深井高抽巷支护存在的问题及改进措施

文洁

摘 要：本文以贵州某煤矿3605工作面轨道顺槽高抽巷为工程背景，调研了该巷道的支护现状，分析了巷道支护存在的主要问题，并有针对性的提出了改进措施。

关键词：深井；高抽巷；支护；改进措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.065

1 引言

受煤层赋存地质条件的影响，贵州省内煤层绝大部分为高瓦斯煤层。随着矿井开采深度的不断加大，高瓦斯对煤矿开采造成的安全隐患也越来越显著，集中表现在瓦斯的含量和瓦斯压力均随着深度的增加而增加。目前，在巷道布置方面治理瓦斯的途径主要有两种，即在工作面布置高抽巷或者底抽巷，通过超前瓦斯抽采、工作面煤与瓦斯共采等方法综合治理瓦斯超限的问题。其中，高抽巷即布置在煤层顶板，一般处于采动裂隙带内的专用瓦斯抽采巷道，由于在掘进和工作面回采期间，该巷道需要经历两次采动的影响，且围岩裂隙发育广泛，因此高抽巷的支护一直是巷道支护中的难点。国内外关于高抽巷在回采过程中产生变形的过程以及所需的支护技术尚缺乏详细的研究。

贵州某煤矿3605工作面是南三采区的第一个采煤工作面，工作面平均采深达到835m，拟采用沿空留巷Y型通风系统，为治理瓦斯并为Y型通风提供必要的回风通道，在工作面顶板掘进了高抽巷，抽采瓦斯并作为回风巷道保留使用。本文以此为工程背景，对深井高抽巷支护存在的问题及改进措施进行分析。

2 巷道支护现状及存在的主要问题

2.1 巷道支护现状

为了解巷道目前围岩稳定情况，技术人员对高抽巷的支护现状进行了实地调研，发现的问题有：

（1）3605轨顺高抽巷掘进期间巷道压力显现已较为剧烈，U型棚顶由支护初始的半圆弧形顶变成平顶，顶板下沉高度在150mm以上，掘进时间的围岩较大的变形量将直接影响到后期留巷围岩控制难度，采前加固时若采用一梁锁三棚，需要采用迈步式布置，确保锚索梁有交叉。回采初期应提前布置水泱池，避免瓦斯抽采钻施工时出水过多，浸泡巷道，引起底鼓；

（2）3605轨顺高抽巷在5#测站处，帮顶支护锚索预紧力严重不足，部分锚杆托盘松动，顶板锚杆塑料垫圈未挤破。3#～2#测站之间顶板M型钢带用反，造成钢带抗弯模量降低，出现钢带折弯严重，应对施工人员和监管人员进行培训，防止此类状况再次发生。

2.2 巷道支护存在的主要问题

（1）巷道超挖严重，成形差。与设计巷道断面尺寸相比，最大超挖处超过500mm，此巷道虽然为半煤岩巷，但因为巷道围岩松软破碎并存在煤岩互层，围岩揭露后短时间内即垮落，造成帮顶凹凸不平，护表材料和围岩存在架空区间，锚杆、锚索多有锚空现象。

（2）锚杆孔位及预紧力与设计值相差过多。1）设计要求锚杆孔必须垂直于岩面，但实际施工中多有钻机在同一个位置上连续打几个孔都不移位的现象，造成锚杆孔位与设计轴线相差过大，而锚杆螺母又没有采用调心垫，最后难以有效提高预紧力矩，要求锚杆孔与设计线差值不超过5度；2）施工设计要求帮锚杆预紧力矩不小于250 N·m，顶板锚杆不小于300 N·m，除钻机安装时拧紧后尚需要人工二次加扭，但根据安装的两个托锚力测站，帮顶部共计11块压力表，扭矩小于200 N·m，经测量初始预紧力介于1.1～17 kN远远达不到设计要求的60～80 kN；3）施工方缺少必须的锚网索检测手段，扭矩扳手和张拉仪的数量或完好状态均不符合基本的施工要求，按照每300根锚杆检查5根锚杆扭矩和拉拔力的程序基本没有得到有效履行。

（3）树脂药卷使用的数量的张拉时间均不足。1）现场跟班发现帮部有2根锚杆在安装时都只放置1根药卷。在煤壁受回采动压影响处于围岩峰后强度时，锚杆锚固长度不足会造成锚固过早失效，无法控制采动期间巷道围岩的大变形；2）采用的中速树脂药卷的性能要求，其胶凝时间为50 s左右，4 min左右后进行预紧，但实际施工中均直接搅拌后即拧紧，没有等到充足的胶凝时间。

（4）顶板金属网铺设不符合设计要求。顶板金属网连接处未按设计压于钢带下，从迎头向外数10排钢带未有1处顶网连接处压于钢带下，不合格率100%，易在此处产生兜冒。

（5）锚索外露过长且有偏载现象。1）经现场抽查个别锚索外露长度超过400～500mm，锚索外露过长造成锚索有效支护范围缩小，达不到设计要求；2）滞后施工的锚索梁，锚索安装在槽钢的中间孔和边孔，造成锚索梁偏载。

3 巷道支护的改进措施

根据发现的问题，结合之前矿井生产实际，应采取以下改进措施：

（1）要求3605工作面的施工队停头整改，重新学习支护设计和作业规程，并经考核合格并可上岗。同时迎头的施工质量检测仪器应配足，且每种应在3套以上，保证检测时有设备可用。

（2）帮顶部支护严格控制锚杆钻孔的角度，尽量使钻孔垂直岩面；采用气动扭矩扳手预紧螺帽，并人工进行二次加扭。

（3）在锚索梁两边孔位施工锚索，避免偏载，或补充施工边孔锚索，实现一梁三索。

（4）按照“锚杆支护设计预紧力最大化、一次支护最大化和监测手段信息化”的思想，对3605轨顺高抽巷每50 m设置正规监测测站进行长期观测，并根据监测结果对施工方案进行适应性评价或优化研究。

4 结语

瓦斯治理是一项系统工程，并且通风系统为串联系统，任何一个部分出现问题，都可能引发瓦斯超限、煤与瓦斯突出等事故的发生。高抽巷布置作为瓦斯治理的重要手段之一，其围岩稳定性对于整个系统的稳定有着十分重要的影响。由于高抽巷处于工作面顶板裂隙带中，围岩条件较差，支护困难。因此，必须在掘进期间，就按照一次支护最大化的思想认真施工。同时，应辅助必要的监测手段进行长期观测，以便发生问题及时处理。

参考文献：

[1]梁建辉，刘爱卿.双采动影响下高抽巷支护技术研究[J].山西焦煤科技，2015（10-11）.

[2]四旭飞.高抽巷破坏机理及支护设计[J].煤，2015，24（08）.

[3]李青柏，李文洲.高抽巷布置优化设计及分析[J].煤矿开采，2010（05）.