B060308 留小煤柱沿空掘巷錨桿支護(hù)特點(diǎn)

1、留小煤柱沿空掘巷錨桿支護(hù)特點(diǎn)劉玉文（徐州礦務(wù)集團(tuán)公司義安煤礦，江蘇 徐州 221152）摘 要 分析煤層靠采空區(qū)側(cè)沿傾斜方向上礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，介紹了留小煤柱沿空巷道在巷道開挖前圍巖的破壞特點(diǎn)、留小煤柱沿空掘巷巷道支護(hù)的主要對象、巷道支護(hù)類型和支護(hù)參數(shù)的選擇并簡要介紹了義安煤礦75216運(yùn)輸機(jī)巷支護(hù)設(shè)計(jì)及施工方法，以及在施工過程中需要注意的問題。關(guān)鍵詞 沿空掘巷 卸載區(qū) 留小煤柱眾所周知，錨桿支護(hù)方式的技術(shù)優(yōu)勢在于：它能夠及時主動地對頂板進(jìn)行支護(hù)，并同時提供預(yù)緊力，防止頂板離層，保持和提高圍巖的抗載能力，屬于主動支護(hù)。對于留小煤柱沿采空區(qū)掘進(jìn)的巷道而言，由于巷道鄰近采空區(qū)，頂板在巷道開挖前就已經(jīng)出

2、現(xiàn)離層甚至斷裂。因此在對此類巷道進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)時，要根據(jù)巷道頂板的破壞情況及所留煤柱的承載能力，合理地選擇錨桿支護(hù)類型及支護(hù)參數(shù)。1 留小煤柱沿空掘巷支護(hù)的對象1.1 巷道開挖前礦壓顯現(xiàn)規(guī)律分析根據(jù)沿煤層傾斜方向的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律可知，受工作面回采的影響，煤體內(nèi)存在三個不同的應(yīng)力分布區(qū)：靠近采空區(qū)的卸載區(qū)、支承壓力顯現(xiàn)區(qū)及煤體深部的原巖應(yīng)力區(qū)。在沿傾斜方向上的支承壓力形成初期，卸載區(qū)的范圍一般為36m。但隨著時間的增長應(yīng)力分布會逐漸地趨向緩和與均化，支承壓力的峰值逐漸降低，影響范圍也逐漸加長，并最終形成長期穩(wěn)定的殘余支承壓力（如圖1）。此時卸載區(qū)的影響范圍接近10m。留小煤柱沿空掘巷的目的就是要

3、將巷道布置在卸載區(qū)內(nèi)，以利于巷道的支護(hù)。因此，在進(jìn)行巷道桿支護(hù)設(shè)計(jì)前，要對卸載區(qū)內(nèi)的圍巖狀況進(jìn)行分析，以確定合理的支護(hù)類型。（1初期礦壓規(guī)律曲線；2穩(wěn)定后的礦壓規(guī)律曲線；I卸載區(qū)；-支承壓力顯現(xiàn)區(qū)；原巖應(yīng)力區(qū)）圖1 采空區(qū)側(cè)煤層傾斜方向礦壓顯現(xiàn)規(guī)律1.2 卸載區(qū)內(nèi)的煤巖狀況分析由于該處煤體直接與回采工作面相鄰，工作面在回采期間，煤體邊緣受高應(yīng)力的作用出現(xiàn)不同程度的變形、破碎，致使該區(qū)域內(nèi)的煤體承載能力降低，形成壓力卸載區(qū)；同時，回采工作面頂板的冒落將造成卸載區(qū)內(nèi)的頂板出現(xiàn)離層、斷裂，離層、斷裂后的巖體承載能力大大降低。其上方巖體所產(chǎn)生的壓力將向煤體深部轉(zhuǎn)移，形成支承壓力顯現(xiàn)區(qū)（如圖2）。（I卸

