近距离煤层10107工作面切巷锚杆支护探讨.pdf

502017 年第 6 期 收稿日期 2017-02-11 作者简介 梁应才（1972-），男，山西柳林人。1996.6 毕业于山 西矿业学院采矿工程系采矿工程专业，本科。中级工程师，从事 煤矿采掘技术管理，安全管理工作。 近距离煤层 10107 工作面切巷锚杆支护探讨 梁应才 （山西煤炭运销集团吕梁有限公司，山西 孝义 032306 ） 摘 要 金达煤业主采煤层属于近距离煤层，其中 9煤层受小煤窑破坏严重，给开拓 10、11合并煤层大采高切巷的支 护安全带来了难题。通过对巷道围岩强度测试和数值模拟，确定了支护参数，实践表明该支护参数有效控制了切巷顶底板 的变形，保护了施工安全。 关键词 近距离 煤层 切巷 支护 中图分类号 TD353 文献标识码 B doi10.3969/j.issn.1005-2801.2017.06.022 Discussion on bolt support for cross-cut of 10107 working face in coal seam of Jin Da coal mine Liang Ying-cai Shanxi coal transportation and marketing group Lvliang Co., Ltd., Shanxi Xiaoyi 032306 Abstract Jinda coal mining coal seam belongs to short distance coal seams, 9 seam was severely damaged by small coal mine, which bring large difficulty for the roadway supporting safety when develop 10 and 11 seams. Based on the test of surrounding rock strength and the field test of supporting effect, the supporting parameters are finally determined. The practice shows that the support parameters can effectively control the deation of the roof and floor of the roadway and protect the safety of the construction. Key words close distance coal seam cross-out support 1 工程概况 金达煤业是兼并重组整合而成立的矿井。 10107 工作面切巷长度为 150m。煤层盖山厚度 200300m。 11煤层直接底为厚5.08m的砂质泥岩， 裂隙发育。10和 11煤合并层煤层的平均厚度为 3.9m，含 2 层夹矸，裂隙发育，10与 11煤合并层 之上为泥岩， 厚5.95m， 裂隙发育。 依次向上为高4.8m 的 9煤采空区，厚 3.71m 的致密、坚硬 K2 灰岩。 根据以往资料，工作面切巷附件无断层等构造，个 别位置可能出现陷落柱。 工作面正常涌水量1.8m3/h， 最大涌水量 3m3/h。相对瓦斯涌出量为 0.34m3/t。切 巷断面宽为 7.8m，高为 3.5m，净断面为 27m2。 2 围岩强度测试及分析 采用自主研制的 WQCZ-56 型围岩强度测试装 置，在测站顶板钻孔内进行了 10m 范围煤岩层的强 度测试。同时在运输顺槽 500m 处顶板进行了煤体 强度测试。数据经过统计、分析和换算后，得到测 站煤岩体强度分布特征如图 1、图 2。 图 1 回风顺槽测站顶板煤岩体强度测试结果 图 2 运输顺槽 500m 处煤体强度测试结果 测试结论如下 （1）从回风顺槽测站顶板岩层强度测试结果可 512017 年第 6 期 以看出，直接顶泥岩强度相对较低，仅为 29.9MPa， 需要通过锚杆支护强化泥岩强度，提高泥岩自身的 承载能力，在切巷顶板浅部形成承载结构； （2）从 10和 11煤体强度测试结果可以看出， 煤层强度相对较高，达到了 16.56MPa，顶板有 K2 灰岩支撑，转移了部分上覆岩层压力。 3 数值模拟 金 达 煤 矿 采 用 有 限 差 分 数 值 计 算 程 序 FLAC3D， 根 据 实 际 地 质 条 件， 建 立 对 应 的 FLAC3D 数值模型，模型尺寸为 26010030m。 切巷应力分布情况如图 3、图 4。 图 3 垂直应力分布图 图 4 水平应力分布图 可以看出应力分布比较集中的地方是切巷的 顶板和两帮，其中水平应力主要影响切巷的顶底板， 而应力集中比较大的地方在顶板深部的围岩里面， 切巷两帮没有明显的应力集中地方；垂直应力主要 影响切巷的两帮，顶板围岩没有应力集中的地方， 切巷两帮应力集中最为明显。 切巷的顶底板移近量和两帮移近量，切巷顶板 最大下沉量 118mm，最大底鼓量 34mm，两帮移近 量基本相同，一帮移近量为 37mm，另一帮移近量 为 36mm，移近量最大处均在两帮中。 4 支护形式参数确定 4.1 顶板支护 选 用 Φ202400mm 的 左 旋 无 纵 筋 螺 纹 钢 筋，屈服强度 105kN，杆尾螺纹为 M22。树脂 加长锚固，采用两支树脂药卷，规格为 CK2340 和 Z2360， 钻 头 直 径 为 28mm。 高 强 锚 杆 螺 母 M22，1501508mm 方 形 带 拱 托 盘， 配 套 调 心 球 垫 和 1010 尼 龙 垫 圈， 钢 号 不 低 于 Q235。 32803200mm W 钢带护顶，孔间距 1000mm。 35001100mm10铁丝菱形金属网护顶，网孔规格 3030mm. 锚杆排距 1000mm，每排 4 根锚杆，间 距 1000mm 预紧扭矩要达到 300Nm，垂直安装。 锚索为 Φ17.85300mm，17 股预应力钢绞 线，钻头直径 28mm，采用三支树脂药卷，两支为 Z2360，一支为 CK2340。30030014mm 方形带 拱锚索托盘，配套调心球垫。“二 二”布置，排距 2000mm。垂直切巷顶板打设，锚索张拉锁定后预 紧力不低于 200kN。 4.2 采空区侧帮 杆体及配件同顶板参数。树脂加长锚固，规格 为 Z2360，钻头直径 28mm。4280450mm W 钢 带护帮。26001100mm10铁丝菱形金属网。锚杆 排距 1000mm，每帮 3 根锚杆，间距 1000mm。锚 杆预紧扭矩要达到 300Nm，垂直顶板安装。 4.3 回采侧帮 杆 体 为 Φ202000mm 的 玻 璃 钢 锚 杆。 树 脂加长锚固，采用 Z2360 低粘度树脂药卷。钻 孔直径为 28mm。采用塑料网护帮，网片规格 为 26001100mm。 锚 杆 间 距 1000mm、 排 距 为 1000mm，布置 3 根锚杆。垂直巷帮布置。锚杆预 紧力矩为 45Nm。 5 结论 金达煤业 2016 年 4 月开始施工 10107 工作面 切巷以来，通过抽查巷道锚杆安装验收记录及表面 位移监测记录、顶板离层观测记录，该切巷顶底板 移近量和两帮移近量符合要求，巷道支护效果良好， 满足了现场使用的要求，为近距离煤层锚杆支护参 数选择提供了依据。 【参考书目】 ［1］ 朱少宾 . 工作面切眼斜长变化原因分析 [J]. 内蒙 古煤炭经济， 20154 . ［2］ 彭志兵 . 综采工作面切眼刷扩施工方法探讨 [J]. 山东煤炭科技， 20141 . ［3］ 张爱绒 , 王开 . 工作面切眼支护技术的数值模拟 研究 [J]. 太原理工大学学报，20122.