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摘要：煤矿采用了沿空掘巷留小煤柱式的开采方式，从而有效的减轻了矿井采掘接替紧张的局面，是因为某矿对300米以下的煤柱进行了高标准的设计。分析了支护和布置参数，点明了合理支护的具体方法。事实证明运用锚网索联合的支护方法，既达到了支护效果，又收到了安全，效益又好的效果。
关键词：联合支护 沿空掘巷 煤柱合理尺寸 锚网索联合支护
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-309-01
某矿一2和二22煤层是主要的可采煤层，其中一2 的平均厚度约为2.38米，平均厚度是0.89～3.45米。当前矿井北侧储量不多，预备回采户巷煤柱[1]。280米以下的煤层可采区为一2煤层，其典型特点是煤层的顶板和底板以泥岩和砂质泥岩为主，并伴有少量的细质砂岩，所以结构简单，赋存稳定[2]。-280m的煤柱回风巷是沿空掘巷，面临巷道变形量大，受采动影响严重等诸多支护难题[3]。为了更合理的科学的维护巷道，保证工作的安全进行，掌握了分道围岩应力分布特征和矿压显现规律，根据地质条件又进行了理论分析，最后终于确定了采用锚网索联合支护的方式[4，5]。
1.锚网索联合支护应用的机理
锚杆支护由于加固了围岩的表层，从而既能改善下面岩层的受力状态，又提高了岩层的承载能力原因是在弱岩层中形成的压力带，使被锚杆固定的岩层形成了一个承接的结构[1]。锚杆安装完成后就对围岩产生了横向或者轴向的支护阻力，当围岩变形时支护阻力会随之增加，加上锚杆的悬吊作用，使顶板离层和巷道表面位移量得到了有效的控制[4]。因此通过锚杆和锚索的互补起到的联合支护作用，增强了围岩的稳定性和整体性[2]。
2.施工设计和支护要求
2.1工作面的整体概况
位于地层下280m的煤柱回风巷，与之相邻的东西南北方向分别为F23-4断层带、专用的回风巷（24）、24051采空区和地下280米处的回风巷，对24051工作面进行回采以及地下280m处回风巷的掘进资料综合分析，结果表明F23-3逆断层的落差、倾向、走向和倾角分别是：0～ 1.2m、255°（平均值）、165°（平均值）和38°（平均值）；F23-4的落差是3.8～7.9m、平均倾角50°、平均走向204°、平均倾向140°[1，2]。
2.2沿空掘巷的合理煤柱尺寸
巷道在掘进时会沿着采空边缘的煤柱进行，而周围的围岩会受到采动的影响变得破碎，从而造成巷道会变形[6]。所以保留的煤柱尺寸过大或过小都不合适，过大时会造成资源浪费，而过小会使围岩更加破碎，巷道更难支护[3]。如果将锚杆安設在破碎区域中，锚杆的固力会减弱综合考虑锚杆的松动和长度等方面的系数，合理的煤柱尺寸应该不超过4.8m，大约在2.7m左右[2]。
2.3联合支护的各项参数
①巷帮支护参数：采用了1700 mm×17 mm端头锚固式的圆钢锚杆，间排距离都750mm；使用了2卷型树脂锚固剂进行锚固（MSK2335），为更好的实现主动让压支护，帮锚杆采用复合样式的托盘： 里面是规格为240 mm×50mm×350mm的木托盘，外层是规格为10 mm×120 mm×120 mm的金属托盘，为防止巷道底鼓，巷道底板与巷道下方的底角锚杆设计成 30°的角布置[2，4]。为了避免巷帮严重变形，增大了支护的强度，沿空侧布置了1排帮锚索，帮锚索采用了 14. 88mm ×5.9m的钢绞线制成，采用 3卷树脂锚固剂（MSK2350 型）进行锚固，锚固力不能低于250kN，在巷帮距底板900mm位置处1排帮锚索，其排距是2900mm，紧靠煤帮安设，锚索托梁用废旧 的10号矿用工字钢加工成的，其长度和孔径分别是9500 mm、14 mm[3，5]。
