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标题	优化巷道支护设计，减少支护费用
范文	吴鹏 摘 要：随着锚网索支护理论的发展，锚网索支护技术已广泛应用于煤矿巷道支护，合理的巷道支护参数和可靠的支护技术是实现矿井安全高效生产的必备条件。本文通过矿压观测及地质条件分析合理优化巷道支护参数，达到减少巷道支护费用的目的。 关键词：支护参数；优化设计；掘进巷道；围岩 1 工程地质概况 十八层煤位于侏罗系中下统延安组，根据矿井勘探资料和巷道实际揭露，煤层厚度在3.4～4.2 m之间变化。煤层从顺槽由南向北逐渐变厚，厚度变化较小，属稳定煤层，结构简单。煤岩类型为亮煤与暗煤，玻璃光泽，硬度大，呈块状。011806工作面带式输送机巷从机巷回风通道以190°00′00″的方位角从十八煤顶板掘进至十八煤，再沿十八煤掘进，围岩性为粉砂岩及中砂岩。巷道断面为矩形断面，巷道净宽5.2m，净高3.2m，净断面16.64m2。巷道永久支护采用锚网索联合支护，锚杆采用Φ20×2200mm左旋无纵筋井下专用螺纹钢锚杆，配合规格为150×150×10mm的铁托板，锚杆间排距为800×800mm，呈矩形布置，每根锚杆使用2节Z2370型树脂药卷进行锚固，锚固力不小于50kN，顶部挂钢筋网，钢筋网规格为5000×1000mm，采用Φ6.5mm钢筋加工而成，网孔规格为100×100mm，钢筋网短筋一侧预留出100mm，两片相连接的网子，短边网与网之间用14#铅丝扣扣相连，长边与长边之间采用钢筋扣扣相连（使用4寸钢管制作的网钩将预留100mm长出的钢筋反向将前一片钢筋网长边扣紧压实）。两帮锚杆采用Φ20×1600mm的玻璃钢锚杆，每帮布置两排，上面一排锚杆距顶为400mm，配以400×200×50mm木托板使用，第二排锚杆距顶1900mm，配以1000×200×50mm木托板使用，玻璃钢锚杆间排距为1500×800mm，每根锚杆采用1节Z2370和1节Z2335型树脂药卷进行锚固。在巷道拱部布置2排锚索，间排距为2000×2400mm，矩形布置。采用Φ17.8×7300mm的长绞索，配以300×300×16mm的蝶形托板，每根锚索使用Z2370型树脂药卷4节进行锚固，预紧力不小于100kN。顶部喷射水泥砂浆厚度为50mm，水泥砂浆强度不低于M10，铺底厚度为200mm，混凝土强度等级C25（具体如图1）。 为合理优化巷道支护参数设计，降低支护费用，增加掘进速度，防止因改变巷道原有支护，011806工作面带式输送机巷巷道掘进时发生冒顶、片帮事故，通过下面顶板离层仪动态观测、十字布桩及岩性描述等方法对围岩支护进行分析，通过分析结果评估011806工作面带式输送机巷是否可以进行巷道支护参数优化，减少巷道支护费用。 2 巷道掘进时矿压观测、分析及岩性描述 2.1 观测方法 观测方法采用顶板离层仪动态监测和十字布桩监测分析法掌握巷道围岩松动圈范围及锚杆、锚索的支护强度变化。 2.1.1 十字布桩监测分析法：使用十字布桩监测巷道两帮及顶底位移量。每个测站位移测点在同一断面布置，两帮测点位于帮部腰线上，顶底测点布置在顶底板中央对应位置。两测站间距为5m，紧跟掘进面布置在己支护区域。 2.1.2 顶板离层动态监测法：使用顶板离层仪监测顶板锚固范围内、外离层值变化大小的一种监测方法，主要目的是判断围岩的松动范围及其随掘进面采动的变化规律，为掘进面的支护提供参考依据。顶板离层仪实际上是深部与浅部巷道围岩位移计，本队使用DW型机械式多点顶板离层仪。两测点间距为20 m，沿掘进方向布置在掘进面己支护区域，布置两个位移测点，一个在围岩深部稳定处；一个在锚杆端部围岩中，每套均含深1m，1.5m，2m，2.5m，3m，4m，5m，6m共8个基点。 2.2 观测结果 为便于说明巷道围岩变形的规律情况，选择变化规律有说明性的3号测站进行数据论述。3号测站巷道深部及浅部位移变化状况如图1所示，从图中可以看到，巷道顶底、两帮的收敛较小，深部位移变化也不明显。根据统计结果，各点两帮移近量在0-20mm，顶底板移近量在12-25mm。 2.3 岩性描述 通过图2，50m到150m共3组岩性分析（岩性描述没变化），厚度无变化，属稳定煤层，结构简单。煤岩类型为亮煤与暗煤，玻璃光泽，硬度大，围岩岩性为粉砂岩、中砂岩岩性较硬。 综上所述，011806工作面带式输送机巷巷道围岩支护强度较高， 岩性描述没变化，属稳定煤层，可以进行巷道支护参数优化。 3 支护参数优化 011806工作面带式输送机巷巷道支护参数的优化方案：（断面见图3、图4） ①锚杆：顶部锚杆间排距由原800×800mm，变更为800×1000mm。帮部锚杆由原2排φ20×1600mm的玻璃钢锚杆变更为一排，间排距变更为900×1000mm。 ②锚索：锚索间排距由原2000×2400mm，变更为2000×3000mm。 ③金属网、喷砼及铺底：顶部挂钢筋网，钢筋网规格为5000×1000mm，顶部喷射水泥砂 浆厚度为50mm，水泥砂浆强度不低于M10，铺底厚度为200mm，混凝土强度等级C25，均保持不变。 根据前述巷道矿压观测和分析方法，对优化后巷道再次进行测验，结果表面各测点两帮位移量，顶底板位移量小于40mm，与巷道原支护观测结果变化不大，符合作业规程规定位移量，能够保证锚杆、锚索支护锚入稳定岩层中，确保巷道的安全生产。 4 结语 4.1 实践表明，通过分析巷道围岩变形规律及影响掘进因素，可以为巷道支护参数优化提供科学依据，确保巷道优化后的安全生产。 4.2 顶帮煤岩性较好的巷道，太过密集的支护参数设计会增 加巷道的施工量，影响掘进速度。通过科学合理优化设计降低巷 道支护密度，减少支护费用、提高掘进速度，是降本增效的有效手段。 参考文献： [1]田多，李万名，赵启峰.崔家寨矿动压巷道锚网索支护参数优化研究[J].金属矿山，2009（12）：38-40，169. [2]徐遵玉，李德忠，奚小虎.软岩巷道锚杆支护参数设计[J].煤炭科技，2009（4）：35-45. [3]刘芹.掘进巷道支护参数设计优化研究[J].中州煤炭，2015（04）：75.
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