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摘要：采空区下方巷道支护一直是棘手的问题，传统支护方式为架棚支护，该方式不仅劳动强度大、支护成本高，且支护效果较差。为解决采空区下方支护难题，该矿充分借鉴肥城局雷庄矿桁架梁支护经验，结合现场实际，推广应用锚梁支护，取得了较好效果。
关键词：采空区下方 煤巷 锚梁支护
1 概况
新驿煤矿一采区1103下轨道顺槽沿3上2煤层顶板掘进，3上2煤层平均厚度2.5m，其直接顶为泥岩-粉砂质泥岩，层理发育，厚度0～5m，平均厚度3.1m，单向抗压强度20～35MPa，其上部为3上1煤层采空区，3上1煤层平均厚度1.8m，煤层顶底板柱状图见下图。
2 巷道断面设计
为了满足通风、行人、运输等需要，巷道设计为矩形断面，净宽3.2m，净高2.5m。
3 支护方式的选择
金属棚支护：由于3上2煤层直接顶为泥岩-粉砂质泥岩，且层理发育，顶板极易分层折断垮落，棚头中间承受极大的压力将变形下沉，当下沉达到一定限度时，棚头就会折断或从棚腿上掉下來，造成冒顶事故；同时围岩侧压会导致金属棚扭曲变形，最终歪倒。另外金属棚辅助运输量大，工人劳动强度大，巷道掘进速度慢。锚网支护：利用锚杆挤压加固拱作用支护原理，对巷帮起到较好的支护作用，但顶板锚杆虽然通过锚固可以将顶板形成组合梁，却因再生顶板粘结力较小整体性差，组合梁受到上部岩石挤压将会整体垮落。锚梁支护：它是锚杆高强度主动支护和钢梁高强度被动支护相结合的新型支护方式。其支护原理是用锚杆将钢梁与顶板形成组合梁，并通过锚杆将这一组合梁悬吊在巷道两肩；达到阻止顶板下沉的目的。同时锚梁支护有着机械化程度高，施工速度快，辅助运输少等优点。
通过比较确定：采用锚梁支护作为主要永久支护方式；只有在3上1煤层和3上2煤层的层间距小于3.0m时采用梯形金属棚支护。
4 锚梁支护技术
钢梁使用矿用11#工字钢加工，长3200mm，每根梁两肩各使用2根树脂锚杆固定，锚杆与顶板垂直方向夹角45°，两根锚杆夹角12°；棚梁中部布置1组2根树脂锚杆，锚杆垂直于顶板；锚杆与梁之间使用专用垫板（垫板为Ф20mm钢板加工）；棚梁上部贴顶板挂网，网与梁之间加搪棒、木楔，搪棒用ф80mm半圆木加工，长1000mm，每排6根，均匀布置，锚梁排距中-中800mm；两帮采用树脂锚杆配金属网支护，锚杆间距中-中900mm，上部帮锚杆距顶板500mm；全断面树脂锚杆规格均为ф18*2100
mm，每根锚杆配两支K2370树脂锚固剂，锚固长度1.4m，锚固力100KN，锚杆扭矩150N.m；金属网采用8#冷拔丝编织，顶网4000*900mm，帮网2200*900mm。
按悬吊理论计算锚杆参数：
4.1 锚杆长度计算
L=L1+L2+KH
式中：L——锚杆长度，m。
H——冒落拱高度，m。
K——安全系数，一般取K=2。
L1——锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m。
L2——锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m。
其中：H=B/2f=0.5（m）。
式中：B——巷道开掘宽度，取4.0m。
f——岩石坚固性系数，砂岩取4。
则L=2×0.5+0.5+0.1=1.6（m）。
4.2 锚杆杆体直径计算
锚杆杆体直径根据杆体承载力与锚固力等强度原则确定，即
式中：d——锚杆直径，mm。
Q——锚杆设计锚固力，100KN/根。