②顶板的支护参数：采用 2100mm×20mm端头锚固式的螺纹钢锚杆，每根锚杆使用2 卷树脂锚固剂（MSK2335型）进行正常锚固，平均锚杆间排距是790mm，当顶板的地质条件条件相对较差时，可以更改为使用500mm ×500mm的锚杆托盘，这种托盘属于一种冷压碟形钢板（规格：是 10mm×110mm×110mm，金属网选用长2 000 mm， 宽1 000 mm 的菱形网， 菱形网是采用钢板冷压加工而成的， 锚梁采用圆（14mm）钢加工制作呈的梯子梁，使用14.98mm×5900mm的钢绞线制作成顶锚索[1，2]。总体看来，在巷道掘进期间（巷道顶板稳定后），没有出现过严重的破碎网兜现象，巷道顶底板的变形得到了有力的控制，在回采期间，比掘进期间围岩变形明显增大，特别是距采面31m范围内应进行超前维护，巷道两帮应该打好单体液压支柱，穿好柱鞋等以便加强支护，防止巷道的严重变形，以便保证巷道断面安全生产[2，5]。
3.支护的效果
根据设计好的联合支护参数和锚网索联合支护对我矿井的巷道进行的现场实际施工，取得效果非常显著，在巷道的回采和正常掘进期间，对实地考察和观测了深度达300m的煤柱回风巷位置处的变形围岩变，依据实际观测到的巷道矿压以及巷道支护，我们发现他们典型特点表现在以下几方面：⑴在整个掘进过程中，影响时间一般2.5～5 天，时间比较短，巷道围岩变形量逐渐趋于稳定。巷道顶底板和两帮的移近量累计达到14～33mm、28～58mm，他们的底鼓量累积量是9～ 24mm[3，4]。
⑵在煤矿的回采期间，因为受到采矿的影响，即使想到处的顶底板的岩性比较好，但是也给巷道围岩造成了二次破坏，给巷道支护带来了更大的困难[1]。巷道的顶底板和两帮的移近量分别累计达到了190～380mm、95～310mm[6]。从整体上来看，在掘进期间，当巷道的顶板稳定之后，网兜没有出现较为严重的破碎现象，也有效的控制了顶底板和巷道两帮的变形问题[2]。在矿井的回采期间，巷道两帮的围岩变形程度明显大于掘进期间，特别需要超前维护距综采面28m范围处，还应加强巷道两帮的支护，例如穿好柱鞋、打好单体的液压支柱，从而有效防止巷道变形，以保障巷道掘进中断面的安全生产[4]。
4.结语
实践经验表明，在沿空掘巷治理中使用锚网索联合支护方式，不仅能有效提高掘进巷道的支护效果，还能获得显著的安全和经济效益；在对沿空掘巷进行锚网索联合支护时，需要不断的优化锚网索的支护参数，从信息反馈、参数设计和巷道的实际不知情况着手进行综合考虑，以期寻找到最优过程；沿空掘巷中保留巷道安全生产和正常使用的煤柱宽度（2.7～4.8m），能有效防止回采期间和掘进期间的媒体上方或者巷道上方出现断裂。
参考文献
[1]彭佳佳，李玉龙，张晴. 沿空掘巷煤柱合理宽度及支护技术研究[J]. 能源技术与管理，2012，06：76-78.
[2]屈延嗣，王卫军，余伟健，罗立强，王东洋，陈旭. 深井沿空掘巷煤柱合理宽度优化[J]. 矿业工程研究，2012，04：37-41.
[3]冀新伟，王满想. 沿空掘巷区段煤柱合理尺寸的研究[J]. 中国新技术新产品，2010，14：3-4.
[4]秦永洋，许少东，杨张杰. 深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化[J]. 煤炭科学技术，2010，02：15-18.
[5]邢攀. 沿空掘巷中锚筋夹芯煤柱混凝土隔离墙的结构性能研究[D].西安科技大学，2012.
