近距离煤层开采下软弱煤层巷道围岩控制技术研究

响下煤岩体破碎严重，引起的巷道支护困难的问题，通过对于该巷道具体地质条件的分析，设计采用 配合自攻锚杆的高强锚网索支护技术，通过数值模拟进行具体参数的设计优化，现场应用及矿压观测

了良好的支护效果，为类似地质条件下的巷道支护提供了 考 。关键词：近 离煤层 煤层；自攻锚杆；中图分类号:TD 353 文献标识码:A文章编号：1009-0797(2019)06-0061-03Study on control technology of roadway surrounding rock in soft coal seam

under dose 卩“乂血切 coa* seam 皿诚聘LI Bin(Shanxi Pingshu Coal Industry Co., Ltd., Shouyang , Shanxi 045400 , China)Abstract: Close coal seam in a mine in order to solve the lower coal mining process, due to the low hardness of coal, and under the influence

of mining and ground stress breakage of coal or rock is serious, the roadway excavation and supporting difficult problem, through the analysis

about the specific geological conditions of roadway, design with tapping Gao Jiangmao network cable anchor supporting technique, through the

numerical simulation for the design of specific parameters optimization, field application and the result of mine pressure observation prove that achieved good supporting effect, for the similar geological conditions of roadway support provides the reference for instance.Key words: Close range coal seam ; Weak coal seam ; Self attacking bolt;0引言进行近距离煤层群的下层煤层开采时,受上方煤 层内回采工作面残余支承压力,及本煤层巷道开挖的

于2015年7月回采完毕。21503工作面回风顺槽与采 巷 距离约为20m,工作面以 为实为煤,巷道及工作面 1所示。该工作面煤为 煤，煤层度2.6m~3.1m,

影响，在本工作面回采期间出现巷道变形速度过快, 变形量很大等问题，尤其是巷道围岩为强度很低的煤

2.7m,煤层

间，煤质较软。, 度 0.05~0.13m 岩一层，煤层厚度变化较大，煤层强度系数为0.3~0.8之层时，巷道掘出后围岩迅速的失稳变形,垮落严重,对 巷道的掘进及支护非常不利，严重影响正常的采掘和

生产。本文以某矿近距离煤层开采影响下21503工作

面回风顺槽围岩控制技为 定

的围岩控制参数，过现工方的支护 。，其 的, FLAC3D 模拟软及理论分析确

图1 21503工作面运输顺槽位置详情2围岩稳定性分析及支护分析2.1巷道围岩稳定性分析巷道围岩的稳定 是 其 的问题，

1工程概况巷道为某矿的21503工作面，工作面 下位

5#煤层 采

的采

巷，回风顺槽煤层影响 为 力的 巷道围岩的 和采 的 影响叫下面过 方面对 21503回风顺槽围

掘进，回风顺槽 距40m为21502工作面

，该工作面 2016 10月回采完毕；21503距离30m为21303工岩的稳定 行分析：工作面回风顺槽上方 1 力。力为 常 的

作面的采 ，工作面间 间距为20m,该工作面 力， 重 力和 力， 方 上的力・61・媒矿#代化2019 &' 6 (总第153 (主要由岩石自重产生，水平方向的由断层、陷落柱等 地质构造引起。地应力的大小对于巷道围岩的稳定性

具有决定性的影响，随着埋深的增加,地应力会随着

增大,同时也会增加煤与瓦斯突出、冲击地压等事故 的几率和危险程度。21503工作面平均埋深为660）, 垂直方向的地应力约为18.0MPa,巷道围岩处于较大 的应力状态。并且回风 于 ，且有层, 巷道围岩

水平应力也比较 ，应力环境较复杂。2） 围岩强度及完整性 > 巷道围岩的力 性质对

于巷道围岩的稳定性具有大的影响。巷道围煤岩 应力大于 强度 时，煤岩围岩

性，并且 定度的

岩 ,巷道 围煤岩

和 性较大时,

巷道围岩的整 性 , 和程均会面 大的 >21503

风

为5#煤，煤层强度

为0.3-0.8 ，煤 度较小，

，主 由煤 的 煤和 煤 ，均为岩，大的 与 ，巷道围岩整强

度 ，

、 ，并且由于、等造的影响地应力较，并且

的 工工， 巷道围岩 性 和

围 会较大，围岩强度

>3） ：

影响。 21503 风,巷道围岩同时 21303和21305工作面

的影响，并且 水巷 时的影响,21503 风 围岩 于较的地应力下，

计算得该

垂直应力为20.13MPa,应力集

为1.46,巷道

动影响 >2.2自攻锚杆适用性分析21503 风 具 的地质条件，考虑选用

自攻锚杆进行巷道 的 ，与常 的螺纹钢树脂锚杆相比，自攻锚杆有 突出的特点,在合适的情况

选用，从 工速度、 效果、济效益等方面均有一定程度的提高[2'3]o（a）锚杆受力示意图（\"）A-一A 剖面图2自攻锚杆受力示意图-62 -自攻锚杆的安装与螺纹钢锚杆

