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摘 要：为解决8煤层分层开采两巷采用金属支架支护影响回采进度，增加回采成本等问题，在工作面机风巷采用锚杆进行支护，并配合锚索梁补强、喷注浆加固等措施提高支护效果，解决了煤巷施工的支护问题，取得明显成效。
关键词：松软煤层 高应力 煤锚支护 复合支护
一、引言
松软特厚煤层由于其抗压强度低，煤层结构不稳定，导致锚杆锚固力低，煤壁出现破碎和片帮的程度加深，巷道两帮移近量较大，底板受压及水的影响造成底鼓严重，增加了松软煤层巷道的煤锚支护难度，支护效果较差，如何有效对顶板和煤壁进行有效支护是松软煤层巷道锚杆支护的重点，针对这一情况，结合地质情况选用了锚带网索喷注配合工资钢梁支护的支护方案，通过不断摸索和实践，取得了较好的效果。
二、矿井概况
淮北矿业股份有限公司涡北煤矿位于安徽省亳州市涡阳县闸北镇、城西镇境内。矿井含煤地层为石炭系、二叠系，主采下石盒子组81、82煤层，煤层摩尔硬度f≈0.17。
1.煤系地层。巷道施工层位为81煤层，煤层赋存稳定，结构较为复杂。81煤厚1.53～4.37m，平均3.35m，直接顶为泥岩，厚0.92～3.04m，平均2.08m，老顶为粉砂岩～中砂岩，厚15.59～29.26m，平均22.02m。直接底为泥岩，厚0.83～1.50，平均1.19m，老底为82煤，厚1.87～4.75m，平均2.93m。
2.地质构造。根据三维地震资料及临近巷道实际揭露地质资料，该工作面施工过程中要过断层多达7条，其中落差在0～5m断层6条，落差在5～10m断层1条。
3.水文地质。该面上限距三隔底部泥灰岩及“四含”底界292m左右，下距“太灰”法距约132m。因此，“四含水”和“太灰水”对本面采掘活动均无直接影响。
4.其他地质情况。该工作面瓦斯绝对涌出量9.1m3/min，相对涌出量9.0m3/t。煤（矿）尘具爆炸性。自燃倾向性等级为Ⅱ类，自燃倾向性为自燃。地温25.8～41.5°C。地压显现明显。
三、高应力极松软煤层煤锚支护技术研究
1.支护方案选择。巷道为斜矩形断面，净宽×净高=4600×3600mm，支护方式采用锚带网索喷注复合支护，顶、帮锚杆均采用GM22/2400mm高强锚杆，钢带为M4型钢带，顶部、帮部采用菱形金属网配合M4钢带腰帮过顶，菱形网，10#铁丝制成，网格50×50mm，网与网之间搭接100mm，连接点间距200mm，锚杆间排距均为：800×800mm。顶板（倾向）均采用锚索梁补强支护，锚索采用3-0-3方式布置，每排打3根锚索配合4m长11#矿用工字钢加固，间、排距1600×1600mm。巷道顶板距右帮200mm处（沿倾向布置）采用3m长工字钢梁配合锚索加固，锚索排距1600mm，补强支护滞后迎头不超过一排锚杆间距，锚索采用Φ17.8L6300mm预应力锚索。顶板锚杆锚固力≮80KN，锚杆螺母扭矩≮300N·m。帮部锚杆锚固力≮60KN，锚杆螺母扭矩≮200N·m，锚杆全断面布置，要垂直于巷道轮廓面布置，角度不小于75°，外露长度为10～50mm。最下一排锚杆距底板距离不超过300mm。锚杆眼孔直径与锚杆直径、树脂药卷直径合理匹配。预紧力不小于100KN，锚固力≮200KN，锚索外露长度≯300mm，过长的锚索要及时剪断并加护套，每根锚索采用1卷MSK2937树脂药卷和2卷MSZ2550树脂药卷锚固，每根锚杆采用2卷MSZ2550锚固剂锚固。两帮喷浆堵漏，喷浆厚度不小于50mm，距迎头不大于30m。后路注浆加固距迎头不大于50～70m。注浆锚杆规格Ф20×2800mm或中空注浆锚索，注浆压力控制在1.5MPa～2MPa，并根据巷道支护情况进行适当调整压力。
