錨網鋼帶聯合支護在動壓區巷道的應用
135采煤隊是杏花煤礦主力采煤隊之一，年生產能力50萬t，2002年9月15日，135隊進入西采區中部層30#層可三采麵，該工作麵可采儲量9.8萬t，可采期2.5個月，原定接續工作麵為28#層右五工作麵剩餘工程量還有1 860m。在現有的條件下，隻能按排一個連續化掘進隊和兩個礦車運輸掘進隊施工，平均單進250m/月，無法保證。所以礦決定135隊采完30#層右三後接30#層右四，而接續工作麵的上巷即30#層右三付巷需在采動壓力區內施工。
1 工程概況
30#層右三付巷，其上部為2001年11月之前回采的28#煤層采空區（見圖1），28#層煤厚度1.0m，與30#煤層之間的岩柱厚度為5.6m，30#煤層厚度3.2m，其間夾數層頁岩。施工巷道選擇在30#煤層上部，煤層頂板為巷道頂板，施工巷道底板標高－410m～－423m，地麵標高＋240m，垂直壓力16MPa。
圖1 工程平麵示意圖
2 壓力影響
2.1上部采動壓力影響
根據28#煤層回采經驗，周期壓力顯現明顯，周期來壓步距12m。雖然經過10個月的采後穩定，采空區頂板已形成鉸接梁式平衡。但由於受30#煤層采動影響，頂板平衡被破壞，壓力重新分布。尤其是28#層右四開切眼附近30m區域內，當巷道掘送到此區域，頂板壓力增大了3～8MPa。
2.2采煤工作麵超前壓力及采空區壓力的影響
受采動影響煤層上方的岩層在回采工作麵前方30～40m處就開始斷裂變形，從而出現塊狀咬合結構，這就導致工作麵前方壓力急劇增回。當巷道掘至距采煤工作麵50m時，頂板壓力開始增大。當掘至距采煤工作麵20～0m時，壓力增大了12～25MPa。
采空區在經曆減壓後，隨著采空區麵積的增大，頂板岩層也重新移動，達到新的平衡，同時增加圍岩應力。30#層采空區壓力影響範圍40m左右，巷道壓力增大7MPa。
2.3采動側向壓力影響
作為同一煤層上、下片盤接續，側向壓力是影響較為嚴重的一個因素。由於工作麵回采後，采空區壓力轉移到側向煤柱，造成煤柱支撐負荷增加，影響範圍一般在20m左右，嚴重區域在10～20m。因此選擇在與30#層右三巷間留5m煤柱掘送30#右三付巷。當采煤工作麵的超前壓力及采空區壓力過後，右三付巷比右三巷的頂板壓力增大了12MPa左右。
3 支護參數設計
選用Φ16mm圓鋼杆體。頂板錨杆杆體長度1 800mm，RS水泥藥卷端頭錨固，錨固長度600mm。幫錨杆杆體長度1 600mm,錨固長度300mm。兩邊斜錨杆安裝角度45°，頂板錨杆排間距為700mm×700,幫錨杆排間距800mm×700mm。錨杆初錨力不小於35kN，初撐力不小於30kN，錨固力不小於64kN。金屬網采用10#鍍鋅鐵絲編製而成，網孔40mm×40mm，規格2600mm×900mm。鋼帶采用Φ12mm鋼筋焊製而成，規格3 000mm×100mm（見圖2）。
圖2 巷道斷麵圖
4 錨網鋼帶支護原理
頂板采用錨杆加鋼帶支護，在錨杆初錨力及鋼帶的作用下，頂板岩石形成了一個既具有自穩能力又具有支撐能力的“鋼性”承載體，即組合梁，兩幫形成支承點。頂板壓力通過組合梁，傳遞到巷道兩側縱深處。兩幫采用錨杆加金屬網支護，金屬網可兜住錨杆之間的煤體，同時將所有的幫錨杆連成整體，增強了巷壁抗側壓能力。
為了減小巷道頂底板移近量，加強煤壁的支撐能力，靠巷道上幫打一排間距為1.0m的Φ20mm以上的大徑坑木。同時，為了減輕采煤工作麵超前壓力對右三副巷與右三巷間煤柱的影響，采煤工作麵下巷的超前支護，由原來的20m，加長至50m，初撐力由原來的50kN，增大至60kN，間距由原來的1.2m,減小到0.8m。
5 施工工藝
該巷道作為采煤上巷，按通風、運輸及行人等要求，使用斷麵不小於4.22。考慮到受各種壓力較大，施工後圍岩會有較大的位移量，所以確定巷道淨斷麵6.252。
為了保證頂板岩層及兩幫煤體的完整性，最大限度地減小對它的震動破壞，周邊眼間距控製在300mm以下，裝藥量不超過75g。支護必須及時到位，最大空頂距不超過700mm，最大空幫距不超過2 000mm。同時錨杆的初錨力必須達到35kN，初撐力必須達到30kN，上幫木柱不滯後耙裝機。
6 效益
在動壓區施工巷道410m，完成了采煤隊的正常接續，避免了135采煤隊停產3個月，多生產原煤12萬t，增加經濟效益420萬元。同時為以後在高應力區內掘送巷道提供了經驗。從施工及現在的使用情況看，巷道頂底板最大移近量達600mm，主要表現在底鼓。兩幫最大移近量為300mm，其中：上幫最大移近量240mm，下幫最大移近量60mm，在采煤工作麵推過30d後逐漸穩定。由於該巷道是留底煤施工，底鼓後，拉煤底比較容易，施工中隨時可以處理，不會影響通風、運輸、行人及正常生產。
所以，無論在何種地質條件下掘送巷道，隻在選擇合理的支護參數，采取可靠的施工工藝，都能有效地控製巷道圍岩，滿足安全生產的需要。
