近幾年來，兗州礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司及其下屬各礦針對以前在井下煤層巷道支護(hù)方面存在的問題進(jìn)行了認(rèn)真分析和歸納，并且與有關(guān)單位共同開展了科技攻關(guān)，積極應(yīng)用當(dāng)前已有的礦井支護(hù)新技術(shù)，取得了一批具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的煤巷錨網(wǎng)支護(hù)研究成果，在此基礎(chǔ)上提出解決方案并進(jìn)行了實施，有效地保障了礦井生產(chǎn)的安全，取得了良好的效果。

    1 兗州礦區(qū)煤巷錨網(wǎng)支護(hù)研究與實踐

    隨著綜合機(jī)械化放頂煤技術(shù)的試驗成功并廣泛應(yīng)用以及中厚煤層大功率高效綜合機(jī)械化采煤設(shè)備的引進(jìn)，兗州礦區(qū)綜合機(jī)械化采煤工作面單產(chǎn)和礦井生產(chǎn)集中化程度大幅度提高，原有的工字鋼梯形棚明顯不適應(yīng)巷道支護(hù)的需要。他們通過與科研院所及大專院校合作，在南屯煤礦首次進(jìn)行煤巷錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)試驗并取得成功，隨后在礦區(qū)進(jìn)行大面積推廣，形成了不同圍巖條件下較為完善的錨桿支護(hù)理論及設(shè)計方法，研究開發(fā)出適應(yīng)礦區(qū)實際的錨桿支護(hù)施工機(jī)具和支護(hù)材料，錨網(wǎng)支護(hù)已徹底取代工字鋼棚成為煤層巷道的主要支護(hù)方式。

    通過井下試驗，采用綜合機(jī)械化放頂煤工作面實體煤順槽錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的巷道支護(hù)狀況明顯改善；綜合機(jī)械化放頂煤（綜合機(jī)械化采煤）沿空順槽錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)目前已經(jīng)在兗州礦區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，年進(jìn)尺超過15000m，其中8m以上的特厚煤層綜放沿空巷道錨桿支護(hù)技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)的空白，總體研究水平達(dá)到國際先進(jìn)水平；礦壓觀測表明，綜合機(jī)械化放頂煤（綜合機(jī)械化采煤）工作面切眼錨網(wǎng)（梁）錨索支護(hù)能有效地控制破碎頂煤的冒落及變形破壞，特別是半圓拱形斷面巷道穩(wěn)定性好，錨桿受力均衡。

    煤巷錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)是兗州礦區(qū)繼綜合機(jī)械化放頂煤開采之后的又一重大技術(shù)革命。與礦工鋼支護(hù)相比較，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)為：錨網(wǎng)支護(hù)是主動支護(hù)，能及時加固圍巖并利用圍巖自身強(qiáng)度減少圍巖變形，改善了巷道的支護(hù)狀況，提高了煤層巷道支護(hù)的可靠性；減少了工字鋼金屬棚支設(shè)和回撤的工作量，減輕了輔助運(yùn)輸?shù)膲毫�和職工的勞動�?qiáng)度；簡化了綜合機(jī)械化放頂煤（綜合機(jī)械化采煤）工作面端頭支護(hù)形式，保證了工作面出口暢通，為工作面快速推進(jìn)創(chuàng)造了條件。兗州礦區(qū)煤巷采用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)以后，巷道斷面利用率提高了10%~17%，滿足了綜放技術(shù)的生產(chǎn)需要。

    2 煤巷錨網(wǎng)支護(hù)快速施工

    兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司興隆莊煤礦積極探索煤巷錨網(wǎng)支護(hù)及快速掘進(jìn)的新工藝，在一年之內(nèi)分別以748m和852m兩次刷新了煤巷錨網(wǎng)全國單頭月進(jìn)最高紀(jì)錄，確保了生產(chǎn)的接續(xù)。

