煤巷锚网支护技术在实际工作中的实践与运用

煤巷锚网支护技术在实际工作中的实践与运用

近年来，山东枣矿集团大力开展煤巷支护改革，积极推广煤巷围岩锚固技术在东部矿区十四煤层条件下的应用，取得了良好的经济效益和社会效益。

标签：煤巷支护参数锚杆支护形式

1 概述

山东枣矿集团东部矿区十四煤层巷道传统的支护形式为11号工字钢架梯形棚支护。这种支护为被动支护，加上十四煤层煤岩层易风化，煤岩层遇水极易软化变形，在巷道开掘后煤岩具有较强的流变性，不易稳定，经过多次修复仍变形严重。据统计，回采工作面上下巷掘进后到采煤工作面结束，一般需要扩修2-3次。不仅浪费了大量的维修费用，而且严重影响了安全生产。

为了从根本上解决十四煤层支护问题，通过总结分析，并针对十四煤层的特点深入进行理论和技术研究，寻找适合不同变形力学机制的新型支护技术，决定在东部矿区十四煤1413炮采工作面上下巷试验应用煤巷锚网支护技术。

2 煤巷锚网支护技术的支护作用原理

针对十四煤层巷道的岩性特征，经测定及计算，确定十四煤层顶板围岩松动圈为B=14mm，两帮破坏深度为B=1.366mm。最理想的支护技术就是锚网，锚杆的悬吊作用是在稳定的岩石上将破碎松动的岩石进行悬吊，挖开层状岩体后，对锚杆进行及时的加固，减少松脱带的高度，同时松脱岩体的残余强度得以提高，直接顶下沉减少，并且能够对离层量进行限制，锚杆的载荷进一步减少。锚杆组合梁的作用主要表现为：由于直接顶较厚，在上部稳定岩层的表面，直接顶无法用锚杆进行悬吊时，在这种情况下使得顶板下沉和离层，进一步沿层面产生垂直和水平方向的位移，通过将锚杆安装在顶板中，在锚杆的作用下会增大层面间的摩擦力，阻止岩石沿层面继续滑动，从而提高岩层的稳定性。在巷道两帮的围岩中，锚杆的挤压加固作用形成一挤压加固带，提高围岩的自承能力。

3 锚网支护参数设计

3.1 锚杆参数与锚杆间排距的确定。对于锚杆支护参数，通过数值模拟实验可以得出优化结论：从垂直应力、垂直位移两个方面，在锚杆间排距依次为1.2m、0.8m、0.7m、0.6m等情况下，随着锚杆间排距的减小，巷道围岩变形在锚杆间排距缩到0.7m后已经非常轻微。结合现场的实际情况，锚杆长度、锚杆间排距分别2m、0.7m。

3.2 锚杆支护参数的匹配与设计巷道支护。锚杆支护参数匹配包括锚杆直径与钻孔直径及锚固长度匹配、预紧力与锚固力匹配等。最后，顶板选用16Mn螺纹钢，锚杆长度2.0m，直径18mm，间排距0.7m；帮锚杆选用16Mn螺纹钢，

锚杆长度2.0m，直径18mm，间排距0.7m。每根锚杆配用￠3mm*350mm树脂药包2卷，通过金属托盘配加强螺母对顶锚杆进行处理，用木托盘加金属托盘对帮锚杆进行处理，煤帮均铺设与顶板相同的钢筋网，以增强煤巷软煤帮的直立和稳定效果。网搭接100mm，并用10号铁丝绑扎牢固，锚杆布置及巷道断面如图1所示。

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图1

3.3 锚杆支护的技术要求。锚杆支护要求主要包括：①按《煤矿安全规程》规定和程序操作，确定锚杆规格、托盘、螺母、药卷的质量。②在螺母预紧力方面，矩顶锚杆要大于100kN，帮锚杆大于60kN。③对锚杆进行拉力實验，顶锚杆和帮锚杆的锚固力不得低于100kN、60kN。④观测巷道顶板的离层，为采取下一步措施提供参考依据。⑤在巷道顶板破碎地段要及时修改支护参数，加密锚杆。

4 锚网支护效果及效益分析

4.1 锚网支护效果。利用锚网支护的挤压加固原理，采用强度较大、整体性较好的钢筋网配合树脂锚杆支护，在巷道围岩中形成挤压加固带，提高围岩的自承能力，有效地控制了围岩变形，从而提高巷道支护的整体稳定性。在掘进中及时对巷道顶板及两帮进行了锚固试验，顶部、两帮锚杆锚固力均大于40kN，满足设计要求。

4.2 效益分析。①锚网支护材料轻便、量少，容易运输，减轻工人体力。提高了劳动生产效率。②锚杆支护和金属支架的巷道相比，支护材料的投入减少，巷道支护材料费用大幅度下降。③推广锚杆支护，矿井坑木消耗量大大降低，节省了森林资源，其社会效益十分明显。

5 总结

在巷道断面设计中，该矿积极推广锚网支护技术，通过主动支护，对顶板变形进行较好地控制，巷道顶板的承载能力大大提高，同时保证了围岩的稳定性。而且材料轻便，降低了劳动强度，改变了支护形式，优化了断面设计，同时降低了巷道的高度和支护费用，取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]段铁管，竺光明，张榜雄.锚网支护技术在三软煤层中的研究与应用[J].煤炭技术，2005(09).

[2]王如林.巷道断面设计最优方案探讨[J].煤，2002(08).

[3]李玉川.试分析特大断面开切眼分次掘进支护参数优化[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2013(08).