回采巷道支护技术探索与实践.docx

? ? 回采巷道支护技术探索与实践 ? ? 林世豪，王世潭 （龙岩学院资源工程学院，福建龙岩364012） Summary：通过对福建煤矿回采巷道的支护现状剖析，指出了回采巷道存在的主要问题，分析了常见几种支护方式在工程实践中的应用情况，提出锚网联合支护的方案。试验表明，锚网联合支护改变传统的被动支护为主动支护，改善了围岩力学性能和结构，提高了围岩的整体承载能力和稳定性，支护效果好，能满足回采巷道的支护要求。 Keys：回采巷道；支护方式；锚网联合支护 G642.0 ：A ：1674-9324（2014）29-0209-02 福建煤矿地质条件复杂，90%以上为小煤矿，长期以来煤矿开采及支护技术都比较落后。主采煤层多为倾斜、急倾斜薄煤层，稳定性差，全省85％以上煤层出现褶曲、断层、鸡窝煤、压薄带等现象，多属不稳定煤层。由于煤层的赋存条件变化大，造成矿井地压大，围岩破碎，采准巷道受顶板来压、侧压、底臌等影响，巷道冒顶事故多发，并有上升趋势，严重影响煤矿的正常和安全生产。而且在煤矿生产矿井中，存在着大量的回采巷道，而这些巷道又大多属于煤巷和半煤岩巷，这些巷道过去都是采用传统的棚式支护，而这种支护方式已经越来越不能适应现代煤矿生产的需要了。因此，在生产过程中经常出现煤层巷道变形、顶板冒落、巷帮脱落等维护困难现象，造成一些巷道顶板事故的发生。随着矿区向深部延伸，顶板压力不断增大，煤巷支护困难的问题更加突出，因此，改革煤巷支护方式是当务之急，对回采巷道支护技术的应用研究，在煤巷掘进中选择合理的支护方式，这对促进煤矿安全生产、提高经济效益具有十分重要的现实意义。 一、回采巷道支护存在的主要问题 福建煤矿由于地质条件及煤层赋存条件复杂，井型小，采掘机械化程度低，长期以来开采及巷道支护技术都比较落后，在回采巷道支护上大部分煤矿还采用落后的木棚和工字（U型）钢棚支护。回采巷道由于围岩条件较差且受采动影响严重，通常围岩变形量较大，必然导致支架变形、损坏严重、巷道支护和维修劳动量大而繁重。表现在巷道维修周期短和断面缩小严重上，有的巷道维护量达到原来长度的几倍，以至于使巷道断面难以满足行人、通风、运输等正常生产需要。采用木支护经常会造成支护滞后，甚至空顶，时常给安全带来不利的影响。同时由于巷道两帮成形不好（未对两帮实行光爆），造成两帮凹凸不平，难以刷齐，不能做到棚腿贴紧岩面，使围岩在自由状态下变形、破坏，导致滑移线外移，破坏范围加大，造成巷道两帮出现片帮及大面积滑落。 二、回采巷道支护形式分析 1.棚子支护。棚子支护是回采巷道传统的支护方式，其中包括木棚子和工字钢棚、U型棚支护。木棚由于木材资源紧缺、成本高及其存在严重的支护缺陷已很少采用。目前在我省采用最多的是工字钢棚、U型棚支护，但这种支护方式在支护初期由于巷道成形差，超挖严重，加上背顶背帮不严，缺乏初撑力，容易使围岩破碎、离层，属于“被动”支护方式[1]。如前所述这种支护方式并非回采巷道理想的支护方式。 2.锚杆、锚网支护。锚杆支护的实质是锚杆与锚固区域的岩体相互作用而组成锚固体，形成统一的承载结构，利用围岩的自承能力将载荷体变为载体[2]。在巷道支护中，锚杆支护与棚式支护相比，表现在支护由“被动”支护变成“主动”支护，具有明显的技术经济优越性。在回采巷道支护时，由于巷道围岩松散且受采动影响，致使巷道围岩的裂隙增加，如果锚杆锚固力下降或紧固不及时，会导致围岩变形加大，裂隙增加并向围岩深部发展，两帮煤体脱落承重体外移，顶板相对出露面积加大引起顶板下沉、破坏，因此用单一锚杆结构难以满足巷道支护的要求。在这样的巷道中要求支护具有较高的支撑能力和较大的抗变形能力，要求支护结构有较大的可塑性、柔性和可缩性[3]。金属网改善了以往点锚杆的支护方式，增加了锚固挤压的全面积，使围岩表面破碎圏完整化，托板紧贴着煤壁，能保护表面岩、煤体，防止松动位移，片帮脱落，相同条件下增强了巷道抵抗破坏的能力[4]。故而此类巷道一般不宜采用单一的锚杆支护，其支护结构必须以锚杆为主，才能保证支护的效果。 三、锚网联合支护技术应用 1.巷道地质条件。试验巷道丰海煤矿203 采区+100C5南运巷为半煤岩巷，C5煤层为主采煤层以单斜构造为主，煤层倾角21°~40°，平均在30°左右，煤层平均厚度为1.2m，属于倾斜煤层，倾角比较稳定，单斜构造，煤层中软，局部变厚时较松散。顶板为粉砂岩，层面薄层互层，层理发育，易风化、脱层，节理裂隙也比较发育，向上为粗粉砂岩或细砂岩，厚度约4 米，顶板坚硬稳定，底板为粗粉砂岩或细砂岩，岩性坚硬，厚度约2.0m，含较多植物碎屑化石，底板较完整。煤层结构简单，煤层及围岩无淋水。+100C5南运巷断面形状为梯形，掘进断面积为5.4m2。 2.支护方案设计。前述+100C5北运巷顶板类似于复合顶板易离层，