    施工中的設(shè)備配備如下：采用MRH-S220M截割裝載，配套SJ-80膠帶輸送機(jī)運(yùn)煤；頂錨采用MFC1360/3630單體風(fēng)動錨桿鉆機(jī)，幫錨采用煤電鉆。每班施工前，須由班長、組長和司機(jī)依據(jù)頂板狀況共同決定技術(shù)措施，一次循環(huán)割出1～2排，頂板破碎段嚴(yán)格按照一排一支護(hù)制度。司機(jī)截割完畢后首先進(jìn)行敲幫問頂，及時找掉頂和活渣、活煤，排除迎頭安全隱患。

    打眼前，須在截割臂兩側(cè)搭好牢固的工作臺，并將鉆具準(zhǔn)備好，打眼人員要站在永久支護(hù)下，由于迎頭2～4排幫錨未打，操作人員嚴(yán)禁靠煤壁站立每循環(huán)截割2 排，鋪頂網(wǎng)及上鋼帶時先鋪設(shè)好第一排，人員站在永久支護(hù)下，并迅速將前探支護(hù)前移，把網(wǎng)和鋼帶托起；鋪第二排網(wǎng)及鋼帶時，人員須站在臨時支護(hù)下，迅速前移前探梁，并將臨時支護(hù)設(shè)好；工作中須觀察頂幫狀況，發(fā)現(xiàn)危險立即將人員撤出。由于幫部最下面一棵錨桿拖后迎頭施工，施工膠帶側(cè)錨桿時，膠帶機(jī)嚴(yán)禁開機(jī)；只有迎頭施工人員與機(jī)頭司機(jī)聯(lián)系好后方可開機(jī)。當(dāng)煤壁松軟易片幫時，每一循環(huán)兩幫錨桿必須緊跟迎頭打全；由于兩幫上部兩棵錨桿拖后迎頭2～4排施工，施工幫錨桿時，人員正好站在機(jī)身上，施工前須將電纜、高壓軟管順好，防止互相纏繞。每個循環(huán)頂幫錨桿施工完畢，將鉆具、高壓軟管收拾好，人員全部撤至機(jī)身后方可進(jìn)行下一循環(huán)截割。加強(qiáng)錨桿質(zhì)量檢測，做好驗收記錄。礦壓組須加強(qiáng)礦壓觀測，及時總結(jié)數(shù)據(jù)，并通知施工單位。

    3 全煤巷道錨網(wǎng)支護(hù)

    兗州市楊莊煤礦位于兗州煤田的西北部，主采煤層3煤平均厚度為8.57m，采用懸移支架放頂煤采煤法，巷道沿著煤層底板布置，圍巖松軟，支護(hù)困難。原先采用11#礦工鋼梯形棚支護(hù)，初期投資大、掘進(jìn)速度慢、巷道成型差、施工不安全。為此，在山東省煤炭科學(xué)研究所的幫助下開展了全煤巷道錨網(wǎng)支護(hù)的試驗研究。

    試驗巷道選在9301工作面運(yùn)輸巷，采用半圓拱斷面，斷面積為6.4，電煤鉆打眼，光面爆破。實測巷道圍巖松動圈最大值為1.10m，最小值為0.70m，平均0.832m。該軌道巷要受到采面的影響，但是工作面前方支承壓力明顯作用范圍不大、作用時間較短，采用受動壓影響時的支護(hù)形式是不合理的。設(shè)計中把受靜壓影響時的支護(hù)作為基本支護(hù)，巷道受到動壓影響時應(yīng)當(dāng)及時架設(shè)臨時支護(hù)，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力�？煊菜�泥金屬錨桿桿長1.6m，桿徑Φ14mm，錨固長度不小于400mm，間排距0.7m，錨固力不小于 29.4kN，每孔安裝3卷水泥錨固劑，選用10#低碳鋼菱形編織網(wǎng)。在軌道巷每隔15m布置1個觀測斷面，共布置3個觀測斷面，采用十字布點(diǎn)法。從巷道收斂變形中發(fā)現(xiàn)，頂?shù)装謇塾嬕平�量�?0～12mm，最大移近速度在掘后當(dāng)天為5～6mm/d；巷道兩幫累計移近量為16～23mm，最大移近速度在掘后當(dāng)天為7.5mm/d，而且巷道兩幫的移近量和移近速度大于頂?shù)装宓囊平�量和移近速度。錨固力測試取樣的時候，在30m巷道內(nèi)每10m取1個觀測斷面，每個斷面取4根錨桿為1組，檢查結(jié)果均達(dá)到設(shè)計要求。

