王俊超WANGJun-chao
（郑煤集团杨河煤业，新密452382）
（ZhengzhouCoalGroupYangheCoal，Xinmi452382，China）
摘要：巷道的掘进速度及质量对煤炭企业的生产接替有着重要的意义。为提高掘进速度、保证施工质量，公司提出了在42091综采工作面运输顺槽进行差异化支护的方案。通过“加大棚距+锚索”支护方式，达到了节约掘进成本、提高掘进速度及降低职工劳动强度预期效果。
Abstract:Thedrivingspeedandqualityofroadwayofcoalhaveagreatsignificanceforenterpriseproduction.Inordertoimprovethedrivingspeedtoensurethequalityofconstruction,thecompanyputforwardtheschemeofusingdifferentiationsupportinthetransportcrossheadingof42091fullymechanizedfaces.Through"increasingsheddistance+anchor"supportmethod,savingdrillingcost,raisingthedrillingspeedandreducingthelaborintensityofworkersareachieved.
关键词：支护改革；差异化支护；节约成本；加大棚距；提高掘进速度
Keywords:supportingreform；differentiationsupport；costsaving；increasethesheddistance；improvingthedrivingspeed
中图分类号院TD353文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）20-0130-02
0引言
杨河煤业42采区为目前主采采区，为了加快郑煤集团杨河煤业开拓掘进工作的步伐，同时降低巷道的支护成本和工人的劳动强度，在保证巷道支护强度和安全的前提下，提高施工速度和支护效果，成为当前形势下保证采掘接替、降低支护成本的必要途径。为此，公司决定对巷道的支护方式进行改革，以打破传统巷道一成不变的单一支护形式，结合巷道的实际用途、使用寿命及地质条件，因地制宜对巷道进行支护，使巷道支护更加科学、合理。
1现状调查
通过查询钻孔地质资料及对已揭露地层地质情况进行分析可以了解，42采区主采二1煤层，属“三软”不稳定煤层，地质条件复杂，构造煤全层发育；40091综采工作面是42采区最下部走向长壁工作面，42091运输顺槽埋深较大，且受地质构造影响，地应力明显，顶板极为破碎，难以管理。该公司煤巷传统支护形式均为被动支护，在支护材料的选用上先后尝试过圆木、工字钢、U型钢等支护进行比较，最后均采用U型钢可缩性支架进行支护，该支护形式单一，整条巷道自始至终使用同一种支护形式，造成了材料的浪费，支护成本的增高，掘进速度慢，无形中也提高了职工的劳动强度。
对42091综采工作面运输顺槽大埋深、支护形式单一的巷道施工后的承压变形情况进行了测量统计，实测巷道净宽、净高及巷道变形情况如表1、图1所示。
2地质分析及支护参数的确定
2.1地质资料42091综采工作面运输顺槽布置在二1煤层中，从260m耀450m段根据实际揭露地质情况该段巷道煤体赋存不稳定，预计该段煤层厚度0耀8m，平均厚度4m，煤层倾角7耀17毅，平均倾角14毅；巷道煤层顶板为砂质泥岩，直接底为泥岩，f=4耀5；厚度8.5耀15.0m，平均厚度11m，f=4耀5；老底为L8灰岩，厚度1.2耀3.8m，平均厚度2.5m，f=8；该巷道地面标高为+192.6耀+244.0m，地面平均标高+218.3m，井下平均标高-332.7m，平均埋深551m。
2.2矿山压力42091运输顺槽平均埋深551m左右。上覆岩层平均密度按2500kg/m3计算，巷道所处原岩垂直应力约14.0MPa（<20Mpa）。另外，42091工作面存在落差大于10m的数条断层，且巷道顶板为滑移构造顶板。灰岩硬度系数本为6耀8，强度较高，但由于受到断层构造影响，岩体内节理裂隙极为发育，易破碎，围岩整体性极差，使得巷道围岩应力水平大幅升高，如此，构造影响应力集中系数应按2耀3计算，构造附近围岩应力将逸30MPa。
2.3支护参数的确定
2.3.1巷道围岩破坏范围计算煤帮破坏深度：
式中：a—巷道的半跨距，取2.7m；琢—煤层倾角，取14毅；ky—锚岩层的稳定性系数；取1.5；fn—锚固岩层的硬度系数，取1。
代入计算可得，b=4.13m锚索需打入稳定岩层至少1m，外露长度0.3m，故可知锚索长度为5.43m。
直径15.24mm锚索的最低破断力，260kN，根据松动圈岩层自重计算，悬挂松动圈岩石需锚索3根；再根据松动圈岩层自重计算U型钢支架棚距为0.8m。实际施工中发现若顶板稳定，需要调整参数，继续加大棚距。
2.3.2支护参数的确定42091综采工作面运输顺槽基本支护采用“16.7m236U型钢”支护，根据现场地质情况，支架棚距可调整为0.8m。支架搭接长度450mm，搭接部位采用3套双槽夹板卡缆，要求卡缆螺母预紧力矩不得低于300N·m。巷道全断面铺设钢筋网，并视围岩破碎情况使用钢筋网+双抗网，每200mm进行连网且连接牢靠。锚索布置形式采用顶部三根锚索，顶部锚索规格为渍15.24mm伊5.5m；同时，为增加巷道支护强度，依据煤帮破坏深度C越3.69m，巷道帮部锚索规格为渍15.24mm伊5m，因巷道北帮为回采区，用木锚杆代替锚索，木锚杆间距1m。
3效果检验
对42091运输顺槽11测点前后103m进行了“加大棚距+锚索”的差异化支护。其矿压监测点实测数据如表2所示。与之前所测巷道参数相比，巷道压力显现明显要小。
4经济效益和社会影响
试验段巷道总长103m，采用0.8m棚距后比原设计0.5m棚距节省U型钢77架，每架36#U型钢约3650元，节省77伊3650/10000=28.11万；增加锚索129伊3=387套，每套52元，增加材料成本387伊52/10000=2.01万元；合计节约成本：28.11-2.01=26.1万元。
传统支护方法进行掘进煤巷月单进80m，巷道变形严重，巷道完成65个月后需进行维护；实行“加大棚距+锚索”支护后，月单进达到120m，仅需要对巷道进行落底维修。通过该项目的研究与应用，可有效提高煤巷的施工进度及支护效果，确保矿井的安全生产。在42091煤巷锚索支护取得明显成果后，该公司积极推行该支护技术，已在42091回风巷、31111回风巷、31051回风巷等广泛使用，均取得良好效果。
该支护方法对相似地质条件下煤巷施工同样具有重要的参考意义和推广应用价值，应用前景十分广阔。
参考文献：
[1]王元品.浅谈新庄煤矿近断层巷道支护改革[J].能源技术与管理，2011（4）.
[2]杨文华.竹锚杆与钢丝绳网联合支护煤层巷道的实践[J].矿业安全与环保，2009（1）.
[3]李斌,邱若华.煤矿高地应力软岩巷道支护技术现场试验研究[J].山西建筑，2011(15).