[6]梅光发. 锚杆锚索注浆加固联合支护技术在小煤柱沿空掘巷中的应用[J]. 煤，2011，11：30-31+45.
关键词：联合支护 沿空掘巷 煤柱合理尺寸 锚网索联合支护
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-309-01
某矿一2和二22煤层是主要的可采煤层，其中一2 的平均厚度约为2.38米，平均厚度是0.89～3.45米。当前矿井北侧储量不多，预备回采户巷煤柱[1]。280米以下的煤层可采区为一2煤层，其典型特点是煤层的顶板和底板以泥岩和砂质泥岩为主，并伴有少量的细质砂岩，所以结构简单，赋存稳定[2]。-280m的煤柱回风巷是沿空掘巷，面临巷道变形量大，受采动影响严重等诸多支护难题[3]。为了更合理的科学的维护巷道，保证工作的安全进行，掌握了分道围岩应力分布特征和矿压显现规律，根据地质条件又进行了理论分析，最后终于确定了采用锚网索联合支护的方式[4，5]。
1.锚网索联合支护应用的机理
锚杆支护由于加固了围岩的表层，从而既能改善下面岩层的受力状态，又提高了岩层的承载能力原因是在弱岩层中形成的压力带，使被锚杆固定的岩层形成了一个承接的结构[1]。锚杆安装完成后就对围岩产生了横向或者轴向的支护阻力，当围岩变形时支护阻力会随之增加，加上锚杆的悬吊作用，使顶板离层和巷道表面位移量得到了有效的控制[4]。因此通过锚杆和锚索的互补起到的联合支护作用，增强了围岩的稳定性和整体性[2]。
2.施工设计和支护要求
2.1工作面的整体概况
位于地层下280m的煤柱回风巷，与之相邻的东西南北方向分别为F23-4断层带、专用的回风巷（24）、24051采空区和地下280米处的回风巷，对24051工作面进行回采以及地下280m处回风巷的掘进资料综合分析，结果表明F23-3逆断层的落差、倾向、走向和倾角分别是：0～ 1.2m、255°（平均值）、165°（平均值）和38°（平均值）；F23-4的落差是3.8～7.9m、平均倾角50°、平均走向204°、平均倾向140°[1，2]。
2.2沿空掘巷的合理煤柱尺寸
巷道在掘进时会沿着采空边缘的煤柱进行，而周围的围岩会受到采动的影响变得破碎，从而造成巷道会变形[6]。所以保留的煤柱尺寸过大或过小都不合适，过大时会造成资源浪费，而过小会使围岩更加破碎，巷道更难支护[3]。如果将锚杆安設在破碎区域中，锚杆的固力会减弱综合考虑锚杆的松动和长度等方面的系数，合理的煤柱尺寸应该不超过4.8m，大约在2.7m左右[2]。
2.3联合支护的各项参数
①巷帮支护参数：采用了1700 mm×17 mm端头锚固式的圆钢锚杆，间排距离都750mm；使用了2卷型树脂锚固剂进行锚固（MSK2335），为更好的实现主动让压支护，帮锚杆采用复合样式的托盘： 里面是规格为240 mm×50mm×350mm的木托盘，外层是规格为10 mm×120 mm×120 mm的金属托盘，为防止巷道底鼓，巷道底板与巷道下方的底角锚杆设计成 30°的角布置[2，4]。为了避免巷帮严重变形，增大了支护的强度，沿空侧布置了1排帮锚索，帮锚索采用了 14. 88mm ×5.9m的钢绞线制成，采用 3卷树脂锚固剂（MSK2350 型）进行锚固，锚固力不能低于250kN，在巷帮距底板900mm位置处1排帮锚索，其排距是2900mm，紧靠煤帮安设，锚索托梁用废旧 的10号矿用工字钢加工成的，其长度和孔径分别是9500 mm、14 mm[3，5]。