    該礦全煤錨桿支護(hù)巷道開挖以后的活躍期為5～6d，以后趨于穩(wěn)定，巷道兩幫及頂?shù)装宓囊平�率都小�?%，安全可靠。經(jīng)過初次來壓和周期來壓的考驗表明：錨桿支護(hù)參數(shù)設(shè)計合理，支護(hù)是成功的。

    4 復(fù)雜條件下煤巷錨網(wǎng)帶架棚聯(lián)合支護(hù)

    兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司東灘煤礦在近距離及采空區(qū)下的破碎復(fù)合頂板煤巷中采用錨網(wǎng)帶與架棚聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，是兗州礦區(qū)3煤巷道支護(hù)的一次重大技術(shù)改革。與傳統(tǒng)支護(hù)形式相比取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，為復(fù)雜條件下煤巷實現(xiàn)錨、網(wǎng)、梁支護(hù)提供了可靠的依據(jù)，可在相似的條件下推廣應(yīng)用。

    支護(hù)試驗地點(diǎn)在4305工作面運(yùn)輸順槽，試驗段長250m。該工作面上覆4305工作面。開掘段先沿掘進(jìn)工區(qū)施工的假頂掘進(jìn)，巷道完全進(jìn)入3煤后沿煤底板掘進(jìn)。3煤厚3.3～3.5m，f=2～3，較穩(wěn)定。巷道斷面為梯形，上凈寬3330mm，下凈寬4606mm，高3000mm。頂板錨桿為Ф20×2000mm無縱筋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，間排距800mm×800mm。CK2550型和Z2570型樹脂錨固劑錨固力不低于100kN，扭緊力矩不低于150Nm。頂板金屬網(wǎng)為10#鍍鋅鋼絲編制的方格網(wǎng)，壓茬連接，搭接長度50～100mm。鋼梁用12#礦工鋼加工制作，長3580mm，梁間距600mm。兩幫掛設(shè) 12#鐵絲加工的2900mm×2900mm菱形網(wǎng)，錨桿隔棚布置。每排布置4根錨桿，排距1200mm，布置在棚檔內(nèi)。棚梁向下不大于300mm為第一根錨桿，第二、三、四根錨桿間距767mm。兩幫采用Ф20×1800mm的全螺紋鋼錨桿，通過鐵托盤壓緊金屬網(wǎng)和煤壁。幫部每根錨桿有CK2550樹脂錨固劑兩塊，每根錨桿用一塊150mm×150mm×150mm的鐵托盤。

    實踐證明，采用樹脂錨固劑加長錨固的螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，其初錨力和預(yù)緊力都較大，鍍鋅鋼絲網(wǎng)網(wǎng)孔小、剛度大，與工字鋼梁組合后使被錨固的巖層形成一個整體承載結(jié)構(gòu)，從而改變了下部巖層的受力狀況，提高了巖層的自承和承載能力，使之能經(jīng)受住回采動壓的劇烈影響，保障了巷道的安全。在近距離、采空區(qū)下、破碎復(fù)合頂板的煤巷中采用錨、網(wǎng)、梁支護(hù)后，底板破壞減少，頂板對底板的壓力由棚腿點(diǎn)傳遞變?yōu)閮蓭兔后w面?zhèn)鬟f，頂?shù)装灞葔簻p小了，由此有效地避免了掘進(jìn)工作面底板突水事故的發(fā)生。

    5 綜采順槽鋼帶錨網(wǎng)支護(hù)的研究有結(jié)果

    綜合機(jī)械化開采順槽的支護(hù)方式對于生產(chǎn)礦井的掘進(jìn)速度、支護(hù)材料消耗、支護(hù)成本和回采工作面的端頭支護(hù)8等都有直接的影響，然而綜采順槽斷面隨著機(jī)械化程度的提高逐漸加大，如果仍然沿用梯形棚支架必然難以適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展。為此，兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司鮑店煤礦進(jìn)行了綜合機(jī)械化開采順槽支護(hù)形式的改革，并且對改革以后鋼帶錨網(wǎng)巷道支護(hù)的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、綜合經(jīng)濟(jì)效益開展了研究，支護(hù)效果良好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

