深井沿空掘巷支护参数研究

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【摘 要】深井沿空掘巷支护设计的研究对煤矿安全生产来说有着非常重要的意义，为了解决煤矿深井沿空巷支护的难题，本文以朱集东煤矿1122（1）轨道顺槽沿空掘巷为技术背景，重点阐述深井沿空掘巷支护技术。目的是为沿空掘巷巷道提供合理的支护参数，为今后深井沿空掘巷巷道支护选择合理的参数，提供可靠地借鉴。

【关键词】深井；沿空掘巷；锚网索联合支护

0 引言

近年来，近年来随着煤炭产量的递增，许多矿区出现了资源紧张和接替困难。为了解决这一难题，在矿区越来越多的采用综采沿空掘巷技术。沿空掘巷技术不仅可以加快煤巷掘进的施工速度，确保生产矿井采掘接替的有序进行，实现矿井生产的高产高效，对于高突矿井生产，也可减少消突措施孔的施工量，降低防突工作的劳动强度及安全风险，减少防突成本及安全成本的投入。沿空掘巷布置回采巷道技术已成为各矿提高资源回收率、延长矿井服务年限、提高经济效益的新思路。但是沿空巷道在现场的应用遇到了巷道变形剧烈、难以维护的技术难题，由于各矿井地质条件千差万别，针对以上问题，本文对朱集东煤矿1122（1）轨道顺槽沿空掘巷巷道支护参数进行研究，目的是为沿空掘巷巷道提供合理的支护参数，为今后深井沿空掘巷巷道支护选择合理的参数，提供可靠地借鉴。

1 地质条件

朱集东煤矿位于淮南煤田东北部，1122（1）轨道顺槽位于朱集东煤矿东翼南盘区，其中1122（1）轨道顺槽地面标高为-902m～-883m老顶为浅灰色，细粒结构，硅质胶结的细砂岩；直接顶为灰色，泥质结构，平坦状断口，致密，性脆的泥岩；直接底为灰色，砂泥质结构，断口较平坦的砂质泥岩。

2 沿空掘巷围岩控制技术措施

1122（1）轨道顺槽断面为矩形，宽度5200mm，高度3000mm，考虑到该巷道的地质条件和施工条件，现制定该巷道锚索网支护技术方案，锚梁网支护材料及规格尺寸、参数：超高强锚杆顶板Φ22×2800mm；间排距：750×800mm；全螺纹锚杆：Φ22×2000mm；间排距800×800mm；钢带：顶部：8#×43×43mm铁丝，长宽：5200×1000mm，帮部：8#×43×43mm铁丝，长宽：3200×1000mm，网片压茬100mm，每隔200mm用12#铁丝扭结；菱形网顶部：8#×43×43mm铁丝，长宽：5200×1000mm；菱形网：顶部：8#×43×43mm铁丝，长宽：5200×1000mm，帮部：8#×43×43mm铁丝，长宽：3200×1000mm，网片压茬100mm，每隔200mm用12#铁丝扭结，锚索：Φ21.8×6300mm，4-3-4-3布置，4根锚索间排距：1000×1600mm，3根锚索间排距：1000×1600mm，走向锚索梁：在巷道左右两帮交错施工走向锚索梁，锚索梁采用20#槽钢（长3600mm，2孔，孔距1600mm）配合两根Φ21.8×6300mm锚索进行施工，锚索垫板：148×143×15mm方钢垫板，锚固剂：顶部锚索每眼3根Z2350锚固剂，梁（锚索梁）：20#槽钢，3600mm，4孔，孔距1000mm，20#槽钢，3000mm，3孔，孔距1200mm。

3 沿空掘巷围岩控制效果分析

为了掌握1122（1）轨道顺槽巷道围岩活动规律及支护效果，为今后进一步优化和改进锚网索支护的参数提供依据，在1122（1）轨道顺槽，使用“十字”交叉法，每隔50米设置一个表面位移测点以及一个顶板离层测点。通过每天观测一次进行数据记录。

如图1所示，巷道成型时，测点位置巷道两帮及顶底的收敛速度较快，随着巷道的不断向前掘进，测点位置的巷道两帮及顶底的收敛速度不断减小，趋近于稳定。两帮表面移近量最大为210mm，如图可以看出，巷道断面收敛很小，两帮变形得到有效控制。

图1 表面位移曲线

图2 顶板离层位移曲线

如图1所示，巷道成型时，测点位置巷道顶板浅部及深部离层速度较快，随着巷道的不断向前掘进，测点位置的巷道顶板浅部及深部离层速度不断减小，趋近于稳定。顶板下沉量最大为31mm，可见，采用锚网索联合支护对巷道顶板取得良好的支护效果。

4 结论

（1）深井沿空掘巷应力大，目前属于支护较困难巷道类型之一，在顶板条件较好情况下，采用锚网索合理布置，可以对顶板进行有效的控制。

（2）顶板锚杆能增加顶板下位岩层的完整性，形成“组合拱”，从而形成完整的承压层。

（3）锚索锚入深部稳定岩层，使浅部与深部形成有效组合，对顶板及帮部起到较好的加固作用。

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