1概况

盘江煤电（集团）公司火铺矿是年产150万t的大型矿井，近年来，为降低支护成本，改善工作环境，减轻工人劳动强度，大力研究推广煤巷锚网支护技术，煤巷锚网支护率达60％，并针对高应力大断面煤巷锚网支护技术，大胆尝试，结合煤层赋存特征，在14129采煤工作面运输巷试验锚网索支护技术，并取得了成功。

14129采煤工作面运输巷为梯形断面，下宽4.4m，中高3.2m，断面面积14.08m²；运输巷长605m，沿煤层顶板掘进，埋藏深度约为460m左右。

据附近12^#煤的掘进经验，顶板破碎，压力大，一条拱型棚支护的巷道从掘进到回采结束，要多次套修，煤层中存在高应力，属极难维护的回采巷道。

2巷道支护存在的问题

传统的支护方式有U型钢拱型棚支护和工字钢支护，从多年的实践看，存在如下问题

(1)拱型棚支护和工字钢支护为被动支护，不能有效地抑制顶板离层下沉；

(2)围岩松动圈扩大，巷道变形快，支护困难；

(3)支护成本高，消耗大量的钢材和坑木；

(4)增加了生产过程中回收工序，制约了生产又降低了安全可靠性；

综上所述，为了改善巷道支护状况，变被动支护为主动支护，有利于安全快捷的掘进和回采为宗旨。选用锚网索支护。

3支护设计

3.1支护方案

根据原煤炭部围岩分类标准，14129采煤工作面运输巷顶底板围岩普氏系数?＝4，该巷道属于V类坚固性中等围岩。从附近12煤层支护情况看，均采用拱型棚支护，顶板破碎，压力大，巷道变形严重，支架损坏严重，两帮及顶板压力明显，底鼓严重，煤层中存在高应力，针对14129采煤工作面运输巷高应力、大断面这一特点，所以，该运输巷选用锚网索支护。

3.2顶板锚杆长度的确定

按悬吊作用理论：计算锚杆长度（L）为：



式中L₁——锚杆外露长度，一般取80mm；

L₂——锚杆有效长度，取1500mm；

L₃——锚杆锚固段长度，取500mm;

根据上面计算，考虑到运输巷断面大，为了确保安全，取锚杆长度L＝2200mm。

3.3锚杆间排距的确定

根据每根锚杆悬吊岩石载荷大小确定，即锚杆悬吊岩石载荷等于锚杆的锚固力。通常锚杆间排距按等距布置，在考虑安全系数的情况下，锚杆间排距为：



式中a——锚杆间距，m

b——锚杆排距，m

Q——锚固力，根据拉拨试验，取60kN

K——锚杆安全系数，取k＝1.5～1.8

ρ——岩石密度，取29kg/m³。

考虑到12^#煤层的顶板情况，确定锚杆间排距为700mm×700mm。

3.4锚杆直径的确定

选用钢筋锚杆，根据锚杆承载力与锚固力等强度原则，锚杆直径D根据《煤矿巷道支护技术》，按下列公式计算：



式中D——锚杆直径

Q——锚固力，取60kN

S——锚杆抗拉强度，取240Mpa。

为确定安全，取D＝20mm。

3.5顶板支护

运输巷下宽4.4m，顶板每排打7根锚杆，扇行布置。采用树脂锚杆加长锚固，每孔装3卷树脂药卷，锚固力60kN，顶板铺单层直径3.6mm铁丝加工的菱形网，相邻网搭接长度不小于50mm，联网扣距为100mm，顶每排打3根锚索，锚索长为6.2m，使用树脂药4卷，锚索排距为2.8m，间距为1.4m。

3.6两帮支护

运输巷两帮采用钢筋锚杆，长1.8m，直径20mm，上帮每排打5根，下帮每排打4根，铺单层10^#铁丝菱形网，间排距为700mm。

3.7金属网与钢筋梯

为了克服软煤帮巷道锚杆支护网眼大，刚度低、过于松弛、护帮困难等不足，金属网采用直径3.6mm铁丝，制作网格为30mm×30mm，并配套使用钢筋梯来维护长松散软煤帮。支护断面如图1所示。

4施工工艺及技术措施

4.1施工工艺

采用钻爆法掘进。顶板锚杆紧跟工作面支护。顶板采用锚网索支护，其工艺程序是：

铺金属网 上托盘与螺母 安装树脂药卷和锚杆 用锚杆机搅拌 上托盘与螺母 拧紧螺母。

4.2技术措施

（1）合理布置炮眼，顶板预留保护层400～500mm再用风手镐刷至设计断面，放炮后及时安装顶板锚杆。

（2）顶板破碎地段，适当加大锚杆密度。

（3）循环进度控制在一排锚杆内，临时支护、安装顶板锚杆要及时，减少顶板暴露时间。



图1 14129运输巷锚网（索）支护断面示意图

5支护效果

（1）减轻工人劳动强度。锚杆与拱形棚相比重量轻、安装方便，采用锚杆支护取消了运棚、架棚、回棚等繁重的体力劳动。

（2）便于回采期间的生产安全管理，减少回收尾巷的工序，既安全又便于管理。

（3）降低了支护成本，采用拱形棚支护每米单价800元（按使用3次计算）。锚杆支护比棚子支护时每米节约200元左右，若考虑棚子运输、回收、丢失等因素，采用锚杆支护生料综合成本比架棚会节约更多，产生了较好的综合效益。