    鋼帶錨網(wǎng)支護(hù)在試驗巷道中實現(xiàn)了懸吊、組合梁和楔固機(jī)理的綜合作用效果，從而使頂板處于良好的受力狀態(tài)。此外，由于鋼帶錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)簡單、體積小，運(yùn)輸工作量相對減少，巷道的有效面積相對增大。與礦工棚相比較，該支護(hù)不需要替棚，提高了工作面端頭支護(hù)的工作效率，也改善了工作環(huán)境。如果將單體支柱直接支設(shè)在鋼帶上，則可以減去掛十字頂梁，使工作面端頭支護(hù)得以簡化。根據(jù)巷道表面位移變形曲線分析，鋼帶錨網(wǎng)支護(hù)的巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律與其它支護(hù)形式圍巖變形是一致的，即開挖期間變形、穩(wěn)定期間的蠕變變形和回采期間的采動影響變形三個階段。圍巖變形速度在巷道開挖的時候和工作面回采期間變化明顯，并且出現(xiàn)了峰值，容易發(fā)生頂板離層和冒落。

    實踐表明，鋼帶錨網(wǎng)支護(hù)對巷道頂板產(chǎn)生的主動支護(hù)作用，能夠及時有效地控制頂板的惡化。試驗巷道由開挖至回采報廢，其頂板累計移近量是123mm，兩幫的累計移近量為182mm，巷道斷面總收縮率只有8.95%，與礦工鋼支護(hù)不相上下，變形以后的巷道斷面完全能夠滿足生產(chǎn)的要求；支護(hù)成本為172.50元 /m，為礦工鋼初次投入的23.3%，鋼材用量僅為礦工鋼支護(hù)的14.7%，降低了材料消耗。

    6 濟(jì)三礦綜放順槽錨網(wǎng)支護(hù)取得成功

    為了改善回采順槽的支護(hù)狀況及加快礦井的建設(shè)速度，濟(jì)南煤炭設(shè)計研究院和兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧三號煤礦在該礦北二采區(qū)首采工作面順槽進(jìn)行了錨網(wǎng)支護(hù)試驗，并且取得了成功。

    傳統(tǒng)的上下順槽梯形棚式支護(hù)與綜合機(jī)械化放頂煤工藝不相適應(yīng)，嚴(yán)重地制約著綜合機(jī)械化放頂煤工作面產(chǎn)量的進(jìn)一步提高。由于綜合機(jī)械化放頂煤順槽的圍巖屬于節(jié)理裂隙巖體，所以要求將傳統(tǒng)的外支護(hù)為主變?yōu)閮?nèi)加固為主，使得加固結(jié)構(gòu)與圍巖加固體共同承載，充分調(diào)動和利用圍巖本身來承受外載。鑒于圍巖變形和松動圈發(fā)展是全方位的，圍巖中的頂、底和兩幫相互影響，一方變形過大或者失穩(wěn)將會惡化另一方的穩(wěn)定條件。因此，要求支護(hù)結(jié)構(gòu)體系整體化，全封閉的整體式支護(hù)結(jié)構(gòu)是最理想的支護(hù)體系。根據(jù)以上分析，綜放順槽必須采用主動支護(hù)方式，并且形成支護(hù)整體，因而確定采用錨網(wǎng)加鋼筋梯的支護(hù)方式。順槽為矩形斷面，凈寬 4.0m，凈高3.0m。錨桿選用20#螺紋鋼桿體，樹脂藥卷，頂部錨桿長2.2m、兩幫1.8m，頂部的間排距為650mm700mm、兩幫為 700mm700mm，頂部7根錨桿、兩幫各4根。金屬網(wǎng)采用10#鐵絲編織菱形網(wǎng)，鋼筋梯采用10#圓鋼焊接而成。使用的時候，鋼筋梯托住金屬網(wǎng)，錨桿托盤壓住鋼筋梯。

