锚网索支护技术在冲击地压煤层巷道中的应用

吕存书

摘 要：为保证杨村煤矿13采区深部工作面的安全回采，以13190首采工作面为工程背景，对13采区深部冲击危险性进行了评价，得出F16断层是导致该工作面冲击地压灾害的关键因素，根据工作面的地质情况及防冲要求，13190工作面不同区域的巷道段采取锚网索+下宽5.4m的U型钢拱形棚支护、椭圆棚+锚网索支护、工字钢棚梯形棚支护等不同的支护措施，并在巷道掘进期间加大直径钻孔强卸压、煤层注水、煤体深孔爆破等冲击地压防治措施，有效地降低了掘进及回采期间冲击地压发生的可能。

关键词：冲击地压；防冲；支护；卸压

工作面工程概况

该煤矿13深部采区13190工作面位于13采区轨道下山延伸巷东翼，北邻D13171工作面采空区（工作面上部位于D13171工作面采空区内），南部为2-3煤实煤体，东邻F5103断层，断层落差大于20m，13190工作面里段走向斜长206 m，倾向斜长151 m，倾角21°，工作面外段走向斜长211 m，倾向斜长93mm，倾角21°。工作面直接顶板为灰黑色泥岩，厚1.79 m，（其中工作面上半部位于D13171工作面采空区内，顶板为采空区伪顶，较破碎。）直接底为灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩，厚2.97m。其下为砂质泥岩，厚30m。13190工作面位于F16断层异常区内，预计煤层层理紊乱，呈翻卷状，工作面内发育有伴生断层。受F16断层影响，工作面内煤层倾角及煤厚变化较大，预计煤层倾角11°～24°（局部达30°以上），煤厚3.15～11.5 m，且矿压显现明显，对工作面回采构成一定影响。

锚网索支护方案设计

13190工作面是13采区深部首采工作面，工作面为刀把型，工作面上巷部分位于D13171采空区内，下巷位于实体煤内，开切眼位于井田边界。13190工作面上下巷外段、上下材料巷为锚网索+下宽5.4m的U型钢拱形棚支护，适用于13190工作面上巷岩巷段、下巷全段，使用范围约长度800m，支架净宽5.4m，净高3.7m，断面毛面积19.3m?、净断面16.2m?，支架适用于13190工作面下巷全段长度380m。巷帮采用等强锚杆进行锚固，等强锚杆长2.5m、直径22mm，锚杆间距0.7m、 排距为0.6m，锚杆预紧力扭矩不低于100N.m，锚杆均垂直巷道轮廓打入，顶帮铺设金属菱形网。为加强巷道支护强度，在巷道顶部打设锚索进行锚固，锚索间、排距均为1.5m，锚索长8.0m，顶锚索预紧力不小于100KN/根。

13190上巷外段冲击危险区域断面为椭圆棚+锚网索支护，支架中部打设液压抬棚或门式支架加强支护，适用于13190工作面上巷外段高度冲击危险区域，使用长度约260m。支架毛面积为27m? 、净面积为24m? ，支架净宽6.5m、净高5.3m；图3中黑色区域为充填后巷道断面，充填高度1.15m，充填后巷道净高4.0m。断面巷帮采用等强锚杆进行锚固，等强锚杆长2.5m、直径22mm、锚杆间距0.7m、 排距为0.6m，均沿巷道轮廓线垂直打设。为加强巷道支护强度，在巷道顶部打设锚索进行锚固。锚索间、排距均为1.5m，锚索长8.0m，顶锚索预紧力不小于100KN/根。

13190上巷里段断面为工字钢棚梯形棚支护，适用于13190工作面上巷里段，13190工作面上巷里段上覆13171工作面采空区，压力较小可采用工字钢对子棚支护，巷道两侧各打设一排液压抬棚进行加固，使用长度168m。支架工字钢梁长4.0m、腿长2.8m，支架下扎角80°，上净宽3.72m、下净宽4.6m，净高2.5m，毛断面14.1m?、净断面10.4m?。该断面巷帮采用等强锚杆进行锚固，等强锚杆长2.5m、直径22mm，锚杆间距0.7m、 排距為0.6m，两肩部锚杆与煤壁呈80°夹角打设，底部锚杆与煤墙呈65°夹角打设，其余均垂直煤壁打设，锚杆预紧力扭矩不小于100N.m，顶锚杆不打设。为加强巷道支护强度，在巷道顶部打设锚索进行锚固，锚索间、排距均为1.5m，锚索长8.0m，顶锚索预紧力不小于100KN/根。

掘进过程中防冲技术措施

大直径卸压钻孔

一般冲击危险区：下山巷道、13190工作面上、下巷每向前掘进15m对正头施工一个超前卸压钻孔，卸压孔孔径100mm，孔深30m，距巷道底板1.5m，垂直正头煤壁进行循环施工。

中等及以上冲击危险区：在掘进工作面巷道正前，每次施工3个卸压钻孔，钻孔布置在距巷道底板1.2m的位置，孔距1.0m，钻孔直径为100～150mm。卸压钻孔必须保证超前深度不小于30m，卸压保护带深度不小于15m。

煤层预注水

对掘进面正头和巷帮进行煤层注水，正头每向前掘进15m进行一次煤层注水，注水孔孔径75mm，深度30m。上巷下帮和下巷上帮每15m施工一个煤层注水孔，孔深65＼95 m （巷道外段＼里段），钻孔直径75mm。

结语

合理布置巷道位置及层位是避免冲击地压灾害发生的主要途径。杨村煤矿13采区深部开采支护设计方案经过基于防冲的开采设计研究，首采工作面顺槽均采用了较优的支护方案，从根本上降低了冲击地压发生的可能。通过大直径钻孔强卸压、煤层注水、煤体深孔爆破等冲击地压防治措施，基本实现了掘进工作面迎头前方、掘进迎头后方巷道的“低应力、低密度”标准，保证实现了巷道的安全掘进。

（作者单位：新疆天富小沟矿业有限责任公司）