工作面回风巷锚网索支护技术研究

工 作面 回风巷锚网索支护技术研究

田鑫

陕西彬长胡家河矿业有限公司，陕西 长武县 713600

摘 要 针对陕西彬长胡家河矿业有限公司401106工作面回风巷在掘进过程中围岩变形严重问题，分析了回风巷围岩变形破坏原因，并提出合理的支护方案和支护参数，现场监测结果表明：回风巷顶板下沉量最大可达160mm，底鼓量最大可达80mm，两帮收敛量最大可到170mm。支护效果良好，能够满足矿井正常安全生产。

关键词 回风巷；围岩控制；支护

1 工程概况

陕西彬长胡家河矿业有限公司开采4#煤层赋存稳定，厚度12.8～27m，平均厚度约23m，井下正掘进401106工作面回风巷，工作面顶板伪顶为厚1.7～2.5m的砂质泥岩，抗压强度0.6～2.58Mpa，直接顶为厚度10.2～20.0m中砂岩，抗压强度6.7～17.2Mpa。底板伪底为厚0.6m的泥岩，直接底为厚3～5m泥岩。工作面北侧为已经回采结束的401105综采工作面，南侧是正在掘进的401107综采工作面，西侧是401三条盘区大巷保护煤柱，东侧是401盘区和小庄井田边界煤柱。

工作面回风巷三岔口至切眼段为矩形断面，净宽5.4m，净高3.4m,S净=18.36m²；掘宽5.6m，掘高3.7m,S掘=20.72m²；水沟净规格为600×600mm，掘进时挖设毛水沟，尺寸为300×300mm。目前掘进的回风巷因围岩岩性、周围扰动应力、支护参数不合理等导致回风巷在掘进过程中最大两帮变形量为0.8m，顶底板变形量最大为0.7m，围岩变形严重问题亟待解决。

2 工作面回风巷围岩变形破坏原因分析

通过对目前在掘的巷道现场调研和工作人员沟通得知，回风巷围岩破碎段巷道变形主要原因如下：

（1）巷道围岩周围应力复杂。

在回风巷掘进过程中会遇到断层影响，相邻工作面正在布置，对回风巷有扰动影响。造成巷道应力叠加。巷道顶板和两帮变形比较严重。

（2）围岩软弱，岩性较差。

回风巷沿煤层底板掘进，顶板为煤层，底板为平均泥岩和砂质泥岩围岩软弱，巷道周围围岩岩性比较差，巷道掘进容易从弹性变成塑性破坏。

（3）扰动影响巷道。

回风巷的南侧是正在掘进的工作面，属扰动影响巷道，必须加强对回风巷的支护，补打锚杆锚索进行加固支护。

（4）巷道支护参数不合理，锚杆支护强度不达标。

回风巷目前采用锚网索支护，但是锚杆、锚索间排距布置不合理，锚杆预紧力不达标，应该用扭矩放大扳手进行扭矩放大。对回风巷顶板和两帮破碎段进行锚索加强支护，缩短锚索间排距，控制回风巷破碎段围岩进一步裂隙发育。

3 回风巷支护方案设计

（1）顶板使用5100×280×3mm八孔W钢带，钢带配套使用Φ22×2500mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆及150×150×12mm碟形托盘，每根锚杆使用1支K2360和1支Z2360树脂锚固剂，单根锚杆抗拔力不小于120kN（24MPa），锚杆外露10～40mm。锚索采用Φ21.8mm×7100mm钢绞线锚索，间排距1300×800mm，“5-5”布置，配套使用300×300×16mm碟形托盘、KM22锁具及导向环，每根锚索使用1支K2360和2支Z2360型树脂锚固剂，单根锚索预应力不小于200kN（40MPa）。锚索外露长150～250mm。金属网采用直径为Φ6mm的圆钢制作，网片规格为900×1700mm，网孔为100×100mm，网片搭接100mm，采用16#双股铁丝隔孔绑扎。

（2）帮部采用锚索配合异形钢带网支护。帮部第1、3、5根锚索规格为Φ21.8×3500mm钢绞线锚索，配套使用300×300×16mm碟形托盘、KM22锁具；帮部第2、4根锚索规格Φ15.24×3500mm钢绞线锚索，配套使用180×180×12mm碟形托盘、KM15锁具；间排距800×800mm，两帮每侧每排布置5根，每侧每排各布置1根1000×80×4mm型两孔和1根1800×80×4mm型三孔异形钢带。每根锚索使用1支K2360和1支Z2360树脂锚固剂，单根锚索预应力不小于100kN（20MPa），锚索外露150～250mm。网片采用1000×3700mm菱形铁丝网，搭接长度为100mm，使用16#双股铁丝相连，间距200mm。

（3）锚索施工完后，用8#铁丝在锁具外侧钢绞线位置缠绕至少4圈，然后固定到网片上，防止锁具退锚，并对锚索进行分股折弯处理。

（4）喷射混凝土厚度为100mm，强度等级不低于C25。

（5）水沟设计在面向施工掘进方向的右帮，净尺寸规格为600×600mm，壁厚及铺底厚度均为100mm，水沟砼强度等级不低于C25。图1和图2分别为401106工作面回风巷巷道支护断面图和平面图。

图1支护断面图 图2支护平面图

4 支护效果分析

对回风巷采用合理支护后，为检验其支护效果，选取有代表性围岩，在回风巷内布置测点对巷道围岩顶板下沉、底板底鼓和两帮收敛量进行监测，监测周期为60d，频率为5d/次，巷道表面位移监测结果如图3所示。

图3 巷道表面位移监测结果

由图3可知，回风巷在前14d巷道变形量增加较快，14d之后围岩变形量开始趋于稳定，顶板下沉量最大可达160mm，底鼓量最大可达80mm，两帮收敛量最大可到170mm。较原巷道最大两帮变形量为0.8m，顶底板变形量最大为0.7m，采取有效的支护方案后，围岩顶底板和两帮变形量分别原来的34.2％和21.2％。围岩变形量急剧下降，现场实践应用也证明，围岩两帮和顶底板变形量得到有效控制，能够保证回风巷正常使用。

参考文献：

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作者简介：田鑫(1991-），男，汉族，陕西省铜川市，本科，现陕西彬长胡家河矿业有限公司综掘一队副队长。