    在試驗的過程中，對錨網(wǎng)支護(hù)和工字鋼支護(hù)進(jìn)行了礦壓觀測，內(nèi)容有巷道變形觀測、頂板離層監(jiān)測、錨桿受力觀測。錨網(wǎng)支護(hù)比工字鋼支護(hù)的頂?shù)装逡平�量小了近一半，說明錨桿支護(hù)不僅具有一定的初撐力，而且隨著圍巖的運(yùn)動其錨固力發(fā)揮著越來越大的作用，特別是通過錨桿和鋼筋梯、金屬網(wǎng)的組合作用，改善了錨桿的受力狀態(tài)，同時提高了錨桿組合巖梁承受彎曲拉應(yīng)力的能力。

    7 錨網(wǎng)支護(hù)在大采深大跨度綜放切眼的應(yīng)用

    兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧二號煤礦根據(jù)2301工作面切眼的地質(zhì)條件，確定了合理的錨桿支護(hù)參數(shù)。礦壓觀測數(shù)據(jù)分析表明，在大采深、厚頂煤的條件下，錨網(wǎng)支護(hù)能夠有效地維護(hù)切眼圍巖的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益十分顯著。

    2301工作面是這個礦的第一個綜放工作面，為傾斜長壁俯斜推進(jìn)，切眼沿煤層走向布置，斷面為矩形，寬7.6m、高2.8m，施工長度206m，沿煤層底板掘進(jìn)，留頂煤，平均采深561.49m，煤層平均傾角為5。。由于3下煤層的節(jié)理裂隙比較發(fā)育，該切眼的圍巖條件應(yīng)屬于IV類，即不穩(wěn)定圍巖。

    根據(jù)修正的普氏免壓拱理論，按照切眼一次成巷考慮的松動高度為4.89m，需要控制的圍巖范圍即為切眼的頂煤厚度。據(jù)此，按照淺梁理論確定的合理錨桿支護(hù)參數(shù)為：頂錨桿長度2.2m，安裝步距0.7m。以上計算是按一次成巷計算的，且需控圍巖范圍是按無支護(hù)時的松動范圍考慮的，再加上實際成巷是先掘?qū)ы�，支護(hù)后再刷大，因此7.6m跨度的懸露時間將減少。在這么大的范圍內(nèi)，難免會有一些較發(fā)育的節(jié)理、分層，甚至小斷層等，應(yīng)當(dāng)在切眼中部打2排摩擦支柱，增加錨網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性。切眼與順槽交叉點(diǎn)的范圍比較大，頂板懸空面積近90m2，最大懸空距離取對角線的長度約為14.5m。由于頂板結(jié)構(gòu)的限制，此處的圍巖松動范圍在兩幫可能有所增大，因此頂錨桿適當(dāng)加密即可以，但是煤幫必須用錨桿進(jìn)行加固，頂煤破碎處可以打一些單體支柱。

    應(yīng)用實踐表明：錨網(wǎng)支護(hù)與架棚支護(hù)相比，單個切眼的綜合經(jīng)濟(jì)效益為750.8774萬元；而且，在設(shè)備的安裝過程中消除了頂板事故的隱患，安全程度明顯提高。

    8 錨網(wǎng)技術(shù)在孤島工作面大跨度切眼的應(yīng)用

    兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司濟(jì)寧二號煤礦通過對2303孤島工作面切眼掘進(jìn)中遇到的問題進(jìn)行了研究，為同類型條件下的切眼施工提供了經(jīng)驗。