4、載區(qū)；-支承壓力顯現(xiàn)區(qū)；H 頂板斷裂厚度）圖2 卸載區(qū)內(nèi)煤巖狀況模型1.3 巷道支護(hù)的對象通過上述分析可知，留小煤柱沿空巷道要將巷道布置在煤體的卸載區(qū)內(nèi)。當(dāng)巷道開挖后，為防止已斷裂頂板失穩(wěn)，需要對其進(jìn)行及時支護(hù)。因此，留小煤柱沿空掘進(jìn)的巷道支護(hù)的對象就是卸載區(qū)內(nèi)的破裂頂板。對巷道進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)時，可依據(jù)懸吊理論視斷裂巖體的厚度確定錨桿支護(hù)類型，可采用錨帶網(wǎng)支護(hù)、錨帶網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)及錨桿、架棚聯(lián)合支護(hù)等類型。2 留小煤柱沿空掘巷錨桿支護(hù)2.1 75216運(yùn)輸機(jī)巷地質(zhì)概況75216運(yùn)輸機(jī)巷位于-500西一采區(qū)，埋深500m。煤層直接頂為層狀砂頁巖，厚度為6m，老頂為砂巖，厚度為12m；直接底為砂質(zhì)

5、泥巖，厚度為,平均厚度為,堅(jiān)固性系數(shù)為f值1.5。巷道左右?guī)蛢A角平均為20º,其右側(cè)為7203采空區(qū)。2.2 巷道靠采空區(qū)側(cè)所留煤柱的確定根據(jù)沿傾斜支承壓力峰值離煤體邊緣的距離B的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，可計(jì)算出該距離為。為使巷道避開支承壓力顯現(xiàn)區(qū)，決定所留煤柱的寬度為。2.3 巷道支護(hù)參數(shù)及支護(hù)效果1.2m。根據(jù)懸吊理論對巷道支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定巷道支護(hù)類型為錨、梁、網(wǎng)支護(hù)。頂、幫錨桿均選用直徑18mm、長2000mm的左旋無縱筋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，頂板每排布置錨桿5根，右?guī)筒贾?根錨桿，左幫布置4根錨桿。頂、幫錨桿間排距均為700×800（mm）。每根錨桿使用2卷Z2335型樹脂錨固劑

6、卷進(jìn)行端頭錨固，設(shè)計(jì)錨固力為80kN。目前，該巷道已經(jīng)施工近400m，通過設(shè)點(diǎn)觀測和日常檢查，巷道的支護(hù)效果較好。頂板下沉量很小，頂部錨桿受力不大，未出現(xiàn)錨桿斷裂的現(xiàn)象。巷幫煤柱側(cè)支護(hù)效果很好，煤體的完整性未受到破壞，壓力顯現(xiàn)不明顯，巷道右?guī)途植康囟纬霈F(xiàn)少許臌幫現(xiàn)象，但錨桿支護(hù)情況較好，完全可以滿足安全生產(chǎn)的需要。分析臌幫原因主要在于巷道右?guī)袜徑С袎毫︼@現(xiàn)區(qū)，煤體在支承壓力的影響下出現(xiàn)上述破壞現(xiàn)象。3 結(jié)束語采用留小煤柱沿空掘巷的巷道在進(jìn)行錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)時，要根據(jù)巷道頂板的斷裂厚度及兩幫煤體的承載能力來確定錨桿支護(hù)類型。要避免僅憑經(jīng)驗(yàn)盲目施工，造成巷道支護(hù)過于復(fù)雜、成本過高，不能充分體現(xiàn)錨桿支護(hù)的優(yōu)越性，或由于支護(hù)設(shè)計(jì)的不合理，出現(xiàn)惡性頂板事故。留小煤柱沿空掘巷的巷道在施工期間要加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，加強(qiáng)對巷道頂板的觀測。發(fā)現(xiàn)頂板破裂厚度變大，采用錨、梁、網(wǎng)支護(hù)難以滿足要求時，要及時采用錨、梁、網(wǎng)、索或錨桿、架棚等聯(lián)合支護(hù)。為杜絕巷幫超挖現(xiàn)象，要采取控制爆破方式。并要及時對兩幫進(jìn)行支護(hù)，以保持和提高煤體的承載能力，防止因巷幫煤體的破