某煤礦順槽巷道錨網支護系統研究

【摘 要】本文介紹了某煤礦17煤順槽巷道錨網支護系統，通過分析可以看出，該支護系統具有良好的經濟效益與社會效益，在煤礦巷道的支護中有一定的推廣價值。

【關鍵詞】順槽巷道；錨網支護；支護效果

0.概述

某煤礦17煤回采工作面頰槽屬于半煤巖巷，該煤層頂板雖有時變相為灰巖，較堅硬，但通常以細粉砂巖為多，該巖層節理裂隙發育，破碎易冒，穩定性差。底板為粘土巖，致密較堅硬，遇水膨脹。原設計支護形式采用工字鋼棚，這種支護形式勞動強度大，支護速度慢，一直制約著勞動生產串的提高和安全狀況的根本改善。為此，急需對17煤層順槽巷道的支護形式進行改革。在充分調研的基礎上，決定使用先進的“錨+梯+噴”（或“錨+網+索）”支護技術。

1.支護參數的設計

1.1錨桿支護設計

當頂板為完整的石灰巖且厚度大于1.0m時，巷道頂板不支護。當頂板石灰巖厚度小于等于1.0m或為頁巖時，頂板采用打錨桿、掛金屬梯、噴漿聯合支護，噴漿封嚴金屬梯（頂板如果不噴漿，也可以掛金屬網）。巷道兩幫采用噴漿支護（主要是巖石部分，煤幫部分可不噴）。施工中嚴禁空頂作業。

迎頭遇有斷層等地質構造或巖層松軟破碎時，要及時改變支護方式，加強支護強度，及時編制補充措施。嚴禁空頂作業。

1.1.1 臨時支護設計

巷道頂板采用前探梁做為臨時支護，前探梁規格為Φ72x2700m的鋼管，用套筒螺孔與頂板錨桿固定，前探粱最大空頂距為1.7m，前探梁端頭距迎頭不大于0.2m，前探梁后端用長1.2m、寬0.2m、厚0.15m的小板梁背實頂板并用大木楔加緊，大木楔規格：長×寬×厚=350×250×200mm。

兩巷、切眼、硐室、絞車窩前探梁正常使用3根，備用1根。車場前探梁正常使用4根，備用1根。

1.1.2永久支護設計

巷道采用錨桿噴漿作為永久支護，支護材料規格為中16×1600m左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間排距900×l000mm規格中28x450mm的快速樹脂錨固劑，金屬梯規格；長×寬=1600×60mm，金屬網為直徑3.5mm冷拔鋼絲編制的方格網，網的規格為：長×寬二2700×1000mm（取決于巷道寬），網格為長×寬=60×60mm，網要壓茬聯結，聯結點要均勻布置，間距150mm。

如果不采用金屬網，則采用噴射混凝土，噴體厚度30mm。

（1）頂板。按懸吊理論可以計算出錨桿參數為：錨固長度1.6m，錨桿間距，排距為2.5m。按照頂板錨桿能夠承擔巷道斷面內破壞區的全部作用力，考慮取破壞區內最大破壞高度所圍成的矩形面積來計算，則沿走向每米所需的錨固力經計算為PT=84.5kN，若按頂板錨桿平均錨固力RT=50kN，則沿巷道斷面方向錨桿數為：根。

通過上面的計算，當巷道寬度為2.6米時，巷道每個斷面頂板布置2根錨桿，巷遭沿縱向每個斷面間距取1.0m。

錨梯噴（錨網梯）支護時，采用錨桿緊跟迎頭的支護方式，前排瞄桿距迎頭超過1000mm時及時錨掛。在錨噴支護中，當圍巖穩定性較好，采用先錨后噴的方式，當圍巖穩定性較差時，錨桿間排距縮小為0.7m，首先及時噴射不小于20mm厚的混凝土封閉圍巖，緊接打錨桿掛金屬梯，復噴到設計厚度。如果不采用噴漿，則采用掛金屬網。

錨桿規格：Φl6×1600mm。金屬梯規格：1800×60mm，錨固劑采用中Φ28×450mm中速樹脂錨固劑，用量不少于每孔1塊，托盤采用長×寬=120×120mm，厚6mm的金屬托盤。

錨桿間排距.900×1000mm

安裝要求：中間刳瞄桿要垂直巷道輪廓線或巖層層理面，兩邊排錨桿按規定角度布置。距工作面不大于一個錨桿間距，外露長度≤50mm，拉力≤70kN。

（2）兩幫：根據計算，兩幫不支護錨桿，但為了防止巖石風化，封閉兩幫裂隙防止擴展，對兩幫噴漿支護，噴層厚度30mm以上。

1.2錨索支護設計

正常條件下，可以不使用錨索支護，但斷層及圍巖極破碎地段應加打錨索。

1.2.1錨固機理

（1）預應力錨索，可將上位的頂板加固成為一個具有較強承載能力的上位壓力拱，稱之為“外拱”。

（2）“外拱”不僅能保持自身的穩定性，而且成為下位由常規錨網支護形成的平衡拱即“內拱”賴以保持穩定的基礎。

（3）通過適當的間排距，錨索將使得巷道頂板巖層沿著走向，側向方向上形成一個全方位具有擠壓應力的承載體，達到全方位錨固的效果。

1.2.2錨固參數

考慮到巷道斷面尺寸，圍巖及施工條件，選取錨固參數如下；

（1）錨索長度。慮到錨索能夠深入到上部硬巖部分不小于1.0，根據17煤頂板情況，考慮到外霹部分100mm，錨索總長度可取4m。如果圍巖十分破碎可適當加大錨索長度。

（2）錨索間排距。每個斷面布置2根錨索，寬度在3.2米以下時每個斷面布置1根錨索，每個斷面的間距2米。

1.2.3錨固材料

錨索選用破斷力260.7kN的的鋼鉸線，每根錨索采用2個K2350，1個Z2350的樹脂藥卷錨固，每根錨索的預緊力必須達到100kN以上。

2.支護經濟效益分析

經過計算，如果17煤層回采道采用11#工字鋼架棚支護，支架頂梁長度2.42m，棚腿長2.3m，棚距0.8m，支護費用為579.18元/米。采用“錨+梯”支護后，其支護費用為167元/米，錨網支護巷道比架棚支護巷道降低成本412.68元/米。

2.1巷道掘進速度加快

17煤巷道錨網支護與架棚支護相比，巷道掘進速度加快，掘進速度將提高到250～300米/月以上，單進水平提高30%～50%以上。

2.2掘進輔助運輸工作量顯著減輕

17煤層巷道錨網支護與原架棚支護相比，明顯減少了掘進的輔助運輸工作量，千米巷道減少鋼材搬運量149.79t，煤矸石650.32m3，坑木36.25m，解決了煤巷掘進運輸工作量大、占用人工多和時常出現運輸跟不上而影響正常施工的問題。還大大減輕了工人的體力勞動，保護了勞動力。

2.3提高了巷道的安全可靠程度

錨網支護具有初錨力且能夠及時支護新暴露的頂板，改善了巷道受力狀況，減少了巷道圍巖變形量，有效防止了巷道掘進冒頂事故的發生。

2.4回采工作面推進速度快

采用錨梁支護由于顯著減少了巷道變形量，改善了巷道維護狀況，簡化了工作面端頭的維護工序，去大量替棚工作量，為工作面的高產高效創造了十分有利的條件。