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[摘 要]泊江海子矿是鄂尔多斯地区首个大埋深矿井，该地区浅部巷道锚杆支护技术已经不能满足现场需要。由于没有类比矿井资料，在支护方式的选择和支护参数的设计上存在很大的盲目性。基于这种现状，有必要对泊江海矿煤巷锚杆支护技术进行研究，保证巷道围岩稳定，实现安全生产。本文通过工程实践的研究方法，比较了不同支护参数对煤巷锚杆支护效果的影响，从而对我矿煤巷支护参数进行了优化，取得了良好的效果。
[关键词]大埋深、锚杆支护、支护参数、优化
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0374-02
泊江海子矿属于正在建设的特大型现代化矿井，设计年产量3Mt/a，位于鄂尔多斯东胜煤田西北边缘。目前，在鄂尔多斯地区泊江海子矿属于最大埋深矿井，3-1煤为矿区主采煤层，煤层埋深567～531m。
1、泊江海子矿113101工作面概况
113101工作面位于矿井+803.5m水平，西翼一盘区东部，为矿井首采工作面。该面北起西翼大巷保护煤柱，南至109国道保护煤柱线，东至西翼一盘区边界，西邻设计的113102工作面。工作面标高为+800.0～+851.8m，地面标高+1372～+1385m。
3-1煤层位于侏罗系中下统延安组上部，上距延安组顶界11.5～20m，下距3-1下煤层2.03～6.59m。3-1煤层为黑色，碎块状、粒状及粉沫状，以暗煤为主，夹镜煤条带，见丝碳，阶梯状断口，内生裂隙发育，弱沥青光泽，属暗淡型煤。煤层厚度3.85～6.90m，平均厚5.34m，煤层倾角0～3°，平均1.5°。直接顶为砂质泥岩，厚0～12.7m，老顶为细砂岩，厚3～16.31m，直接底为砂质泥岩，厚2.03～6.59m，老底为粉、细砂岩，厚6.29～10.18m。工作面岩性柱状图见图1。
2、原设计支护方案
2.1 初始设计支护方案
113101工作面辅运顺槽巷道采用锚梁网+锚索联合支护，断面设计形状为矩形，顺槽设计工程量2757m，净断面：宽×高=5200mm×3800mm。
辅运顺槽初始支护方案：顶部锚杆采用φ22×2500mm树脂高强螺纹钢锚杆，牌号SMG335，间排距为800×800mm；帮部锚杆老塘侧采用φ22×2500mm，工作面侧采用φ22×2400mm玻璃钢锚杆，间排距为900×800mm。顶部网片采用8#镀锌铁丝机械编织菱形网，帮部采用双向拉伸塑料网。锚索由7根钢绞线捻成，规格17.8×6300mm。锚索排列方式按3-0-3布置，间排距1600×1600mm。
采取此种支护方案施工过程中，发现顶板离层量较大（见图2），且帮部支护不能满足现场需要，经常出现托盘压碎等现象。
2.2 更改设计支护方案
由于初始支护方案不能满足施工需要，我矿及时对辅运顺槽支护方案进行了调整。支护方案更改为：帮部网片由双向拉伸塑料网更改为10#镀锌铁丝机械编织菱形网，帮部锚杆由φ22×2400mm玻璃钢锚杆更改为φ18×2000mm树脂高强螺纹钢锚杆。顶部锚杆间排距调整为800×900mm；帮部锚杆间排距调整为900×900mm。锚索由7根钢绞线捻成，规格17.8×6300mm。锚索排列方式按3-0-3布置，间排距调整为1400×1800mm。其余未做调整。巷道施工一段长度后发现，更改支护方案后施工巷道顶板离层量也偏大（见图3），矿压显现较明显。
3、支护方案优化设计
3.1 对已施工巷道采取措施