较大的差异,进行自攻锚杆的安装时,首先需 安装 钻 个直 径略小于锚杆直径的钻孔,将自攻锚杆旋 钻孔预紧

即，钻孔 不需要填充锚固剂，钻孔不需 冲孔或

吹孔（这一点 弱 煤巷道尤为重J, 自攻锚杆安装速度比普 锚杆快,而且是全长锚固。全

长自攻锚杆在煤岩 力如图2所示，相 的现场试验 ，巷道围岩为 的煤体时，全长自攻锚杆的性能优于全长锚固螺纹钢锚杆。 上析,21503工作面风巷 近工作面和巷道的采影响， 、 等地质 造的影响，巷道周围煤岩应力环境复杂，加巷道

的岩石强度和整性较， 21503 风应同时考虑加强 和 的 。

往的生产验，

煤 全长自攻锚杆能够提供连续摩

力，锚固性能

充的 ，风 考虑 全长自 攻锚杆 行巷道 的加固。3配合自攻锚杆的高强锚网索支护技术为

定合 的 方 ，

21503 工作面具的地质条件，应FLAC3D

件分析锚网的效果， 的方案如下；1） 普锚

直径22mm，长度2.4m的螺纹钢锚杆， 树脂全长锚固， 钢筋，并且 钢 ， 0.95m,间 1.0m。锚 选架21.6mm,长度为6.3m的矿 锚 加强 ，1.5m,间 2.0m 的锚杆采用直径为22mm,长度为 2.5m 的全长自 攻锚杆，锚杆 0.8m， 间1.4m,巷 角、角锚杆 与

型号相同的螺纹钢锚杆， 和 均安装金 ，并安装钢子 强。2） 加强

将 锚杆排距减小为0.8m,锚索的间 小为1.6m,其余不。3）加强

上个方的 上，巷道

煤柱 的锚杆长度增加 3.5m， 直径不。煤矿#代化2019 &' 6 ()第 153 (图3三种支护方案下巷道围岩位移模拟结果三种支护方案运输顺槽围岩位移情况如图3所

示。巷道煤柱侧围岩变形范围约为6.0+,实体煤侧变 形范围为4.0+,顶板变形范围为2.0+,底板变形范围

为3.0+,巷道围岩主要变形区域均较小，能够满足围 岩控制的要求y方案二与方案一相比巷道顶板及两帮

的位移均明显减小,方案三与方案二相比顶底板位移

虽然变化不大，但是煤柱侧围岩变形量明显减小，因

此选择方案三用于21503回风顺槽的支护。4巷道支护方案设计根据以上的分,21503回风顺槽

为4.4+,为2.8+, 的支护方案如1)顶板采用直径22+m,长度2.4+的螺纹钢锚

杆，用树全锚固， 钢 ， 用钢

梯，排距0.8+，间距0.95+0两排锚杆 为21.6++, 度为 6.3+ 的钢 锚 , 用 二二 置，锚 用1800++钢

。2 巷道 侧 实体煤侧

22++, 度3.5+的全 锚杆，巷道 侧叽煤柱侧 22++,度2.5+的全

锚杆，顶

底 用为20++,长度为2.4+的螺纹钢锚杆锚杆

均为0.8+, 分

上

15。，螺纹钢锚杆用 锚。巷道支护的 情况如图4所示0(a)巷道支护断面图300 - | , 950 一］ | 950 】〕,950 “ , 950图4回风顺槽支护方案5支护效果分析为

21503回风顺槽支护方案的 ，21503 回风顺槽 及 回 巷道围岩的变形情况 0 据如图 5 所示0图5回风巷围岩变形情况由巷道位移情况 ，回风顺槽,巷道围岩的变形量 巷 的大，顶板及两 的形变

巷45

，变化相同，大变形量 200++以 回， 与 40+ 以 ，围岩变形大， 大变形量小于 450++，满足巷道 的要

求，上 ，用

锚杆的 锚 支护的支护 0参考文献:[1] 孙婷,李科.近距离煤层采空区下回采工作面合理长度的

研究[J].煤炭技术,2018,37(10):-66.[2] 王晓.近距离煤层同采下组煤放煤顺序的确定[J].煤炭技

术,2018,37(10):29-30.⑶张春雷，李占平，康强.近距煤层群不同层间岩层结构下围

岩裂隙演化规律[J].煤矿安全,2018,49(09):91-95.作者简介：李斌(1985年5月-),男，汉族，山西省宁武县人，助理工

程师，现就职于山西平舒煤业有限公司生产调度指挥中心。(收稿日期：2019-3-20)-63 -