综放沿空巷道不对称支护技术研究

时志伟

摘要：根据大有能源股份有限公司耿村煤矿在实际操作中出现的问题，文章对工程概况做了简单分析，在此基础上对巷道矿压显现的情况做了详细介绍，对原来支护操作中存在的问题进行了分析，在了解其原因的基础上，提出了相应的支护设计方案，以供相关人士交流和借鉴。

关键词：综放沿空巷道；不对称支护；技术

引言：

随着经济的进步，科技的发展，煤巷锚杆支护技术也不断发展，使用范围进一步扩大，如今中厚煤层沿空巷道的围岩控制技术逐步发展成熟，而厚煤层综放工作面目前仍使用大媒柱维护风巷，造成了资源的严重浪费，同时伴随深度的增加，留出10到25米左右的煤柱仍然不能使巷道处于稳定状态。为了改善这一状况，文章从以下几个方面进行了研究。

一、工程概况

大有能源股份有限公司耿村煤矿两个工作面之间的区段煤柱是矿井第一个8米宽煤柱，之前区段煤柱之间的宽度为19.4米，第一个工作面向南地方的煤矿还是没有开采的工作面，其东部是中央回风、胶带、和辅运大巷，该处的煤层较为稳定，使用钻孔揭露的煤层厚度大约为5.95米，不同煤层之间的结构较为复杂，中间包含了1到2层左右的炭质泥岩，该工作面顶部为粉砂岩，厚度大约为12.8米，顶部是砂质泥岩，厚度大约是1.20米，底部是泥岩，厚度大约是6.82米，该工作面在第二个工作面回采完成后开始掘进，断面为矩形，规格是宽为5600米，高为3550米，铺地的厚度是150毫米，巷道是1490米的长度，顶部是支护设计，处于对称状态[1]。

二、巷道矿压显现情况

巷道掘进到580米时，对该煤矿的运输平巷进行调研了解到该巷矿压显现剧烈部位的频率较高，所占比重为52.5%，矿压出现的位置主要位于没有支护的巷帮底部、巷子道中间部位、顶角处，该三处矿压显示的频率分别为：22.6%、25.8%、45.3%。和巷道顶部中间的距离最长为800毫米，最短为650毫米，在两者部位煤柱侧面有裂缝出现，有27条，其中最长的裂缝沿着该方向扩展了14.6米，顶板局部容易破碎，稳定性较差，很容易变形，部分段位有冒顶现象，其高度在1到1.5米之间，钢带有挤弯、折断、松脱等情况。在巷道煤柱一侧容易变形，部分地方有明显的网兜，少数区域有片帮出现，其中最大的深度片帮长度在1.2米以上，实体煤帮侧面出现变形的概率较小，巷帮表面的媒体很容易破碎，少数区域出现片帮的深度最长为0.9米，最短为0.6米，矿压显现会有不对称性，且较为明显，在顶煤开裂部位的矿压显现较为频繁。

在掘进时，会揭出很多小的构造，媒体强度很弱，且围岩部位的稳定性和整体性很差，剪切应力和顶板拉应力会破坏媒体，同时在小的构造影响下也会使顶部破碎的较快，进而出现冒顶。此外较强的残余支承压力会使顶板中的浅围绕岩出现内挤变形情况。钢带本身便具有较大的刚性，和顶煤不能协调一致，进而出现折断或挤弯情况。

在控制巷道顶板的过程中应将重点放在顶角处，将中间也应加以照顾。因为顶角部位的矿压频率彼此间有很大的差异，侧面顶角矿压占据整个顶角不正常段的85.6%，所以该处是加固的关键各部位，在优化设计的过程中也应使其向煤柱的偏心部位靠近。而在实际操作中由于其他原因设计中没有将其考虑到，据此应对顶部事故加以预防[2]。

在现有的支护设计中，巷帮最容易出现变形，对于没有支护的巷帮来说，这种情况发生的更为频繁，巷帮在显现过程中均出现锚杆密度和强度欠缺情况，此时应合理增加锚杆的数量和长度，对侧面加以控制，锚杆较长后对水平挤压运动有一定的减弱作用，对顶板的应力环境也有一定的改善作用，可以很好的防治底鼓。

三、支护设计方案

对第一工作面区段重新设计之后，选用联合支护方式。在顶板的支护中使用的是左旋螺纹钢锚杆，外侧所用锚杆数量2根，倾斜角度为15度，其他锚杆和顶板处于垂直状态，在顶部锚杆的使用中会用到树脂药卷各两种，型号各不同，第一种型号树脂药卷放在下端，第二种型号的树脂药卷放在上端，选用蝶形锚杆托盘，长宽高分别为：150毫米、150毫米、8毫米，所用钢筋梯子为圆形焊制，长为5300毫米，简式复合锚索选为单体，所选钻孔的深度是8000毫米，锚索托盘选用Q235钢板，规格为300毫米*300毫米*16毫米，钢筋梯子的长度为3700毫米。同时还需用到高强度底松弛预应力钢线2根，钻孔的深度是7000毫米，直径是28毫米，用树脂胶卷将其固定在钻孔孔底。

从实体煤帮支架方面来讲，所选用的锚杆均是较为普通的金属锚杆，一根顶部锚杆选用的树脂药卷为一个，在其外侧选用的锚杆为2根，将其倾斜为15度，其他锚杆选用垂直的角度对其加以布置，托盘选用的是蝶形，规格为150毫米*150毫米*8毫米，使用的圆焊制钢筋梁直接是10毫米，长度是3100毫米。

在煤柱帮支护中选用的锚杆为螺纹钢，其规格为18毫米*2500毫米，其余和实体煤帮的设置相同，锚索选为单体，规格为17.8毫米*6300毫米，每根选用的树脂药卷为一卷。

四、结束语

综上所述，巷道矿压显现两帮和顶部有不对称性，主要体现在岩体性质、结构等方面，所以在巷道加固过程中更重视巷道中心偏煤柱侧支护，相对来说采用不对称支护技术对综放沿空巷道的适应性较好，可以满足采矿工程的需求量。文章在分析工程基本情况的基础上，对工程中存在的问题进行了分析，提出了相应的支护设计方案，希望对相关工作人员有所帮助。

参考文献：

[1]何富连,高峰,梅星,等.综放沿空掘巷不对称支护加固工业试验[J].煤炭技术,2016,35(4):37-39.

[2]梅星,何富连.综放沿空掘巷顶煤稳定性及不对称支护[J].煤矿开采,2016,21(1):59-62.

简介：时志伟，男，（1984-），工程师，现从事煤矿冲击地压管理与技术工作