由于前期施工巷道矿压显现较明显，我矿对113101工作面辅运顺槽已施工的锚梁网支护巷道进行了多次安全隐患排查，对发现的隐患及时采取了针对性加固措施，主要有：施工走向锚索、套棚、补打点柱等。
3.2 113101工作面辅运顺槽优化支护方案设计
辅运顺槽断面形状由矩形调整为平顶微拱形，尺寸也做了相应调整，辅运顺槽：宽×中高=5.0×3.8m。顺槽支护方案优化为：顶板采用δ3×178×5000mm的W型钢带，？5600×950mm的8#菱形金属网和7根Φ22×2500mm锚杆支护。锚杆间排距800×800mm。锚索采用“3-3”布置，锚索规格为：Φ17.8×7300mm，槽钢规格为14#槽钢，长3.2m；为了组成斜拉结构，顶板两侧锚索按照与顶板成75°扎角向两侧煤帮外扎；为了提高锚索内锚端树脂锚固剂的密实度，要求所有Φ17.8mm规格锚索均应在距锚索内锚端头1.4mm位置设置橡胶挡环。
巷帮均采用Φ12×3000×70mm+Φ12×1100×70mm的钢筋梯子梁，4200×950mm的10#菱形金属网和4根Φ18×2000mm锚杆支护。Φ12×3000×70mm梯子梁端头预先按1m半径弯成四分之一圆弧，梯子梁弯曲圆弧端在肩窝处与顶板W钢带实现压茬，肩窝锚杆穿过压茬的梯子梁和顶板W钢带垂直煤岩帮锚入顶板。两顺槽巷帮锚杆间排距800×800mm，帮部底角锚杆向下按15°扎角布置。
4、结束语
1、优化后支护方案施工巷道矿压显现较平缓。支护方案优化后的巷道已施工600余米，巷道矿压显现较平缓，顶板离层量一般为原设计支护巷道段的20%左右。
2、优化后支护方案具有较高的经济效益。支护方案优化后施工巷道整体稳定性强，未发生大的围岩变形，巷道未进行任何加固措施即可保证后期回采使用。较原支护方案巷道补打锚索、架棚等加固措施相比具有明显的经济效益。
3、为该地区类似矿井煤巷支护方案提供了宝贵的经验。由于我矿是该地区首个大埋深矿井，矿压规律没有借鉴性，需经过自身工程实践来寻找适合本地区的支护方案。根据我矿现场试验可知，优化后支护方案适合本地区大埋深矿井煤巷支护，具有明显的技术经济效益，可以进一步在本地区推广。
[关键词]大埋深、锚杆支护、支护参数、优化
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0374-02
泊江海子矿属于正在建设的特大型现代化矿井，设计年产量3Mt/a，位于鄂尔多斯东胜煤田西北边缘。目前，在鄂尔多斯地区泊江海子矿属于最大埋深矿井，3-1煤为矿区主采煤层，煤层埋深567～531m。
1、泊江海子矿113101工作面概况
113101工作面位于矿井+803.5m水平，西翼一盘区东部，为矿井首采工作面。该面北起西翼大巷保护煤柱，南至109国道保护煤柱线，东至西翼一盘区边界，西邻设计的113102工作面。工作面标高为+800.0～+851.8m，地面标高+1372～+1385m。
3-1煤层位于侏罗系中下统延安组上部，上距延安组顶界11.5～20m，下距3-1下煤层2.03～6.59m。3-1煤层为黑色，碎块状、粒状及粉沫状，以暗煤为主，夹镜煤条带，见丝碳，阶梯状断口，内生裂隙发育，弱沥青光泽，属暗淡型煤。煤层厚度3.85～6.90m，平均厚5.34m，煤层倾角0～3°，平均1.5°。直接顶为砂质泥岩，厚0～12.7m，老顶为细砂岩，厚3～16.31m，直接底为砂质泥岩，厚2.03～6.59m，老底为粉、细砂岩，厚6.29～10.18m。工作面岩性柱状图见图1。
2、原设计支护方案
2.1 初始设计支护方案