2.实施步骤。
2.1强顶。巷道顶板跨度大，煤柱承载力弱，必须强化顶板支护，确保巷道支护安全施工。①强支维护顶板围岩的整体承载性能，顶板通过“三高”锚杆、钢带、菱形网形成可靠的锚固结构。②调整受力对弱化区的补强，对巷道肩窝、中顶等部位采用锚索工字钢梁补强支护，使受力向顶板深部、两帮延展。③对直接顶泥岩不可靠地段剥离后再支护。
2.2固帮。由于煤层松软，煤帮受力后变形量大且易引起松脱范围扩大降低支护效果，为此煤帮必须加固。①帮采用喷浆、浅孔注浆加固处理。增强帮部整体性，减少锚固结构的泥化损伤度，改善其承载性能。②低帮上部支护采用一根锚索，锚固端生根在岩石中，解决肩部锚杆受力易剪切失效、锚固力差、预紧力低的问题。
2.3降高。设计中巷道上帮高4.4m左右、承载稳定性差，极易造成片帮，影响施工质量和支护效果，在保证满足掘进施工条件下，采取降低巷道施工高度，后期进行卧底施工。
3.严格工艺。①严格工艺流程，编制专门的施工安全技术措施，并贯彻到每一个施工作业和安检人员。②牢固树立“初锚力第一”的思想，施工和管理人员加强对锚杆、锚索的施工质量和监管，确保锚杆、锚索按规范施工。③严格按照矿压观测设计要求及时安装矿压观测仪器，并安排专人观测记录，并将观测情况及时汇报分析总结。④加强煤柱成孔质量管理，孔壁要清洁，不留煤岩粉。
4.具体措施。①顶部锚杆紧跟迎头施工，中顶锚索工字钢梁按设计间排距及时施工，肩部锁梁高邦滞后不超出1排，低邦滞后不超出3排，锚杆安装应在临时支护下进行。②保证巷道成型有效，施工中要求：迎头两帮预留断面500mm以上手工刷大；高帮实行两段钢带对接减少暴露面积。③帮部锚杆高帮滞后不超出1排，低帮不超出3排，当钢带下部距离底板超300mm时，及时补打走向钢带、锚杆加菱形网支护。④每班设专人对巷道巡查，发现有个别锚杆、锚索被剪断、拉断等现象应及时补打。打眼前，首先敲帮问顶将活矸处理掉并打点柱，在确保安全的条件下，方可作业。⑤因客观原因造成施工断面超宽或超高大于300mm时，须采用补打锚杆、锚索或其它支护方式进行加固，小于300mm时，应将钢带顶弯，托板紧贴岩、煤面。⑥认真进行顶板岩性和构造探查，每班安排专业人员现场组织对顶板和前方构造进行探查，动态掌控围岩变化情况，及时调整支护方案。⑦认真落实班组自检、区队日检、矿抽检三级管理制度和矿压观测制度，保证锚杆、锚索质量。⑧施工初期安排技术科和区队干部跟班，现场指导职工施工，明确施工工序、掌握施工标准。
四、实施效果
1.支护效果。初期施工，由于施工方法和管理不到位，巷道两帮移近量大，个别锚杆被切断。经过观察分析，矿对支护进行了改进，围岩变形得到了明显控制，巷道能够满足掘进安全施工的需求。
2.经济比较。经测算煤锚支护每米3400元左右，U型钢支护每米4360元左右，两者相比较每米降低960元左右。
3.應用效果评价。该方案在安全前提下，较好的解决了分层开采两巷支护问题，降低了劳作强度，降低了成本，调高了煤矿单产单进。
