高河矿回采巷道支护参数分析及优化

张云峰

（山西高河能源有限公司，山西 长治 047100）

随着煤炭开采强度的不断增大，回采速度不断提高，粗放式的开采模式已经不适应现阶段的市场需求，需进行精细化开采，降低成本，实现节能增效[1]。在井下工作面开采中，巷道是工作面开采及井田开拓的重要通道，矿井每年巷道掘进量达几千米。现有的巷道支护密度过大，虽然可以保证巷道的安全稳定，但极大地影响了巷道掘进速度，且增加了巷道支护成本，造成浪费[2-3]。因此，针对回采巷道合理支护参数进行优化研究具有重要的现实意义。

1 工程概况

高河煤矿为设计生产能力6.0 Mt/a的特大型生产矿井，主采3#煤层，煤层平均厚度为6.08 m，倾角为0°～7°，开采工艺为综合机械化放顶煤，全部垮落法管理顶板，回采巷道均沿煤层底板布置。W4302回风顺槽临近W4301工作面采空区，护巷煤柱为70 m。W4302回风顺槽布置见图1，东接+450 m水平南翼大巷，西为矿界保安煤柱线，南为W4302工作面未采区。工作面顶底板岩性见表1。W4302回风顺槽设计断面掘宽5 300 mm，掘高3 900 mm，毛断面面积20.67 m2，净宽5 200 mm，净高3 700 mm，净断面面积19.24 m2，沿煤层底板掘进，铺底150 mm，混凝土强度C30。

图1 回采巷道地理位置平面

表1 工作面顶底板岩性

2 回采巷道支护参数理论计算

2.1 锚杆支护参数理论计算

高河能源公司使用直径28 mm的钻孔机具，适宜的锚杆直径为18～24 mm。参照已掘回采巷道的围岩控制情况，综合考虑巷道维护效果、支护成本、施工机具等因素，高河能源公司以往选用直径22 mm的左旋无纵肋螺纹钢锚杆。

基于悬吊理论，以下式计算锚杆长度：