113101工作面辅运顺槽巷道采用锚梁网+锚索联合支护，断面设计形状为矩形，顺槽设计工程量2757m，净断面：宽×高=5200mm×3800mm。
辅运顺槽初始支护方案：顶部锚杆采用φ22×2500mm树脂高强螺纹钢锚杆，牌号SMG335，间排距为800×800mm；帮部锚杆老塘侧采用φ22×2500mm，工作面侧采用φ22×2400mm玻璃钢锚杆，间排距为900×800mm。顶部网片采用8#镀锌铁丝机械编织菱形网，帮部采用双向拉伸塑料网。锚索由7根钢绞线捻成，规格17.8×6300mm。锚索排列方式按3-0-3布置，间排距1600×1600mm。
采取此种支护方案施工过程中，发现顶板离层量较大（见图2），且帮部支护不能满足现场需要，经常出现托盘压碎等现象。
2.2 更改设计支护方案
由于初始支护方案不能满足施工需要，我矿及时对辅运顺槽支护方案进行了调整。支护方案更改为：帮部网片由双向拉伸塑料网更改为10#镀锌铁丝机械编织菱形网，帮部锚杆由φ22×2400mm玻璃钢锚杆更改为φ18×2000mm树脂高强螺纹钢锚杆。顶部锚杆间排距调整为800×900mm；帮部锚杆间排距调整为900×900mm。锚索由7根钢绞线捻成，规格17.8×6300mm。锚索排列方式按3-0-3布置，间排距调整为1400×1800mm。其余未做调整。巷道施工一段长度后发现，更改支护方案后施工巷道顶板离层量也偏大（见图3），矿压显现较明显。
3、支护方案优化设计
3.1 对已施工巷道采取措施
由于前期施工巷道矿压显现较明显，我矿对113101工作面辅运顺槽已施工的锚梁网支护巷道进行了多次安全隐患排查，对发现的隐患及时采取了针对性加固措施，主要有：施工走向锚索、套棚、补打点柱等。
3.2 113101工作面辅运顺槽优化支护方案设计
辅运顺槽断面形状由矩形调整为平顶微拱形，尺寸也做了相应调整，辅运顺槽：宽×中高=5.0×3.8m。顺槽支护方案优化为：顶板采用δ3×178×5000mm的W型钢带，？5600×950mm的8#菱形金属网和7根Φ22×2500mm锚杆支护。锚杆间排距800×800mm。锚索采用“3-3”布置，锚索规格为：Φ17.8×7300mm，槽钢规格为14#槽钢，长3.2m；为了组成斜拉结构，顶板两侧锚索按照与顶板成75°扎角向两侧煤帮外扎；为了提高锚索内锚端树脂锚固剂的密实度，要求所有Φ17.8mm规格锚索均应在距锚索内锚端头1.4mm位置设置橡胶挡环。
巷帮均采用Φ12×3000×70mm+Φ12×1100×70mm的钢筋梯子梁，4200×950mm的10#菱形金属网和4根Φ18×2000mm锚杆支护。Φ12×3000×70mm梯子梁端头预先按1m半径弯成四分之一圆弧，梯子梁弯曲圆弧端在肩窝处与顶板W钢带实现压茬，肩窝锚杆穿过压茬的梯子梁和顶板W钢带垂直煤岩帮锚入顶板。两顺槽巷帮锚杆间排距800×800mm，帮部底角锚杆向下按15°扎角布置。
4、结束语
1、优化后支护方案施工巷道矿压显现较平缓。支护方案优化后的巷道已施工600余米，巷道矿压显现较平缓，顶板离层量一般为原设计支护巷道段的20%左右。
2、优化后支护方案具有较高的经济效益。支护方案优化后施工巷道整体稳定性强，未发生大的围岩变形，巷道未进行任何加固措施即可保证后期回采使用。较原支护方案巷道补打锚索、架棚等加固措施相比具有明显的经济效益。
3、为该地区类似矿井煤巷支护方案提供了宝贵的经验。由于我矿是该地区首个大埋深矿井，矿压规律没有借鉴性，需经过自身工程实践来寻找适合本地区的支护方案。根据我矿现场试验可知，优化后支护方案适合本地区大埋深矿井煤巷支护，具有明显的技术经济效益，可以进一步在本地区推广。