不断优化巷道支护参数，进一步降低支护成本

不断优化巷道支护参数，进一步降低支
护成本
摘要大恒煤业开拓大巷、采区准备巷道和工作面顺槽巷道采用了锚网索联
合支护。

通过对锚杆－锚索联合支护机理分析的研究，结合本矿的工程地质条件，在前期支护改革的基础上，不断优化巷道支护参数。

关键词开拓大巷、采区准备巷道和工作面顺槽巷道锚杆－锚索联合支护
1、工作面基本情况
大恒煤业兼并重组资源整合后批准开采4、9、11号煤层，在井巷施工中，
都采用了锚、网、索联合支护。

经过2年多的实践证明，锚、网、索支护确实能
够确保巷道在整个服务期间的安全使用状态，但在顺槽巷道存在安全富裕系数较
大的问题。

为此，我们不断地进行巷道支护参数优化。

2.大恒煤业锚、网、索联合支护改革历程
大恒煤业在改扩建初期，井巷工程采用的锚网索支护，是根据矿井初步设计
第五章第四节巷道掘进中提到的巷道断面及支护形式而确定的。

原文为“胶带大巷、轨道大巷、回风大巷采用矩形断面锚网喷加锚索支护，运输大巷净宽4.5m，
净高3.0m，净断面13.5m2，轨道大巷和回风大巷净宽4.5m，净高3.5m，净断面15.8m2。

运输顺槽和回风顺槽采用矩形断面，锚网索支护，运输顺槽净宽4.8m，
净高3.0m，净断面14.4m2，回风顺槽净宽4.0m，净高3.0m，净断面12.0m2”。

初设中，没有对锚网索支护参数的确定进行具体分析。

大恒煤业在施工41101工作面顺槽时，运输巷采用净宽×净高＝4.0×2.6m
矩形断面，支护形式为锚网索支护，锚杆间排距为900×900mm，其中顶板每排布
置5根锚杆，帮部每排布置3根锚杆，锚索排距为3排锚杆的距离，每排打设2
根锚索，间距为2m。

大恒煤业在施工41105工作面顺槽时，运输巷采用净宽×净高＝4.5×3.0m
矩形断面，支护形式仍为锚网索支护，锚杆间排距为1000×1000mm，其中顶板每
排布置5根锚杆，帮部每排在顶板下800mm处布置1根锚杆，锚索排距为5排锚
杆的距离，打设在巷中的位置；顶板破碎及过断层期间缩小锚杆间排距至800mm，两帮各打设2根锚杆，锚杆打设在顶板下600～1200mm处，锚索间排距缩小至3
排锚杆距离，每排打设2根锚索，锚索分别打在巷中偏左、右1000mm处。

大恒煤业在施工41108工作面顺槽时，巷道支护仍为锚网索支护，正常条件下，锚杆间排距为900×900mm，帮部不布置锚杆，锚索排距为5排锚杆的距离，
打设在巷中的位置。

当顶煤厚度少于4m时，采用5m长锚索，当顶煤厚度大于4m 时，采用8m锚索。

3.锚杆－锚索联合支护作用分析
⑴ 锚杆支护作用分析
煤巷锚网支护的作用原理就是利用锚网支护强化和提高巷道顶板一定范围岩
层的抗剪压能力，形成强化承压拱，抵抗巷道围岩变形，达到支撑维护巷道的目的。

其具体作用就是通过对顶锚杆在一定预紧力作用下进行端锚，使端锚范围内
的复合岩层在锚杆的弹性压缩下形成组合梁。

⑵ 锚索支护作用分析
锚索支护应用的地质条件是煤巷围岩的稳定性较差，当支护不当时，顶板容
易产生冒落拱。

当冒落拱大于锚杆锚固范围时，易造成冒顶事故。

锚索支护的目
的是防止因锚杆支护不可靠时，通过锚索的悬吊作用阻止顶板冒落。

即利用锚索
将巷道浅部不稳定的围岩锚固到深部稳定的岩层中，有效控制巷道顶板离层、跨落。

在煤巷中，锚索的主要作用是悬吊作用，而不是加固作用。

尤其当锚索在支
护密度较小时，主要起悬吊作用；只有当锚索达到一定的密度时，起的作用才能
和锚杆相同，对煤岩体起到挤压加固作用。

由锚索支护作用分析可知，目前我矿
采用的锚网索支护，锚索支护密度低，巷道支护的主体是锚杆支护。

因此，在巷道围岩承载力低、稳定性差、易变形和易松动冒落的地质条件下，锚索支护能够取得最佳的支护和经济效果。

为充分发挥锚索的作用，应根据不同
的地质条件确定不同的锚索支护参数。

4. 4－1煤层巷道围岩稳定性分析
由于4－1煤层致密坚硬，煤层力学性能高、整体性好、自稳性强，因此，在
大断面锚网索支护动压、构造影响条件下和无支护、长年维护等条件下，巷道围
岩都表现出了较好的稳定性。

⑴大断面锚网索支护动压、构造影响条件下，巷道围岩的稳定性分析
①强烈动压条件下顺槽巷道围岩的稳定性
我矿采用长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法已开采41101工作面和
41105工作面，工作面动压显现比较明显，动载系数为1.79。

工作面两出口以外
巷道，在强烈的初次来压期间，巷道两帮煤体略有片落现象，巷道顶底板移近量
微乎其微，常规观测仪器无法监测出变化，超前加强支护的单体支柱无增阻变化；处于采空区内的原巷道顶板，在失去一端支撑和动压作用的条件下，仍然很难冒落。

②构造影响条件下巷道围岩的稳定性
通过实际揭露，井田内断裂构造发育，断层两侧巷道围岩存在相对较破碎的
现象。

通过长期观察，断层附近采用锚网索支护的巷道，在掘巷影响消除后，围
岩稳定性较好，无金属网、顶板变形的压力显现。

表明，即使在断裂构造影响条
件下，采用的锚网索支护仍然有较大的富裕能力。

⑵小断面无支护、长年维护条件下，巷道围岩的稳定性
龙矿大恒煤业整合以前，原大恒矿和周边小矿巷道跨度较小（巷宽为3m左右），开掘后一般不进行支护，部分巷道只进行锚杆支护，对危岩进行悬吊。

通
过对原大恒矿部分老巷的调查，在近于无支护、长年使用的条件下，未产生顶板
跨落的现象。

4.结论
（1）、大恒矿所开采的4－1煤层力学性能高、整体性好、自稳性强。

目前采
用的锚网索支护，巷道支护的主体是锚杆支护，利用锚杆支护形成了强化承压拱，使锚固范围内的复合岩层在锚杆的弹性压缩下形成组合梁，已达到了支撑维护巷
道的目的。

（2）在降低支护成本的同时，明显提高了掘进工效。