錨網索支護技術應用

王金山　于海秋 董石紅　李春永　艾順嶺

摘 要：錨網索支護是一種安全、經濟的支護方式，是以錨桿和錨索為主體的支護結構的總稱。項目針對錨網索支護的技術問題，分析了國內外相關技術研究的現狀，確定將云飛公司串草圪旦煤礦4104工作面作為研究地點，并采取錨桿、錨索支護后能夠有效地降低工作面兩條順槽的側幫移近量和工作面頂板的下沉量，達到控制圍巖變形的目的。其應用對煤礦企業的巷道支護工程，特別是云飛公司串草圪旦煤礦大采高復合綜采工作面的支護工作具有重要意義。

關鍵詞：錨網索支護；側幫移近量；下沉量；圍巖變形

1 前言

隨著煤礦開采技術的不斷發展，以及中厚煤層大功率高效綜合機械化采煤設備的引進，綜采工作面單產和礦井生產的集中化程度大幅提高，傳統的工字鋼以及梯形棚等支護方式已明顯不能滿足巷道支護的需要。通過不斷的科研實踐以及一系列煤巷錨網索支護技術研究，錨網索支護已基本取代工字鋼、梯形棚而成為煤層巷道的主要支護方式，項目以錨網索支護技術在云飛公司串草圪旦煤礦4104工作面的應用展開研究。

2 工作面概況

串草圪旦煤礦4104工作面位于水平南翼一盤區4#煤層輔助水平，工作面開采標高990～1010m，下距5#煤層平均27m。煤層寬緩，褶曲、小構造發育；煤層結構復雜，含1～4層夾矸，夾矸沉積不穩定，巖性變化較大；煤層走向0°～180°，傾角1°～10°，平均5°；煤層總體發育呈東北高，西南低；煤層傾角由南向北逐漸增大；煤層厚度2.5～4.4m，平均3.5m；煤層抗壓強度3.7Mpa；埋藏深度為末采停采位置約120～130m。工作面可采走向長度1710m，傾斜長度255m，采高3.5m。

3 回撤問題

云飛公司串草圪旦煤礦4104綜采工作面設計走向1800m，傾斜長度260m，直接頂中有2層煤線，極易冒落，屬于復合型頂板巖性。

工作面安裝ZY11000/22/45液壓支架150組，該支架運輸外形尺寸為7270×1650×2200mm，這是云飛公司首次回撤大采高綜采設備的工作面。對于這種大采高復合頂板綜采工作面，采用傳統的上繩、打大板單體柱支護收尾方式支護強度遠遠不夠。

4 解決方案

通過對現場實際情況的分析和周邊煤礦同類條件的礦井進行調研，決定采用錨桿支護配合錨索補強支護形式，取代傳統的大板單體柱收尾工藝。首先采用鋪網上繩的傳統工藝，支架定位后繼續推采回撤通道，回撤通道寬度為4.0m，為避免回撤通道離層冒落，采用錨網索支護，配合液壓支架上挑工字鋼梁打貼幫助加強支護。

4.1 各巷道的具體布置

主運輸巷：由4煤主運大巷設計位置向南幫開口沿煤層按設計方向施工。

切眼：按設計位置，由主運輸巷向東幫開口與輔助運輸巷貫通或由輔運巷向西幫開口與主運輸巷貫通。

輔運巷：由4煤回風大巷設計位置向南幫開口，按設計方向破煤層頂板，按高程施工風橋，從4煤主運、輔運大巷上方通過后，沿煤層按設計方向施工。

4.2 工作面支護

工作面采用全封閉安裝液壓支架方式，上下出口使用端頭液壓支架；輔運及主運巷超前支護均采用液壓支架超前支護（邁步推移）。

工作面安裝ZY11000/22/45型基本支架142架，ZYG11000/22/45型過度支架2架，ZYT11000/22/45D型端頭支架6架，共計150架。

上下出口支護超前支護：下出口安裝ZT20850/22/45型超前支架2架；上出口安裝ZT45800/22/45型超前支架2架。

5 效果驗證

為了對4104綜采工作面末采期間支護方案的效果進行驗證，在工作面兩端的巷道幫上和頂板上布置測點。分析監測結果，距離停采線3.5m范圍內時，順槽側幫上的最大水平位移出現在距離停采線3.5m的運輸順槽內，其最大值為-0.02402m。然而與之形成對比的是，未采取錨桿、錨索支護的順槽則會出現較大的水平變形，其最大值同樣出現在距離停采線3.5m的運輸順槽的側幫上，最大值更是達到了-0.23935m，支護對巷道側幫的加固效果明顯；這種情況同樣適用于工作面的軌道順槽。對于工作面的頂板變形，頂板最大下沉量為-0.05977m，出現在距離停采線3.5m的工作面頂板上，距離運輸順槽160m的位置；同樣，未采取錨桿、錨索進行支護的工作面頂板，其最大頂板下沉量為-0.45328m，同樣出現在距離停采線3.5m且距離運輸順槽160m的位置。可見，采取錨桿、錨索支護后，能夠有效地降低工作面兩條順槽的側幫移近量，并顯著降低了工作面頂板的下沉量，達到控制圍巖變形的目的。

6 結論

（1）采用錨網索支護，配合液壓支架上挑工字鋼梁打貼幫柱加強支護的4104綜采工作面的末采支護方案能收到良好的效果。

（2）相比較與不采用錨桿和錨索的方案，本方案能夠顯著降低因為煤層開采而引起的圍巖變形，達到控制煤層頂板巖層穩定和巷道圍巖穩定的目的，保障4104綜采工作面末采期間作業的人員和設備的安全。

（3）應用錨桿和錨索聯合支護的方案，可以有效控制圍巖塑性區的范圍，降低應力集中程度，有利于上覆巖層的整體穩定。

參考文獻

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