深井特厚煤層復雜條件下巷道支護技術研究

耿村煤礦回采巷道支護問題嚴重影響了礦井的正常生產(chǎn)，迫切需要對特厚煤層高應力沖擊礦壓區(qū)巷道支護技術進行專門研究，旨在盡快改善井下巷道支護現(xiàn)狀，減輕工人勞動強度和支護密度，降低支護成本，提高掘進效率，為同類條件下回采巷道的支護提供參考和理論依據(jù)。

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，以便為今后的巷道布置、支護設計、巷道維護等提供基礎參數(shù)，使礦井生產(chǎn)和建設更合理、經(jīng)濟、安全，我礦與科研部門合作進行研究和試驗，通過對13230上巷地質(zhì)力學評估，支護形式和參數(shù)設計，支護材料選擇，井下施工工藝和安全措施的改進和完善，特厚煤層復雜困難巷道支護難題已得到明顯改善。

2、礦壓監(jiān)測內(nèi)容及效果

為了全面地了解全斷面錨索支護的工作狀態(tài)，進而驗證或修改支護初始設計，并保證巷道的安全狀態(tài);我礦進行了礦壓監(jiān)測。在井下測試之前，按照設計要求的規(guī)格和數(shù)量購置所需監(jiān)測儀器，準備測點安設所需物品;并將記錄表格準備好，以供井下測試時使用，監(jiān)測完畢后，應對相關數(shù)據(jù)進行分析總結(jié)。

在13230上巷共設置兩個綜合礦壓測站，井下采用新支護方案后掘進100m左右安裝第一個測站，掘進300m左右安裝第二個測站;每個測站包括兩個巷道表面位移監(jiān)測斷面，一個頂板離層監(jiān)測斷面，一個錨桿受力監(jiān)測斷面，一個錨索受力測站和一個巷道圍巖深部多點位移測站;同時對錨桿錨固力抽檢，頂板離層觀測和錨桿預緊力矩檢測;通過以上工作來驗證或修改初始設計，并保證巷道安全。通過現(xiàn)場分析總結(jié)得出隨著掘進工作面的不斷推進，錨桿受力呈增加趨勢，當測站與掘進工作面的距離超過30m（6-9天）后，錨桿受力整體趨于穩(wěn)定。兩拱角處受力最大，下幫拱角錨桿受力較上幫錨桿要大，頂板錨桿受力比兩幫要大，下幫錨桿受力要大于上幫錨桿。巷道兩幫移近量210mm，基本保持穩(wěn)定，巷道兩拱角移近量要明顯大于兩幫，幫部變形主要表現(xiàn)形式為巷道兩拱角的移近。根據(jù)頂板離層觀測可知，巷道掘進當測站與掘進工作面的距離超過20m左右后，頂板下沉量達到穩(wěn)定，淺部離層最大85mm，深部離層約為30mm，可看出頂板離層主要集中于淺部圍巖，深部圍巖離層量不大。到目前為止，未發(fā)現(xiàn)錨桿錨索破斷現(xiàn)象，巷道總體穩(wěn)定，滿足工作面回采要求。

3、巷道施工地點現(xiàn)有狀況

新的支護方案錨桿間排距由原來的700*700m變更為950*900mm，每排錨桿從19根減少到14根，每米錨桿從原先的26跟減少到16根。錨桿采用2.4m長的左旋無縱筋錨桿，并配以280*450W新型護板和原托板。護表經(jīng)緯網(wǎng)由雙層變?yōu)閱螌?。頂錨索原采用直徑17.8mm，長8m變?yōu)橹睆?8.9mm，長度6.3m，幫錨索采用直徑18.9mm，長度4.3m，間排距1.9*1.8m，全斷面打設7根，并配以?300拱形高強托板。U型棚棚距從0.7m調(diào)整為1.2m。

通過多錨桿錨索材料選型、間排距的優(yōu)化，有效降低支護成本、達到最佳支護效果。檢測表明，錨桿錨固力從原來的100KN提高到126KN。錨索預緊力從200KN提高到260KN。錨桿預緊力從150N.m提高到300N.m。U型棚的使用量減少了40%以上，支護材料的利用率顯著提高，在一定程度上降低了支護成本。巷道變形控制有效，兩幫位移量基本為零，工人勞動強度有所降低。同時錨網(wǎng)支護操作熟練程度、工程質(zhì)量和掘進效率有所提高。與此同時，也存在一些問題

如：巷道幫煤碎，成型不好，部分錨桿外露長;U型棚棚距由700mm變更為1200mm，加大迎頭臨時支護工作量，影響施工進度;錨桿支護新工藝精度要求較高，需要時間適應。

4、經(jīng)濟效益及社會效益

此項技術方案的實施使我礦由被動支護向主動支護的思想轉(zhuǎn)變，新掘工作面上、下巷逐漸擺脫U型棚支護，實現(xiàn)無棚支護的目的。掘進工作面上、下巷首先強力推進錨網(wǎng)索主動支護形式，通過對巷道巖性、巷道層位、相鄰巷道間距等多種因素分析，更加合理的布置錨桿、錨索的間排距。不但提高了掘進速度，同時也降低了鋼材等材料的投入，節(jié)約了成本。也提高了掘進速度，保證了安全生產(chǎn)。同時此項支護改革方案的實施和推廣可以使13230工作面上巷減少U型棚架設數(shù)量并逐漸擺脫U型棚支護，提高掘進速度，降低投入，每米巷道節(jié)約0.41萬元，據(jù)此，13230上巷支護改革從上巷505m至1096m，累計591m，則累計節(jié)省成本242.31萬元。

根據(jù)巷道圍巖受力、變形分析及支護結(jié)構(gòu)受力分析，巷道變形相差不大，巷道總體變形相對較小。根據(jù)礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，巷道變形量幾乎為零，達到回采期間擴修率不超過3%，僅一年13230工作面可節(jié)省擴修費約720萬元以上。

作者簡介：姓名：陳興波。出生年月：1987年2月出生。性別：男。民族：漢族。籍貫：河南省義馬市。學歷：本科。畢業(yè)院校：中國礦業(yè)大學。專業(yè)：采礦工程。職稱：工程師。