耿村煤礦高應力煤巷錨網支護技術研究

摘? ? 要：針對耿村煤礦煤層厚度大，沖擊地壓強，井田壓力大，巷道變形嚴重等情況，為使今后的巷道支護更加合理，減少巷道維修工程，以13230工作面為試驗巷道，采用高預應力錨桿錨索組合支護系統對巷道進行支護，并在掘進期間利用鉆孔、爆破和煤層注水進行聯合卸壓。自13230上巷從開始實施新的支護方案以來，圍巖完整性得到較好控制，頂板下沉和地板底鼓均不明顯。

關鍵詞：巷道;錨網索;高應力;卸壓

一、試驗地點地質與生產條件

耿村煤礦13230工作面位于東三采區皮帶下山東側，13230上巷沿13210采空邊緣掘進，與13210采空區之間凈保護煤柱6m-8m，沿2-3煤底板留底煤厚約2m掘進，巷道掘進斷面為三心拱形，掘進寬7500mm，高4600mm，長1088m。

2-3煤平均厚度10.2m，煤層傾角11°～13°，2-3煤無偽頂，直接頂為灰黑色、黑色泥巖，平均厚31.5m，泥巖之上為粉砂巖、中粒砂巖、泥巖互層。煤層直接底為灰色泥巖，平均厚度1.5m，老底為灰色、黑灰色細砂巖與粉砂巖互層，平均厚度12.5m。13230工作面平均采深622m，煤層頂部存在巨厚礫巖層，礫巖層厚約380m，與煤層層間距240m，處于沖擊地壓危險區域。13230上巷掘巷過程中將進行放炮卸壓、鉆孔卸壓及煤層注水卸壓。

二、 13230上巷錨桿支護設計優化

13230上巷斷面尺寸如下：斷面為三心拱形，掘進寬度7.5m，掘進高度4.6m。經過數值模擬分析，結合工程實踐經驗，確定13230上巷采用高預應力錨桿錨索組合支護系統，支護方案如下。

（一）頂板支護

錨桿形式和規格：桿體為22#左旋無縱筋螺紋鋼筋，鋼號為BHRB500號，長度2.4m，桿尾螺紋為M24。錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支樹脂錨固劑，一支規格為MSCK2500，另一支規格為MSZ2360，鉆頭直徑30mm，鉆孔直徑為30mm，錨固長度1200mm。錨桿布置：錨桿排距900mm，間距950mm，拱頂每排布置10根錨桿。錨桿角度：全部垂直拱頂布置。錨桿預緊扭矩：≥300Nm，禁止超過500Nm。

錨索：錨索形式和規格：錨索材料為18.9mm，17股高強度低松弛預應力鋼絞線，長度6300mm和4300mm，鉆頭直徑30mm，鉆孔直徑30mm。采用一支MSCK2500和兩支MSZ2360樹脂錨固劑錨固，錨固長度1520mm。錨索托板：采用300×300×14mm高強度可調心注漿托板及配套鎖具，高度不低于60mm，承載能力不低于400kN。 錨索布置：每兩排錨桿打設5 根錨索，錨索間距2850mm和1900mm，排距1800mm。錨索角度：全部垂直拱頂布置。要求錨索初始張拉不低于260kN，預緊力損失后不低于200kN。

（二）巷幫支護

錨桿形式和規格：桿體為22#左旋無縱筋螺紋鋼筋，鋼號為BHRB500號，長度2.4m，桿尾螺紋為M24。錨固方式：樹脂加長錨固，采用兩支樹脂錨固劑，一支規格為MSCK2500，另一支規格為MSZ2360，鉆頭直徑為30mm，鉆孔直徑30mm，錨固長度1200mm。

錨索形式和規格：錨索材料為18.9mm，17股高強度低松弛預應力鋼絞線，長度4300mm，鉆頭直徑30mm，鉆孔直徑30mm。采用一支MSCK2500和兩支MSZ2360樹脂錨固劑錨固，錨固長度1520mm。錨索托板：采用300×300×14mm高強度可調心托板及配套鎖具，高度不低于60mm，承載能力不低于400kN。 錨索布置：每幫每兩排錨桿打設1根錨索，錨索距離底板垂直距離為500mm，排距為1800mm。錨索角度：兩幫錨索水平打設。錨索初始張拉不低于260kN，預緊力損失后不低于200kN。

三、掘進期間的卸壓措施

（一）迎頭爆破卸壓

13230上巷在掘進正頭布置兩個爆破卸壓鉆孔，與巷道掘進方向一致，孔口距底板1.0～1.5m，距上下幫各1m，孔深20m，孔徑125mm，卸壓20m后可掘進10m，依此循環。

（二）下幫鉆孔卸壓

在13230上巷下幫每隔1m施工一個直徑125mm卸壓鉆孔，鉆孔傾角不超過+3°，距底板1-1.5m，孔深不低于20m，劃分為危險區域的孔深不低于25m，卸壓鉆孔緊跟皮帶大架機尾，用黃泥封孔大于2m。

（三）煤層注水

13230上巷掘進期間，在下幫煤壁每隔10m施工一個注水鉆孔，上下布置，深淺交替，上排孔距底板1.5m，孔深80m，坡度-1°，下排孔距底板1.2m，孔深90m，坡度-11°，鉆孔直徑75mm，注水壓力不小于6.5MPa，單孔淺孔注水量290t，深孔注水量341t。單孔淺孔注水時間12d，深孔注水時間14d，采用水泥砂漿封孔，封孔長度不低于8m。注水時隨時觀察煤壁，當發現煤壁滲水或注水壓力降至原壓力的1/3時，方可停止注水。正在注水的鉆孔，不得滯后掘進工作面100m。

（四）斷底炮卸壓

13230上巷斷底炮布置包括兩部分，一部分是兩幫底角每間隔1m施工一個鉆孔，與底板夾角為45°。另一部分是沿巷道走向每間隔20m施工一組橫向斷底爆破，每組施工三個鉆孔，垂直底板鉆進，鉆孔施工見巖為止，鉆孔施工完畢后間隔爆破，巷道一側第1、3、5……個為爆破孔，第2、4、6……個孔為注水孔，炸藥使用乳化炸藥，鉆孔深度小于6m時，裝藥用量為0.5節（0.9kg），鉆孔深度大于6m時，裝藥用量為1節（1.8kg），巷道斷底爆破完成后，將未爆破的鉆孔連接上清水管，進行靜壓注水，斷底爆破施工進度緊跟皮帶大架。

四、實施效果

13230上巷從開始實施新的支護方案到目前正常回采，巷道錨桿錨索一級主動支護體系建立，保證了支護范圍內圍巖完整性，掘進和回采期間整體變形量不大，頂板下沉和地板底鼓均不明顯，減少了巷道擴修次數，減輕了勞動強度和支護密度，降低了支護成本，提高了掘進、回采效率，有效降低了頂板冒落，地板底鼓的可能性和次數，大大提高了沖擊地壓防治效果，保證了礦井的安全生產。

參考文獻：

[1]馮昊.采礦工程中的巷道掘進機支護探究[J].當代化工研究，2020.05：66-67.

[2]孟慶妮.近距離煤層采空區下工作面巷道支護研究[J].煤炭工程，2020.05：73-76.

作者簡介：張偉（1987-），男， 現任河南能源義煤公司耿村煤礦綜掘一隊技術員。