作者简介：李志鹏（1988-），男，山东临沂人，学士学位（工程力学专业），助理工程师，现在淮北矿业股份有限公司涡北煤矿技术科从事采掘管理、矿井设计工作。
关键词：松软煤层 高应力 煤锚支护 复合支护
一、引言
松软特厚煤层由于其抗压强度低，煤层结构不稳定，导致锚杆锚固力低，煤壁出现破碎和片帮的程度加深，巷道两帮移近量较大，底板受压及水的影响造成底鼓严重，增加了松软煤层巷道的煤锚支护难度，支护效果较差，如何有效对顶板和煤壁进行有效支护是松软煤层巷道锚杆支护的重点，针对这一情况，结合地质情况选用了锚带网索喷注配合工资钢梁支护的支护方案，通过不断摸索和实践，取得了较好的效果。
二、矿井概况
淮北矿业股份有限公司涡北煤矿位于安徽省亳州市涡阳县闸北镇、城西镇境内。矿井含煤地层为石炭系、二叠系，主采下石盒子组81、82煤层，煤层摩尔硬度f≈0.17。
1.煤系地层。巷道施工层位为81煤层，煤层赋存稳定，结构较为复杂。81煤厚1.53～4.37m，平均3.35m，直接顶为泥岩，厚0.92～3.04m，平均2.08m，老顶为粉砂岩～中砂岩，厚15.59～29.26m，平均22.02m。直接底为泥岩，厚0.83～1.50，平均1.19m，老底为82煤，厚1.87～4.75m，平均2.93m。
2.地质构造。根据三维地震资料及临近巷道实际揭露地质资料，该工作面施工过程中要过断层多达7条，其中落差在0～5m断层6条，落差在5～10m断层1条。
3.水文地质。该面上限距三隔底部泥灰岩及“四含”底界292m左右，下距“太灰”法距约132m。因此，“四含水”和“太灰水”对本面采掘活动均无直接影响。
4.其他地质情况。该工作面瓦斯绝对涌出量9.1m3/min，相对涌出量9.0m3/t。煤（矿）尘具爆炸性。自燃倾向性等级为Ⅱ类，自燃倾向性为自燃。地温25.8～41.5°C。地压显现明显。
三、高应力极松软煤层煤锚支护技术研究
1.支护方案选择。巷道为斜矩形断面，净宽×净高=4600×3600mm，支护方式采用锚带网索喷注复合支护，顶、帮锚杆均采用GM22/2400mm高强锚杆，钢带为M4型钢带，顶部、帮部采用菱形金属网配合M4钢带腰帮过顶，菱形网，10#铁丝制成，网格50×50mm，网与网之间搭接100mm，连接点间距200mm，锚杆间排距均为：800×800mm。顶板（倾向）均采用锚索梁补强支护，锚索采用3-0-3方式布置，每排打3根锚索配合4m长11#矿用工字钢加固，间、排距1600×1600mm。巷道顶板距右帮200mm处（沿倾向布置）采用3m长工字钢梁配合锚索加固，锚索排距1600mm，补强支护滞后迎头不超过一排锚杆间距，锚索采用Φ17.8L6300mm预应力锚索。顶板锚杆锚固力≮80KN，锚杆螺母扭矩≮300N·m。帮部锚杆锚固力≮60KN，锚杆螺母扭矩≮200N·m，锚杆全断面布置，要垂直于巷道轮廓面布置，角度不小于75°，外露长度为10～50mm。最下一排锚杆距底板距离不超过300mm。锚杆眼孔直径与锚杆直径、树脂药卷直径合理匹配。预紧力不小于100KN，锚固力≮200KN，锚索外露长度≯300mm，过长的锚索要及时剪断并加护套，每根锚索采用1卷MSK2937树脂药卷和2卷MSZ2550树脂药卷锚固，每根锚杆采用2卷MSZ2550锚固剂锚固。两帮喷浆堵漏，喷浆厚度不小于50mm，距迎头不大于30m。后路注浆加固距迎头不大于50～70m。注浆锚杆规格Ф20×2800mm或中空注浆锚索，注浆压力控制在1.5MPa～2MPa，并根据巷道支护情况进行适当调整压力。
