西銘礦8號煤層錨桿支護研究及實踐

王樹峰

（山西焦煤西山煤電集團西銘礦，山西 太原 030052）

引言

近年來，煤巷支護技術在科學研究中持續發展，支護技術的理論并不是那么簡單單一，在漸漸成熟起來的支護技術中，運用支護的材料、工具等方面也都發生了本來的改變。錨桿支護技術變革的影響因素很多，例如，錨桿支護的材料是否得到改進，支護技術理論方面的內容是否成熟等等。從支護方式的技術方面來說，如今已經十分先進，不可能再有更大的提高了。但是，社會在不斷進步，許多東西都在不停地改變，而支護方式的技術工程規范卻在很多年來都沒有很大的變化，所以，在很多的方面無法滿足現在的發展要求。采準巷道支護方式用的是錨桿支護，巷道圍巖的強度強化，能明顯地穩定高圍巖，而且具有減輕勞動強度、提高巷道斷面運用、降低支護成本、快速成巷、端頭維護工藝回采面及改良作業環境和生產安全條件的各種優點，可提升礦井的經濟效益。

1 錨桿支護的主要作用

1.1 組合梁的作用

頂板的錨桿打入圍巖在層狀巖石巷道中，將較薄弱的巖層黏合起來，然后連到一起，讓其成為一個整體，組成巖石的板梁并達到提高頂板巖層的強度和剛度的目的，使巖層抗彎性能增加。錨桿支護的施工質量必須達到施工要求。

1.2 懸吊作用

用錨桿懸吊冒落的巖層到冒落拱外比較硬，而穩固的巖層上，使不穩定的頂板巖層得到穩固，這樣巷道就不會冒落了。

1.3 加固和擠壓作用

錨桿打進圍巖后把松軟的巖塊與錨固定在一起，巖石內產生的拉應力得到平衡，妨礙了裂縫變大，從而變成了一個承載力很大的擠壓巖拱圈。

1.4 減小跨度作用

將錨桿設在巷道頂板上后，就相當于設了點柱在頂板上，減少了頂板跨度?？缍茸冃?，頂板的下沉量和彎曲就會變小，這樣一來，冒落就減少了，頂板的穩定性就增加［1］。

2 錨桿支護的參數

巷道支護效果直接受錨桿支護參數的影響，參數設計的準備是必要的，實際與支護的參數是不是匹配，都會影響巷道的穩定性，如不匹配，巷道圍巖會出現變形，形成很多不必要的安全事故，即使不出事故也得對巷道重新進行施工，給正常生產造以及經濟效益造成了相當大的影響。

1）巷道頂板。老頂為石灰巖，厚度為6.70m，含方解石脈及黃鐵礦石；直接頂為砂質泥巖，厚度為4.50m，含植物化石碎片，較易破碎易冒落；偽頂為灰黑色頁巖，厚度為0～0.30m，層理、節理發育，較易破碎易冒落。

2）巷道的底板。底為灰黑灰色砂質的頁巖，其厚度為2.70m，含植物化石碎片；老底為灰黑色砂質泥巖，厚度為2.35m，層理發育，含植物化石。

在分析了原架棚支護的支護形式的基礎上，將試驗巷道錨桿參數確定為：頂板錨桿矩形布置，每排5根錨桿，規格Φ20×2 200mm，間距1 100mm，排距1 000mm；兩幫矩形布置，規格Φ20×1 800mm，排距1 200mm，間距1 000 mm，布置如圖1所示。

圖1 巷道支護錨桿布置圖（mm）

圖2為從掘進影響期表面位移、頂板總位移量為21mm、變形量很小，所以頂板是穩定的，頂板變形25d后變為過渡期，然后進入穩定期。

圖2 巷道掘進影響期圍巖變形曲線

2 運用錨桿支護的經濟效益

1）煤巷錨桿支護較傳統的架棚的優點有：勞動強度減輕、巷道斷面運用提高、支護成本低、成巷速度較快、改良作業環境、回采面端頭維護工藝簡單化和安全生產條件的各種優點（表1）。

表1 試驗巷道與對比巷道經濟比較表

2）用錨桿鋼帶支護有效地控制了巷道的變形，圍巖的自身承載能力改變了巷道的承壓狀態［3］。

3）保證了頂板完整，杜絕了前掘后修的現象，促進了安全生產。

4 結語

由于改善了準采巷道支護的方式，提高了圍巖的穩定性。再加上之成巷速度快，提高了巷道斷面的利用率，降低了勞動強度，節約了支護材料成本等優點，同時也提高了安全生產條件以及工作環境，成為礦井巷道的主要推廣應用技術。

［1］ 侯朝炯，郭勵生，勾攀峰.煤巷錨桿支護［J］.中國礦業大學出版社，1999（2）：19.

［2］ 張農，侯朝炯.煤巷樹脂錨桿支護技術［J］.礦山壓力與頂板管理，1999（3）：10.

［3］ 曾石清，劉相壽，黃志彬.掘進工作面臨時支護問題探討［J］.能源技術與管理，2004（3）：29－30.