    根據(jù)該巷道三面臨空、圍巖差等特點(diǎn)，最初的支護(hù)方案確定導(dǎo)硐采取架設(shè)工字鋼棚、刷大采用摩擦支柱配合工字鋼頂梁支護(hù)，在兩端頭架設(shè)工字鋼抬棚支護(hù)，后來通過與科研單位的研究，在做切眼支護(hù)時采取如下方案：頂板采用Φ222400mm高強(qiáng)度樹脂錨桿，切眼外幫采用Φ222200mm高強(qiáng)度樹脂錨桿，內(nèi)幫（工作面推進(jìn)方向）采用LX39/18-1800型螺旋樹脂錨桿，間排距均為800mm，鋼筋梯采用W型鋼帶，錨桿要求全長錨固；切眼正常斷面內(nèi)布置雙排錨索，規(guī)格為Φ15.246000mm，間排距為2m2.4m，沿巷中布置間排距為900mm1000mm的雙排單體液壓支柱在切眼兩端頭和采煤機(jī)機(jī)窩開口處加打1排錨索和單體液壓支柱；在兩順槽與切眼相交處，沿順槽巷中布置1排注漿錨索，間距為1.6m；考慮到巷道底板為泥巖，兩幫最下邊一排錨桿距底板 300mm，并且斜向底板20。扎角；沿巷中布置1排注漿錨索，錨深7.5m，要求施工切眼導(dǎo)硐時必須施工注漿錨索。目前，23下03綜合機(jī)械化放頂煤孤島工作面已經(jīng)回采，其切眼在施工和安裝過程中較好地保持了巷道形狀，保障了工作面的施工和安裝的順利進(jìn)行。

    這個礦的實踐證明：采用錨網(wǎng)支護(hù)后，取消了原先工字鋼支架支護(hù)切眼時的運(yùn)棚和替棚等工序，減輕了工人的勞動強(qiáng)度；由于采用高強(qiáng)度樹脂錨桿和全長錨固，提高了巷道支護(hù)的整體性，保證了安全施工，同時由于采用了注漿錨索，增加了頂板巖層的粘結(jié)力，提高了頂板的穩(wěn)定性。

    9 綜合機(jī)械化放頂煤沿空巷道錨網(wǎng)支護(hù)

    兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司東灘煤礦在采深600～700m的條件下，結(jié)合礦壓觀測及理論分析，確定留設(shè)小煤柱護(hù)巷的合理尺寸及巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計的幾個關(guān)鍵問題，實際應(yīng)用效果顯著，也減少了由于設(shè)計引起的煤炭資源損失。

    4307 “孤島”綜合機(jī)械化放頂煤工作面順槽位于東灘礦四采區(qū)第七區(qū)段。由于此面上下兩個區(qū)段都已經(jīng)回采完畢，所以為“孤島”綜采放頂煤工作面。該面回采井田內(nèi)的 3上層煤，煤層厚度為4.9～5.3m，呈塊狀，內(nèi)生裂隙發(fā)育。煤層傾角0°～15°，普氏系數(shù)f=1.2～1.8。該巷所處地帶有小斷層，頂板裂隙發(fā)育，受輕微地質(zhì)構(gòu)造影響。直接頂為灰色粉砂巖，厚度為2.65～9.82m；老頂為灰白色中砂巖，厚度為6.57～18.37m；直接底為淺灰色粉砂巖，厚度為2.69～6.25m。他們采用鋼帶錨網(wǎng)支護(hù)和錨索補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)，使巷道表現(xiàn)出良好的力學(xué)特性，有效地控制了巷道圍巖的變形。據(jù)觀測，巷道頂板的最大移動量為203mm；兩幫的最大移動量為499mm，保證了巷道在整個服務(wù)期間的正常使用。

    實踐表明，為了達(dá)到最佳平衡點(diǎn)，他們綜合考慮了小煤柱尺寸與支護(hù)強(qiáng)度之間的關(guān)系，留設(shè)3.0～4.0m煤柱是合適的；綜合機(jī)械化放頂煤沿空巷道在采動影響的時候，采空區(qū)懸露的頂板以巷道實體煤側(cè)的巷幫為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致沿空巷道的兩幫及頂板位移量增大，所以如何提高小煤柱的支撐能力和增強(qiáng)上覆巖層支點(diǎn)的穩(wěn)定性是保證巷道穩(wěn)定的關(guān)鍵；與傳統(tǒng)的金屬棚支護(hù)相比較，采用錨桿和錨索聯(lián)合支護(hù)可以大幅度地降低支護(hù)的成本、改善采煤工作面端頭的作業(yè)環(huán)境、簡化作業(yè)工序、提高掘進(jìn)速度，其經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)顯著的。