δt——杆体材料抗拉强度，400MPa。
4.3 锚杆株距、排距计算
通常株排距相等，取a：
a——锚杆株排距，m。
Q——锚杆设计锚固力，100KN/根。
H——冒落拱高度，取0.5m。
R——被悬吊砂岩的重力密度，取25.48KN/m3。
K——安全系数，一般取K=2。
通过以上计算，选用直径18mm、长度2100mm的等强度螺纹钢锚杆，按照上述布置满足支护要求。支护断面图见下图。
5 巷道变形量监测
5.1 监测项目及测站布置
为保证施工安全和检验支护设计的合理性，要对锚梁支护作矿压监测，包括顶底板移近量、锚杆预紧力和抗拔力。在巷道断面中部每30m安设一个顶底板移近梁观测仪；工作面常备锚杆扭矩扳手和锚杆拉力器。
5.2 监测内容
顶底板移近梁观测仪距迎头60m以内的每天观测一次，60m以外的每5天观测一次，并将观测结果记录在专用记录本上；每班对施工的锚杆预紧力全部监测，并对以前施工的锚杆进行抽检，不符合要求的立即整改；每15m检验一组锚杆的抗拔力，每组不少于5根，对不合格的进行补锚杆处理。
6 应用效果
自2006年2月1日至3月28日，1103下轨道顺槽共掘进360m，月平均进尺180m。而与其同期施工，断面规格、运输条件都相同，梯形金属棚支护的1103下皮带顺槽仅仅掘进了156m，月进尺不到80m。自2006年4月1日起，1103下皮带顺槽也已经开始采用锚梁支护方式，并于4月3日中班实现单班进尺2.4m。
参考文献：
[1]刘京强，陈召征，徐玉学，张红方.采空区下复合顶板锚梁支护的研究与应用[J].山东煤炭科技，2009（05）.
[2]靳一民，徐基根.煤巷锚梁支护技术的应用[J].矿山压力与顶板管理，2004（02）.
[3]杨建辉，郭延华，杨万斌.下分层回采巷道锚梁支护技术研究[J].煤炭学报，2000（02）.
作者简介：孙成强（1971-），男，山东临沂人，新驿煤矿调度室主任，助理工程师，主要研究方向：采矿工程技术。
关键词：采空区下方 煤巷 锚梁支护
1 概况
新驿煤矿一采区1103下轨道顺槽沿3上2煤层顶板掘进，3上2煤层平均厚度2.5m，其直接顶为泥岩-粉砂质泥岩，层理发育，厚度0～5m，平均厚度3.1m，单向抗压强度20～35MPa，其上部为3上1煤层采空区，3上1煤层平均厚度1.8m，煤层顶底板柱状图见下图。
2 巷道断面设计
为了满足通风、行人、运输等需要，巷道设计为矩形断面，净宽3.2m，净高2.5m。
3 支护方式的选择
金属棚支护：由于3上2煤层直接顶为泥岩-粉砂质泥岩，且层理发育，顶板极易分层折断垮落，棚头中间承受极大的压力将变形下沉，当下沉达到一定限度时，棚头就会折断或从棚腿上掉下來，造成冒顶事故；同时围岩侧压会导致金属棚扭曲变形，最终歪倒。另外金属棚辅助运输量大，工人劳动强度大，巷道掘进速度慢。锚网支护：利用锚杆挤压加固拱作用支护原理，对巷帮起到较好的支护作用，但顶板锚杆虽然通过锚固可以将顶板形成组合梁，却因再生顶板粘结力较小整体性差，组合梁受到上部岩石挤压将会整体垮落。锚梁支护：它是锚杆高强度主动支护和钢梁高强度被动支护相结合的新型支护方式。其支护原理是用锚杆将钢梁与顶板形成组合梁，并通过锚杆将这一组合梁悬吊在巷道两肩；达到阻止顶板下沉的目的。同时锚梁支护有着机械化程度高，施工速度快，辅助运输少等优点。
通过比较确定：采用锚梁支护作为主要永久支护方式；只有在3上1煤层和3上2煤层的层间距小于3.0m时采用梯形金属棚支护。
4 锚梁支护技术