2.实施步骤。
2.1强顶。巷道顶板跨度大，煤柱承载力弱，必须强化顶板支护，确保巷道支护安全施工。①强支维护顶板围岩的整体承载性能，顶板通过“三高”锚杆、钢带、菱形网形成可靠的锚固结构。②调整受力对弱化区的补强，对巷道肩窝、中顶等部位采用锚索工字钢梁补强支护，使受力向顶板深部、两帮延展。③对直接顶泥岩不可靠地段剥离后再支护。
2.2固帮。由于煤层松软，煤帮受力后变形量大且易引起松脱范围扩大降低支护效果，为此煤帮必须加固。①帮采用喷浆、浅孔注浆加固处理。增强帮部整体性，减少锚固结构的泥化损伤度，改善其承载性能。②低帮上部支护采用一根锚索，锚固端生根在岩石中，解决肩部锚杆受力易剪切失效、锚固力差、预紧力低的问题。
2.3降高。设计中巷道上帮高4.4m左右、承载稳定性差，极易造成片帮，影响施工质量和支护效果，在保证满足掘进施工条件下，采取降低巷道施工高度，后期进行卧底施工。
3.严格工艺。①严格工艺流程，编制专门的施工安全技术措施，并贯彻到每一个施工作业和安检人员。②牢固树立“初锚力第一”的思想，施工和管理人员加强对锚杆、锚索的施工质量和监管，确保锚杆、锚索按规范施工。③严格按照矿压观测设计要求及时安装矿压观测仪器，并安排专人观测记录，并将观测情况及时汇报分析总结。④加强煤柱成孔质量管理，孔壁要清洁，不留煤岩粉。
4.具体措施。①顶部锚杆紧跟迎头施工，中顶锚索工字钢梁按设计间排距及时施工，肩部锁梁高邦滞后不超出1排，低邦滞后不超出3排，锚杆安装应在临时支护下进行。②保证巷道成型有效，施工中要求：迎头两帮预留断面500mm以上手工刷大；高帮实行两段钢带对接减少暴露面积。③帮部锚杆高帮滞后不超出1排，低帮不超出3排，当钢带下部距离底板超300mm时，及时补打走向钢带、锚杆加菱形网支护。④每班设专人对巷道巡查，发现有个别锚杆、锚索被剪断、拉断等现象应及时补打。打眼前，首先敲帮问顶将活矸处理掉并打点柱，在确保安全的条件下，方可作业。⑤因客观原因造成施工断面超宽或超高大于300mm时，须采用补打锚杆、锚索或其它支护方式进行加固，小于300mm时，应将钢带顶弯，托板紧贴岩、煤面。⑥认真进行顶板岩性和构造探查，每班安排专业人员现场组织对顶板和前方构造进行探查，动态掌控围岩变化情况，及时调整支护方案。⑦认真落实班组自检、区队日检、矿抽检三级管理制度和矿压观测制度，保证锚杆、锚索质量。⑧施工初期安排技术科和区队干部跟班，现场指导职工施工，明确施工工序、掌握施工标准。
四、实施效果
1.支护效果。初期施工，由于施工方法和管理不到位，巷道两帮移近量大，个别锚杆被切断。经过观察分析，矿对支护进行了改进，围岩变形得到了明显控制，巷道能够满足掘进安全施工的需求。
2.经济比较。经测算煤锚支护每米3400元左右，U型钢支护每米4360元左右，两者相比较每米降低960元左右。
3.應用效果评价。该方案在安全前提下，较好的解决了分层开采两巷支护问题，降低了劳作强度，降低了成本，调高了煤矿单产单进。
作者简介：李志鹏（1988-），男，山东临沂人，学士学位（工程力学专业），助理工程师，现在淮北矿业股份有限公司涡北煤矿技术科从事采掘管理、矿井设计工作。