    10 綜合機(jī)械化放頂煤沿空掘巷錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的研究

    兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司鮑店煤礦對綜合機(jī)械化放頂煤工作面沿空掘巷上覆巖層的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究，通過留設(shè)合理寬度的窄煤柱，滿足了巷道掘進(jìn)期間錨桿支護(hù)的需要，并且采用加強(qiáng)巷道兩幫的支護(hù)及預(yù)拉力錨桿支護(hù)，保證了巷道在經(jīng)受工作面動壓影響期間的穩(wěn)定性，在綜合機(jī)械化放頂煤工作面沿空掘巷的錨網(wǎng)支護(hù)取得了成功。

    厚煤層綜合機(jī)械化放頂煤沿空掘巷與實體煤巷相比較，工作面的超前動壓影響范圍大、巷道變形劇烈，采用錨網(wǎng)支護(hù)存在著很大的困難。此項研究表明，煤體在上區(qū)段采場工作面回采的過程中由彈性狀態(tài)進(jìn)入到塑性破壞階段，煤體產(chǎn)生了很大的變形量，隨著采動的影響及時間的延長，上覆巖層斷裂，并且逐漸反轉(zhuǎn)下沉，當(dāng)上覆巖層與鄰近的采空區(qū)矸石接觸并且壓實以后，煤體的變形基本穩(wěn)定，上覆巖層在煤體上方與采空區(qū)的底板組成了壓力拱結(jié)構(gòu)。位于采場老頂在煤體內(nèi)斷裂部位和位于采場老頂在采空區(qū)內(nèi)觸矸部位處的前后拱腳壓力是不相等的，屬于不對稱壓力拱。

    根據(jù)壓力拱中的應(yīng)力分布特點(diǎn)，在應(yīng)力升高區(qū)中的煤柱護(hù)巷和在原始應(yīng)力場的大煤柱護(hù)巷都是不可取的；在壓力降低區(qū)中的沿空掘巷分為無煤柱掘巷和小煤柱掘巷，無煤柱掘巷雖然能夠充分地開采煤炭資源，但是存在著巷道通風(fēng)、上區(qū)段采場采空區(qū)殘煤自燃等不利因素，因此沿空掘巷的最佳位置應(yīng)當(dāng)為小煤柱掘巷，最佳煤柱尺寸是在煤體不發(fā)生裂隙向采空區(qū)漏風(fēng)、誘發(fā)自燃及有利于巷道維護(hù)條件下的最小煤柱尺寸。鮑店煤礦的實踐表明：采用錨桿支護(hù)的巷道兩幫及頂板的下沉量、變形量分別比被動的架棚支護(hù)巷道降低了38.08%和23.29%，的最終斷面收縮率不大于30%，巷道的支護(hù)成本降低了32.96%，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

    11 南屯礦沿空掘巷錨網(wǎng)支護(hù)應(yīng)用效果好

    兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司南屯煤礦的沿空巷道錨網(wǎng)支護(hù)一直是有待攻克的技術(shù)難關(guān)。該礦先在1305上順槽進(jìn)行普通綜合機(jī)械化開采工作面沿空掘進(jìn)順槽錨網(wǎng)支護(hù)的試驗與研究，并且初步獲得了成功，隨后又將該項技術(shù)成功地應(yīng)用于1303綜合機(jī)械化放頂煤工作面沿空掘進(jìn)順槽。迄今為止，這個煤礦共施工沿空錨網(wǎng)巷道近萬米，直接經(jīng)濟(jì)效益近千萬元。

    在礦井深部地壓顯現(xiàn)較為劇烈的沿空巷道中，單純采用錨網(wǎng)支護(hù)的支護(hù)強(qiáng)度及可靠性相對較底。為此，他們引進(jìn)了預(yù)應(yīng)力錨索輔助支護(hù)技術(shù)，與錨網(wǎng)支護(hù)聯(lián)合應(yīng)用于沿空巷道中，有效地解決了沿空錨網(wǎng)巷道應(yīng)力集中、變形明顯等一系列難題。

