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关于矿压应力带锚梁网索联合支护探析摘要：沛城煤矿7379材料巷在采空区、构造带等矿压应力区，具有复杂的地质条件，巷道煤炮较频繁，造成掉顶、片帮、托盘崩盘、顶板破碎，出现兜网巷道变形，巷道支护问题日益突出。文章以7379材料巷为研究对象，分析了矿压应力带围岩变形特征，尝试了矿压应力带锚杆强化支护技术，通过实践，所采取的支护参数有效地控制了围岩的变形，满足了矿井安全生产的要求。 关键词：矿压应力带；锚梁网索；围岩变形特征；强化支护 中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0124-02 沛城煤矿生产能力30万t/a，井田呈单斜构造，煤层赋存标高-1000～-175m，煤层平均倾角36°，井田范围断层发育，对掘进回采十分不利。目前东翼回采已基本结束，三七采区为矿井主采区，并且此采区的8个工作面已回采6个，采区服务年限基本趋于尾声，矿井接续紧张，找煤工作已迫在眉睫。为了缓解接续紧张，沛城煤矿决定开采放弃的7379工作面。 1 工程地质条件 7379材料巷位于三七采区，布置在煤层中跟底板掘进，煤层厚度在3.0～5.2m之间，平均厚约4.1m，受火成岩侵蚀影响，厚度变化较大；顶板为2.2m粉砂岩、中砂岩；底板为粉砂岩、砂岩。煤该巷水平标高-800～-788m；上部为7377工作面采空区，东部为7378探煤巷。施工中将遇到两个斜交断层，将从7377运输巷绕道下部穿过，根据采区其他掘进巷道及回采工作面矿压观测资料分析，该区域地压明显，如图1所示。 2 巷道支护的技术难点与支护方案 2.1 技术难点 2.1.1 巷道掘进40m，后部巷道变形量较大，矿压显现较明显，主要表现在：煤炮较频繁，造成掉顶、片帮、托盘崩盘；巷道变形，顶帮向巷道空间移近，造成断面尺寸缩小、达不到设计要求；顶板破碎，出现兜网、梯梁扭曲变形甚至掉顶。给安全造成威胁，常规的锚网不能满足支护强度的 要求。 2.1.2 掘进过程中遇到两条对巷道支护影响较大的断层，巷道未摆脱断层裂隙发育带和断层构造带的影响，对巷道稳定性和维护极为不利。 2.1.3 巷道上部距三七-800探煤车场较近，空间距离影响了锚杆支护的组合梁作用和加固拱作用，受掘进影响，破坏了原有的应力平稳区。 2.2 支护对策 通常锚网支护巷道依支护设计按一定的间排距布置锚杆、索，但在地质条件变化，压力显现变化较大时，原支护的锚固力得不到保证，不能满足安全的要求。 高强度、高预应力锚梁网索联合支护是通过对地压、岩性、地质构造等地质力学评估确定锚杆、锚索规格及支护参数，使巷道围岩与支护体在强度、钢度、结构上实现支护的整体性和一体化，达到稳定的目的。 2.2.1 高预应力，可以显著改善巷道开挖后围岩的应力状态，通过高预应力锚索对围岩提供约束力，挤压和压密顶板岩层中的层理、节理裂隙等不连续面，增加其抗剪能力，使原先受拉、受剪区域减弱或消除，使围岩由两向受力状态变为三向受力状态，从而提高围岩的整体强度。 2.2.2 构造带、压力区、采动影响区是巷道变形严重、支护受破坏的主要地点，而在巷道同一断面，肩部是应力集中且易破坏部位，因此对以上薄弱地点加强支护，以达到整体支护的平稳。 3 锚梁网索支护设计 （1）原设计中采用直墙半圆拱型，毛断面6.44m2，毛高2.6m、毛宽2.8m；拱部布置5根、两帮各布置2根螺纹钢锚杆。间排距为800～850mm。由于原有支护不能满足要求，加上巷道压力大，对锚杆、索支护材料的品种、型号、规格尺寸要求较高。为适应矿压变化要求，适当调整锚杆、索规格。拱形断面能很好地将顶部受力向两帮分解，从而降低巷道的破坏作用，故原断面形状不变。顶锚杆长度由2.0m改为2.2m；帮锚杆长度由1.8m改为2.0m。增加锚杆长度等于增加了锚杆的延伸量和锚固深度，锚杆支护的加固拱作用和抗变形能力得以提高。 （2）合理确定锚杆、索的间排距。拱部肩窝处受力较明显，且变形量较大，适当减小两肩窝处的锚杆间距，由850mm改为600mm；锚索间距改为3m；底脚锚杆距底板不得超过200mm。 （3）在施工过程中，对巷道围岩变化进行及时观测，包括变形量、变形速度、锚杆受力变化等。进一步判断是否需要采取加强支护的措施。如果变形量较大、可考虑滞后喷浆加固方式，及时封装巷道周围的煤体。 4 支护效果 7379材料巷施工至今180d的时间，通过不断观察发现巷底板移近量等各项指标均能满足正常使用，说明在采用锚梁网索联合支护下，围岩控制效果较好。 5 结语 由于矿井受地质条件所限，火侵、断层较多，煤炭资源逐渐萎缩，采区逐渐向深水平延伸，掘进巷道多布置在断层带、应力集中区，巷道空间位置复杂，单纯依靠常规支护难以解决巷道受压