钢梁使用矿用11#工字钢加工，长3200mm，每根梁两肩各使用2根树脂锚杆固定，锚杆与顶板垂直方向夹角45°，两根锚杆夹角12°；棚梁中部布置1组2根树脂锚杆，锚杆垂直于顶板；锚杆与梁之间使用专用垫板（垫板为Ф20mm钢板加工）；棚梁上部贴顶板挂网，网与梁之间加搪棒、木楔，搪棒用ф80mm半圆木加工，长1000mm，每排6根，均匀布置，锚梁排距中-中800mm；两帮采用树脂锚杆配金属网支护，锚杆间距中-中900mm，上部帮锚杆距顶板500mm；全断面树脂锚杆规格均为ф18*2100
mm，每根锚杆配两支K2370树脂锚固剂，锚固长度1.4m，锚固力100KN，锚杆扭矩150N.m；金属网采用8#冷拔丝编织，顶网4000*900mm，帮网2200*900mm。
按悬吊理论计算锚杆参数：
4.1 锚杆长度计算
L=L1+L2+KH
式中：L——锚杆长度，m。
H——冒落拱高度，m。
K——安全系数，一般取K=2。
L1——锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m。
L2——锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m。
其中：H=B/2f=0.5（m）。
式中：B——巷道开掘宽度，取4.0m。
f——岩石坚固性系数，砂岩取4。
则L=2×0.5+0.5+0.1=1.6（m）。
4.2 锚杆杆体直径计算
锚杆杆体直径根据杆体承载力与锚固力等强度原则确定，即
式中：d——锚杆直径，mm。
Q——锚杆设计锚固力，100KN/根。
δt——杆体材料抗拉强度，400MPa。
4.3 锚杆株距、排距计算
通常株排距相等，取a：
a——锚杆株排距，m。
Q——锚杆设计锚固力，100KN/根。
H——冒落拱高度，取0.5m。
R——被悬吊砂岩的重力密度，取25.48KN/m3。
K——安全系数，一般取K=2。
通过以上计算，选用直径18mm、长度2100mm的等强度螺纹钢锚杆，按照上述布置满足支护要求。支护断面图见下图。
5 巷道变形量监测
5.1 监测项目及测站布置
为保证施工安全和检验支护设计的合理性，要对锚梁支护作矿压监测，包括顶底板移近量、锚杆预紧力和抗拔力。在巷道断面中部每30m安设一个顶底板移近梁观测仪；工作面常备锚杆扭矩扳手和锚杆拉力器。
5.2 监测内容
顶底板移近梁观测仪距迎头60m以内的每天观测一次，60m以外的每5天观测一次，并将观测结果记录在专用记录本上；每班对施工的锚杆预紧力全部监测，并对以前施工的锚杆进行抽检，不符合要求的立即整改；每15m检验一组锚杆的抗拔力，每组不少于5根，对不合格的进行补锚杆处理。
6 应用效果
自2006年2月1日至3月28日，1103下轨道顺槽共掘进360m，月平均进尺180m。而与其同期施工，断面规格、运输条件都相同，梯形金属棚支护的1103下皮带顺槽仅仅掘进了156m，月进尺不到80m。自2006年4月1日起，1103下皮带顺槽也已经开始采用锚梁支护方式，并于4月3日中班实现单班进尺2.4m。
参考文献：
[1]刘京强，陈召征，徐玉学，张红方.采空区下复合顶板锚梁支护的研究与应用[J].山东煤炭科技，2009（05）.
[2]靳一民，徐基根.煤巷锚梁支护技术的应用[J].矿山压力与顶板管理，2004（02）.
[3]杨建辉，郭延华，杨万斌.下分层回采巷道锚梁支护技术研究[J].煤炭学报，2000（02）.
作者简介：孙成强（1971-），男，山东临沂人，新驿煤矿调度室主任，助理工程师，主要研究方向：采矿工程技术。