锚网钢带联合支护在动压区巷道的应用

锚网钢带联合支护在动压区巷道的应用135 采煤队是杏花煤矿主力采煤队之一，年生产能力50 万 t ，2002 年9 月 15 日，135 队进入西采区中部层30#层可三采面，该工作面可采储量 9.8 万 t ，可采期 2.5 个月，原定接续工作面为 28#层右五工作面剩余工程量还有 1860m。在现有的条件下，只能按排一个连续化掘进队和两个矿车运输掘进队施工，平均单进 250m/ 月，无法保证。所以矿决定 135 队采完 30#层右三后接 30#层右四，而接续工作面的上巷即 30#层右三付巷需在采动压力区内施工。1 工程概况30#层右三付巷，其上部为 2001 年 11 月之前回采的 28#煤层采空区（见图 1），28#层煤厚度 1.0m，与 30#煤层之间的岩柱厚度为 5.6m， 30# 煤层厚度 3.2m，其间夹数层页岩。施工巷道选择在 30#煤层上部，煤层顶板为巷道顶板， 施工巷道底板标高 410m 423m，地面标高240m，垂直压力 16mpa。图 1 工程平面示意图2 压力影响2.1 上部采动压力影响根据 28#煤层回采经验， 周期压力显现明显， 周期来压步距 12m。虽然经过 10 个月的采后稳定，采空区顶板已形成铰接梁式平衡。但由于受30#煤层采动影响，顶板平衡被破坏，压力重新分布。尤其是28#层右四开切眼附近 30m 区域内，当巷道掘送到此区域， 顶板压力增大了38mpa。2.2 采煤工作面超前压力及采空区压力的影响受采动影响煤层上方的岩层在回采工作面前方3040m 处就开始断裂变形，从而出现块状咬合结构，这就导致工作面前方压力急剧增回。当巷道掘至距采煤工作面 50m 时，顶板压力开始增大。当掘至距采煤工作面 200m 时，压力增大了 1225mpa。采空区在经历减压后， 随着采空区面积的增大， 顶板岩层也重新移动，达到新的平衡， 同时增加围岩应力。 30#层采空区压力影响范围 40m 左右，巷道压力增大 7mpa。2.3 采动侧向压力影响作为同一煤层上、 下片盘接续，侧向压力是影响较为严重的一个因素。由于工作面回采后，采空区压力转移到侧向煤柱，造成煤柱支撑负荷增加，影响范围一般在20m 左右，严重区域在1020m。因此选择在与 30#层右三巷间留 5m 煤柱掘送 30#右三付巷。当采煤工作面的超前压力及采空区压力过后，右三付巷比右三巷的顶板压力增大了12mpa左右。3 支护参数设计选用 16mm圆钢杆体。顶板锚杆杆体长度 1800mm，rs 水泥药卷端头锚固，锚固长度 600mm。帮锚杆杆体长度 1600mm,锚固长度 300mm。两边斜锚杆安装角度 45，顶板锚杆排间距为 700mm700, 帮锚杆排间距 800mm700mm 。锚杆初锚力不小于 35kn，初撑力不小于 30kn，锚固 力不 小于 64kn 。 金属网 采用 10# 镀锌铁丝 编制 而成 ，网 孔40mm 40mm，规格 2600mm 900mm。钢带采用 12mm钢筋焊制而成，规格 3000mm100mm （见图 2）。图 2 巷道断面图4 锚网钢带支护原理顶板采用锚杆加钢带支护，在锚杆初锚力及钢带的作用下，顶板岩石形成了一个既具有自稳能力又具有支撑能力的 “钢性 ”承载体，即组合梁，两帮形成支承点。顶板压力通过组合梁，传递到巷道两侧纵深处。两帮采用锚杆加金属网支护，金属网可兜住锚杆之间的煤体，同时将所有的帮锚杆连成整体，增强了巷壁抗侧压能力。为了减小巷道顶底板移近量，加强煤壁的支撑能力，靠巷道上帮打一排间距为 1.0m 的 20mm以上的大径坑木。同时，为了减轻采煤工作面超前压力对右三副巷与右三巷间煤柱的影响，采煤工作面下巷的超前支护，由原来的20m，加长至 50m，初撑力由原来的50kn，增大至60kn，间距由原来的1.2m,减小到 0.8m。5 施工工艺该巷道作为采煤上巷，按通风、运输及行人等要求，使用断面不小于4.22。考虑到受各种压力较大， 施工后围岩会有较大的位移量，所以确定巷道净断面 6.252。为了保证顶板岩层及两帮煤体的完整性，最大限度地减小对它的震动破坏，周边眼间距控制在300mm 以下，装药量不超过75g。支护必须及时到位，最大空顶距不超过700mm，最大空帮距不超过2000mm。同时锚杆的初锚力必须达到35kn，初撑力必须达到30kn，上帮木柱不滞后耙装机。6 效益在动压区施工巷道 410m，完成了采煤队的正常接续，避免了 135 采煤队停产 3 个月，多生产原煤 12 万 t，增加经济效益 420 万元。同时为以后在高应力区内掘送巷道提供了经验。从施工及现在的使用情况看，巷道顶底板最大移近量达600mm，主要表现在底鼓。两帮最大移近量为 300mm，其中：上帮最大移近量 240mm，下帮最大移近量 60mm，在采煤工作面推过 30d 后逐渐稳定。由于该巷道是留底煤施工，底鼓后，拉煤底比较容易，施工中随时可以处理，不会影响通风、运输、行人及正常生产。所以，无论在何种地质条件下掘送巷道，只在选择合理的支护参数，采取可靠的施工工艺，都能有效地控制巷道围岩，满足安全生产的需要。