    通過對沿空施工巷道的礦壓觀測和分析，并且與相似條件下實體煤巷道的變形情況進(jìn)行了對比，得出了以下結(jié)論：沿空巷道施工造成的巷道表面位移量大大高于相似條件下的實體煤巷道；同實體煤巷道相比較，沿空巷道受到掘進(jìn)動壓影響的早期來壓和變形較為明顯，而架棚巷道一旦出現(xiàn)明顯變形，則較難采取控制措施，巷道的返修率高；沿空巷道中，尤其是沿著3層煤頂板掘進(jìn)的普通綜采順槽中的棚腿彎曲更甚于棚梁變形，不少棚腿出現(xiàn)因彎曲過度而斷裂的現(xiàn)象；在掘進(jìn)的過程中，由于沿空巷道的側(cè)壓較為明顯，采用架棚支護(hù)時棚腿的抗側(cè)壓能力又過于薄弱，使得棚腿的扎角變小或者成為倒扎角而滿足不了規(guī)程要求和使用需要，極大地增加了巷道的維護(hù)及維修工作量；沿空側(cè)煤柱在2m 及以上時煤體相對較為完整，片幫現(xiàn)象較輕，煤柱小于2m時沿空側(cè)的煤體較為松散。在不考慮工字鋼支架與錨網(wǎng)支護(hù)材料運(yùn)輸費(fèi)用差額的情況下，每施工1m巷道，3層煤及3層煤沿空錨網(wǎng)支護(hù)分別占用資金886.3元和1088.3元，而采用礦用工字鋼棚支護(hù)為1713.7元。

    12 鮑店礦推廣煤巷錨網(wǎng)支護(hù)效益顯著

    兗州礦業(yè)（集團(tuán)）公司鮑店煤礦大力推廣煤巷錨網(wǎng)支護(hù)新工藝，每米巷道的支護(hù)材料費(fèi)用比原先采用架棚支護(hù)節(jié)約近千元。迄今為止，這個礦已經(jīng)應(yīng)用煤巷錨網(wǎng)支護(hù)3萬多米，共節(jié)約支護(hù)材料費(fèi)用3000多萬元。

    巷道支護(hù)工藝與掘進(jìn)速度、支護(hù)材料消耗、支護(hù)成本和端頭支護(hù)方法等有著直接的關(guān)系。隨著我國煤礦采掘機(jī)械化水平的不斷提高，采準(zhǔn)巷道的斷面亦在不斷地加大，改善和簡化巷道與端頭支護(hù)的要求越來越迫切。因此，將綜采順槽多年來采用的棚式支架支護(hù)改成錨網(wǎng)支護(hù)已是勢在必行。

    鮑店礦的煤巷錨網(wǎng)支護(hù)主要是在頂、幫均為實體的3煤和3煤層中，這兩層煤的硬度約為f=2～4。實測采前松動圈數(shù)值為1.0～1.1m，屬于III類一般圍巖；采動影響期間的松動圈數(shù)值為1.8～1.9m，屬于 IV類大松動圈圍巖。頂幫均采用Φ181800mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，頂部錨桿的錨固力為80kN、兩幫為50kN，錨桿的間排距最大為800mm。頂部錨桿在巷道兩肩窩部必須布置與水平方向成60°，錨深為1800mm，其錨固端與巷幫的水平距離不小于800mm。其它錨桿呈扇形布置。兩幫錨桿與巖面垂直布置，而且兩幫下部的第一根錨桿距離底板不大于500mm。頂部選用一卷規(guī)格為Φ23700mm的雙速樹脂藥卷進(jìn)行端錨，兩幫用一卷 Φ23350mm的超快速樹脂藥卷進(jìn)行端錨。背幫背頂采用鋼筋梯子和金屬網(wǎng)滿背。

    該礦在大力推廣煤巷錨網(wǎng)支護(hù)的同時，還對已經(jīng)施工的錨網(wǎng)巷道進(jìn)行了跟蹤設(shè)站觀測，結(jié)果表明煤巷錨網(wǎng)支護(hù)在工作面順槽中表現(xiàn)出良好的力學(xué)特性，實現(xiàn)了懸吊、組合梁和楔固機(jī)理，有效地加固了頂板巖層，保持了巷道頂板的完整性。

來源：資源網(wǎng)