錨網索支護技術在沖擊地壓煤層巷道中的應用

呂存書

摘 要：為保證楊村煤礦13采區深部工作面的安全回采，以13190首采工作面為工程背景，對13采區深部沖擊危險性進行了評價，得出F16斷層是導致該工作面沖擊地壓災害的關鍵因素，根據工作面的地質情況及防沖要求，13190工作面不同區域的巷道段采取錨網索+下寬5.4m的U型鋼拱形棚支護、橢圓棚+錨網索支護、工字鋼棚梯形棚支護等不同的支護措施，并在巷道掘進期間加大直徑鉆孔強卸壓、煤層注水、煤體深孔爆破等沖擊地壓防治措施，有效地降低了掘進及回采期間沖擊地壓發生的可能。

關鍵詞：沖擊地壓；防沖；支護；卸壓

工作面工程概況

該煤礦13深部采區13190工作面位于13采區軌道下山延伸巷東翼，北鄰D13171工作面采空區（工作面上部位于D13171工作面采空區內），南部為2-3煤實煤體，東鄰F5103斷層，斷層落差大于20m，13190工作面里段走向斜長206 m，傾向斜長151 m，傾角21°，工作面外段走向斜長211 m，傾向斜長93mm，傾角21°。工作面直接頂板為灰黑色泥巖，厚1.79 m，（其中工作面上半部位于D13171工作面采空區內，頂板為采空區偽頂，較破碎。）直接底為灰色、灰黑色砂質泥巖、泥巖，厚2.97m。其下為砂質泥巖，厚30m。13190工作面位于F16斷層異常區內，預計煤層層理紊亂，呈翻卷狀，工作面內發育有伴生斷層。受F16斷層影響，工作面內煤層傾角及煤厚變化較大，預計煤層傾角11°～24°（局部達30°以上），煤厚3.15～11.5 m，且礦壓顯現明顯，對工作面回采構成一定影響。

錨網索支護方案設計

13190工作面是13采區深部首采工作面，工作面為刀把型，工作面上巷部分位于D13171采空區內，下巷位于實體煤內，開切眼位于井田邊界。13190工作面上下巷外段、上下材料巷為錨網索+下寬5.4m的U型鋼拱形棚支護，適用于13190工作面上巷巖巷段、下巷全段，使用范圍約長度800m，支架凈寬5.4m，凈高3.7m，斷面毛面積19.3m?、凈斷面16.2m?，支架適用于13190工作面下巷全段長度380m。巷幫采用等強錨桿進行錨固，等強錨桿長2.5m、直徑22mm，錨桿間距0.7m、 排距為0.6m，錨桿預緊力扭矩不低于100N.m，錨桿均垂直巷道輪廓打入，頂幫鋪設金屬菱形網。為加強巷道支護強度，在巷道頂部打設錨索進行錨固，錨索間、排距均為1.5m，錨索長8.0m，頂錨索預緊力不小于100KN/根。

13190上巷外段沖擊危險區域斷面為橢圓棚+錨網索支護，支架中部打設液壓抬棚或門式支架加強支護，適用于13190工作面上巷外段高度沖擊危險區域，使用長度約260m。支架毛面積為27m? 、凈面積為24m? ，支架凈寬6.5m、凈高5.3m；圖3中黑色區域為充填后巷道斷面，充填高度1.15m，充填后巷道凈高4.0m。斷面巷幫采用等強錨桿進行錨固，等強錨桿長2.5m、直徑22mm、錨桿間距0.7m、 排距為0.6m，均沿巷道輪廓線垂直打設。為加強巷道支護強度，在巷道頂部打設錨索進行錨固。錨索間、排距均為1.5m，錨索長8.0m，頂錨索預緊力不小于100KN/根。

13190上巷里段斷面為工字鋼棚梯形棚支護，適用于13190工作面上巷里段，13190工作面上巷里段上覆13171工作面采空區，壓力較小可采用工字鋼對子棚支護，巷道兩側各打設一排液壓抬棚進行加固，使用長度168m。支架工字鋼梁長4.0m、腿長2.8m，支架下扎角80°，上凈寬3.72m、下凈寬4.6m，凈高2.5m，毛斷面14.1m?、凈斷面10.4m?。該斷面巷幫采用等強錨桿進行錨固，等強錨桿長2.5m、直徑22mm，錨桿間距0.7m、 排距為0.6m，兩肩部錨桿與煤壁呈80°夾角打設，底部錨桿與煤墻呈65°夾角打設，其余均垂直煤壁打設，錨桿預緊力扭矩不小于100N.m，頂錨桿不打設。為加強巷道支護強度，在巷道頂部打設錨索進行錨固，錨索間、排距均為1.5m，錨索長8.0m，頂錨索預緊力不小于100KN/根。

掘進過程中防沖技術措施

大直徑卸壓鉆孔

一般沖擊危險區：下山巷道、13190工作面上、下巷每向前掘進15m對正頭施工一個超前卸壓鉆孔，卸壓孔孔徑100mm，孔深30m，距巷道底板1.5m，垂直正頭煤壁進行循環施工。

中等及以上沖擊危險區：在掘進工作面巷道正前，每次施工3個卸壓鉆孔，鉆孔布置在距巷道底板1.2m的位置，孔距1.0m，鉆孔直徑為100～150mm。卸壓鉆孔必須保證超前深度不小于30m，卸壓保護帶深度不小于15m。

煤層預注水

對掘進面正頭和巷幫進行煤層注水，正頭每向前掘進15m進行一次煤層注水，注水孔孔徑75mm，深度30m。上巷下幫和下巷上幫每15m施工一個煤層注水孔，孔深65＼95 m （巷道外段＼里段），鉆孔直徑75mm。

結語

合理布置巷道位置及層位是避免沖擊地壓災害發生的主要途徑。楊村煤礦13采區深部開采支護設計方案經過基于防沖的開采設計研究，首采工作面順槽均采用了較優的支護方案，從根本上降低了沖擊地壓發生的可能。通過大直徑鉆孔強卸壓、煤層注水、煤體深孔爆破等沖擊地壓防治措施，基本實現了掘進工作面迎頭前方、掘進迎頭后方巷道的“低應力、低密度”標準，保證實現了巷道的安全掘進。

（作者單位：新疆天富小溝礦業有限責任公司）