚0.6m；直接底為泥巖，厚0.9m.灰色，灰黑色，富含大量植物化石碎片；底板為細砂巖，厚6.4m，灰色、淺灰色，細砂粒狀結構，互層狀，以砂巖為主，夾粉砂巖。

2 3404軌道順槽原支護方案

3404軌道順槽斷面為不規則矩形，巷道凈寬4000mm，凈高3000mm，荒寬4300mm，荒高3150mm。

3404軌道順槽采用錨網索+W鋼帶作永久支護。

①頂板采用高強預應力左旋無縱筋錨桿+W鋼帶和錨索聯合支護，每排布置6根錨桿，錨桿株排距800mm×800mm。錨固力不小120KN，預緊力矩不少于300N·m。錨桿直徑20mm，長度2400mm。

②兩幫采用等強螺紋鋼錨桿+W鋼帶聯合支護，上幫每排布置5根錨桿，株排距為800mm×800mm，下幫每排布置3根錨桿，株排距800mm×800mm。幫部等強錨桿錨固力不小于120KN，錨桿預緊力矩不少于200N·m。錨桿直徑20mm，長度2400mm。

③錨索打設在W鋼帶空檔內，每排布置兩根，株排距為1600mm ×1600mm，沿巷道中心線向兩邊對稱布置。錨索采用Φ17.8×6300mm鋼絞線制作。

④頂板金屬網采用Φ6mm的冷拔鋼筋焊制，規格為長×寬=2000 mm×1000mm，網格為長×寬=100mm×100mm；兩幫采用Φ3.5mm的冷拔鋼筋焊制，規格為長×寬=2000mm×1000mm，網格為長×寬=60mm×60 mm。

⑤W鋼帶成型寬度，200mm，板材厚度4mm，頂板W鋼帶長度4200mm，上幫使用2塊長度為1800mm的W鋼帶順向搭接，下幫W鋼帶規格：1800×200×4mm，錨桿托盤為正方形，用10mm的鋼板壓制成弧形，長×寬=140mm×140mm。錨索托盤用長×寬×厚=300mm×300mm ×20mm的鋼板制作，在中間穿一個直徑18mm的圓孔，鎖具為QVM 15-1單孔鎖具。

3 頂板下沉、兩幫移近原因分析

根據現場觀察，3404軌道順槽的頂板在上、下兩肩窩處有明顯的下沉跡象。兩肩窩處的頂板錨桿，明顯被壓彎，且伴有鋼帶被壓彎的錨桿拉裂現象，礦壓顯現主要集中在下肩窩。后部巷道多處出現斷錨桿，斷錨索現象，斷開的錨桿90%集中在下肩窩處。并且巷道下幫移近量遠遠大于上幫，這證明由于巷道頂板坡度在15°—35°之間，所以巷道壓力集中在下幫。在巷道內采用“十字交叉法”對巷道移近量進行觀測，頂板下沉量在250mm-300mm之間，兩幫移近量在240mm-260mm之間。兩幫錨桿800mm的排距，在兩排錨桿之間，兩幫移近量尤為明顯，這說明幫部錨桿支護排距過大，對幫部沒有。頂板打錨索托盤處無下沉，而錨索周邊下沉明顯，這說明現有錨索數量對巷道頂板整體支護效果較差。由此可見，原巷道支護方案強度已不能滿足支護需要。

4 加強支護強度措施

鑒于頂板和兩幫支護強度較弱的情況，我們對巷道頂板和兩幫進行了補強支護，并加強了支護強度。加強支護分為以下兩項。

4.1 巷道掘進支護參數變更

頂板錨索由“二0二”布置方式變更為“三二三”布置方式，一排布置兩根，一排布置三根，提高錨索對巷道頂板的整體維護效果。兩幫錨桿間排距縮小為600mm，并在兩幫兩排鋼帶中間打設1m長錨索梁加強支護。

4.2 頂板下沉及移近量大段補強支護

在頂板下沉較大位置將錨索布置方式全部補為“三二三”布置方式，并在距下肩窩1m位置處頂板加打一排錨索，排距800mm。兩幫兩排鋼帶中間全部打設1m長錨索梁，增加兩幫支護強度。

5 支護效果

在加強支護后，對巷道繼續進行移近量觀測。監測結果表明，一個多月后在補強支護后巷道的變形基本達到穩定，巷道頂底板移近量在30mm以內，兩幫移近量在50mm以內，最后直至穩定。因此補強支護措施滿足巷道支護要求，有效的控制了巷道的變形。

[責任編輯：丁艷]