高应力区域锚网亮面的支护实践

陈志强

（开滦（集团）唐山矿业分公司，河北 唐山063000）

1 工程概况

唐山矿业公司是一座具有120多年开采历史的老矿，随着煤矿开采深度地不断加深，及生产接替等原因，常出现在煤柱下开采和开采孤岛煤柱等现象。煤柱下开采，由于前期采动影响，煤柱内残存着较大的应力，给剩余煤炭的开采带来一定的困难。特别是煤柱内的全煤巷道的切眼支护问题，是目前大型矿井内生产能力超百万吨工作面切眼施工中最棘手的问题。

T2193下工作面位于唐山矿业公司铁二区南一采区，为8、9煤层合区回采工作面，煤层厚度约10m。该工作面南与T2193上工作面相邻（1个月前刚回采完毕），北与T2194工作面采空区相邻，西与T2294工作面采空区比邻，上为T2153采空区及其残留煤柱（详见图1）。工作面开采深度：－650～－687m。

2 巷道布置、支护设计和施工情况

2.1 巷道布置布置形式为小煤柱沿空送巷，沿煤层底板托煤顶施工。

2.2 溜子道采用锚网支护，顶钢带使用120mm宽的“W“钢带，顶锚杆使用￠22mm×2.4m右旋等强锚杆，每个眼孔使用3个300mm长的树脂药包锚固。顶锚杆设计锚固力不小于70KN，顶网采用12#铅丝菱形金属网，规格4200×900mm，板距700mm；帮锚杆使用￠20mm，长2200mm的右旋等强锚杆，每个眼孔使用2个300mm长的树脂药包锚固，帮锚杆不小于40KN。帮锚杆间距0.7m，帮网采用12#铅丝金属网，规格2700×1700mm。顶锚索：使用￠17.8mm×10m钢绞线，采用交错布置，每两排锚杆打一根。

图2 溜子道变形图

图3 风道支护效果图

2.3 支护效果溜子道施工后，为确保施工安全及验证锚杆支护特性原理，在掘进期间采用不同深度的方法，每掘进30m安装一组(2个)离层仪，以观测巷道上顶围岩在锚固区内外的离层情况。观测结果详见图2。

由图表中我们不难看出其矿压显现规律是：以垂直变形最大，水平次之，底鼓最小；其垂直累计变形量是水平的1.45倍，是底鼓的3.08倍；说明巷道上顶离层比较大。

2.4 针对溜子道的支护效果，我们对风道的支护形式做了优化调整。支护设计参数为：顶钢带使用G DWⅡ140/20 T形钢带，顶锚杆使用￠22mm×2.4m左旋高强锚杆，每个眼孔使用2个500mm长的树脂药包，顶锚杆设计锚固力不小于80KN，锚帮增打W钢带，其他设计支护参数不变。支护效果见图3。

3 切眼施工

切眼掘进断面规格为3.8×2.8m，然后扩面到7.6×2.8m。设计支护参数同风道，但由于切眼位于采空区的压力拱脚处，矿压非常大，施工期间煤层非常破碎，掘进时没有较完好的层面而不能使用梯形钢带，被迫该用W钢带。但支护效果较差。

从支护图中可以看出：切眼施工后，巷道变形较大，顶板离层、下沉，日变形达到150mm，且顶板发生断裂，并且有断锚索的现象。为此我们采取了如下措施确保切眼施工和扩面工作的安全。

3.1 加强两帮的支护强度，帮的不稳定（劈帮、松动）回直接引发顶板的切眼巷道顶板的不稳定，引发巷道顶板煤层抽冒，而无法采用锚杆亮面的方法施工切眼，给工程衔接带来一定的困难。可过去扩面时往往忽视切眼两帮的支护强度，特别是扩面侧巷帮的支护强度。为在切眼掘进后在两帮加打W钢带来增加切眼两帮的支护强度，确保切眼巷道的稳定。

3.2 在这样的特殊区域，煤体已经受过动压的影响，整体性较差，锚杆不能有效的锚固在稳定的煤层内，而是锚杆层成为由锚杆穿紧的松散体，所以要加强锚杆的支护强度，增打锚索，用锚固在煤层顶板内的锚索悬吊锚杆穿紧的松散体。

3.3 煤体的整体性较差，特别是切眼开挖后，立即引发围岩内极限平衡力的再分配，煤体非常破碎，以致于没有较完整的层面做巷道的顶板来打锚杆。锚杆的可靠性和安全性无法保证。对此，我们采取了用玛丽散对煤体固化，使煤体有较稳定的人造层面做巷道的顶板，确保全煤巷道安全施工。

3.4 扩面后，巷道顶板完成蠕动变形后立即进行补强支护，使用3.6m长的方子木和单体柱打抬板对切眼的顶板进行补强支护。

3.5 掘进和扩面时使用帮锚杆做撞楔，打好超前控顶锚杆，达到切眼掘进和扩面时在超前控顶锚杆的掩护下进行，保证巷道掘进、扩面后不再抽冒。

在切眼掘进和扩面施工过程中，采取如上措施，保证了切眼掘进和扩面的正常施工，并保证了施工安全，支护效果较好。

4 体会

4.1 位于高应力区域的全煤巷道采用锚网支护亮面时，采取增打帮锚杆和帮锚索等手段以增强帮的支护强度，保证帮的稳定是保证顶板稳定的有效措施。

4.2 加打顶锚索，加打顶锚索的支护密度，用锚索悬吊松动的煤体，是控制煤体下沉的有效手段。

4.3 选择合适的时机，打抬板补强，是减小煤体下沉，保证巷道支护安全的有效方法之一。

4.4 用锚杆做撞楔超前控顶，能够在破碎的煤体内掘进。

4.5 大规格的切眼，采用锚网亮面，能够减少变板的工序环节，缩短工程工期，可创造经济效益320元/米。

在高应力切区域，采取必要的特殊手段和方法，采用锚网亮面可获得较好的支护效果和使用效果，在以后的同类工程中可以借鉴应用。

[1]何满朝、袁和生等，中国煤矿锚杆支护理论与实践，[M].北京，科学出版社，2004.115～116