②顶板的支护参数：采用 2100mm×20mm端头锚固式的螺纹钢锚杆，每根锚杆使用2 卷树脂锚固剂（MSK2335型）进行正常锚固，平均锚杆间排距是790mm，当顶板的地质条件条件相对较差时，可以更改为使用500mm ×500mm的锚杆托盘，这种托盘属于一种冷压碟形钢板（规格：是 10mm×110mm×110mm，金属网选用长2 000 mm， 宽1 000 mm 的菱形网， 菱形网是采用钢板冷压加工而成的， 锚梁采用圆（14mm）钢加工制作呈的梯子梁，使用14.98mm×5900mm的钢绞线制作成顶锚索[1，2]。总体看来，在巷道掘进期间（巷道顶板稳定后），没有出现过严重的破碎网兜现象，巷道顶底板的变形得到了有力的控制，在回采期间，比掘进期间围岩变形明显增大，特别是距采面31m范围内应进行超前维护，巷道两帮应该打好单体液压支柱，穿好柱鞋等以便加强支护，防止巷道的严重变形，以便保证巷道断面安全生产[2，5]。
3.支护的效果
根据设计好的联合支护参数和锚网索联合支护对我矿井的巷道进行的现场实际施工，取得效果非常显著，在巷道的回采和正常掘进期间，对实地考察和观测了深度达300m的煤柱回风巷位置处的变形围岩变，依据实际观测到的巷道矿压以及巷道支护，我们发现他们典型特点表现在以下几方面：⑴在整个掘进过程中，影响时间一般2.5～5 天，时间比较短，巷道围岩变形量逐渐趋于稳定。巷道顶底板和两帮的移近量累计达到14～33mm、28～58mm，他们的底鼓量累积量是9～ 24mm[3，4]。
⑵在煤矿的回采期间，因为受到采矿的影响，即使想到处的顶底板的岩性比较好，但是也给巷道围岩造成了二次破坏，给巷道支护带来了更大的困难[1]。巷道的顶底板和两帮的移近量分别累计达到了190～380mm、95～310mm[6]。从整体上来看，在掘进期间，当巷道的顶板稳定之后，网兜没有出现较为严重的破碎现象，也有效的控制了顶底板和巷道两帮的变形问题[2]。在矿井的回采期间，巷道两帮的围岩变形程度明显大于掘进期间，特别需要超前维护距综采面28m范围处，还应加强巷道两帮的支护，例如穿好柱鞋、打好单体的液压支柱，从而有效防止巷道变形，以保障巷道掘进中断面的安全生产[4]。
4.结语
实践经验表明，在沿空掘巷治理中使用锚网索联合支护方式，不仅能有效提高掘进巷道的支护效果，还能获得显著的安全和经济效益；在对沿空掘巷进行锚网索联合支护时，需要不断的优化锚网索的支护参数，从信息反馈、参数设计和巷道的实际不知情况着手进行综合考虑，以期寻找到最优过程；沿空掘巷中保留巷道安全生产和正常使用的煤柱宽度（2.7～4.8m），能有效防止回采期间和掘进期间的媒体上方或者巷道上方出现断裂。
参考文献
[1]彭佳佳，李玉龙，张晴. 沿空掘巷煤柱合理宽度及支护技术研究[J]. 能源技术与管理，2012，06：76-78.
[2]屈延嗣，王卫军，余伟健，罗立强，王东洋，陈旭. 深井沿空掘巷煤柱合理宽度优化[J]. 矿业工程研究，2012，04：37-41.
[3]冀新伟，王满想. 沿空掘巷区段煤柱合理尺寸的研究[J]. 中国新技术新产品，2010，14：3-4.
[4]秦永洋，许少东，杨张杰. 深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化[J]. 煤炭科学技术，2010，02：15-18.
[5]邢攀. 沿空掘巷中锚筋夹芯煤柱混凝土隔离墙的结构性能研究[D].西安科技大学，2012.
[6]梅光发. 锚杆锚索注浆加固联合支护技术在小煤柱沿空掘巷中的应用[J]. 煤，2011，11：30-31+45.