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摘 要：同煤集团四台矿是国家“十一五”重点建设的国有大型煤矿，年产500万t，由于周边小煤窑矿井资源的破坏，迫使矿井提前从12#层向14#层延伸，21402巷为14#层首个综采工作面顺槽，文章论述了四台矿不同煤层地质条件下的锚杆支护效果及存在的问题。论证了只有根据不同的地质条件，因地制宜，合理地选用锚杆支护形式，才能达到安全上可靠。
关键词：顺槽巷道；锚杆；支护设计
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0015－02
1 前言
锚杆在我国煤矿井下巷道支护的使用范围很大，锚杆支护设计和理论也已日趋完善，但在井下不同煤层和动压在不断地变化，对在该采区附近的巷道施工产生不同的影响，因此如何根据不同的地质条件选择可靠的支护形式是矿山设计及施工技术人员的新课题。
21402巷地面相对位置为罗家辛窑村以北、小窑沟以南的泉沟梁。本面北部紧接14#层412盘区巷。东部、西部、南部本矿未开拓，但该范围内有罗家辛窑矿同层采空区。本巷沿14－2#煤层掘进，预计煤层呈一小型向斜构造，整体南高北低。南半部为14－2与14－3合并层，煤层平均厚度3.30 m，平均倾角0.8 °，与11#层层间距平均10.40 m。老顶为砂页岩互层，1.98～13.98 m之间，平均6.93 m，灰色到深灰色，岩性变化复杂，局部变厚为中砂岩，局部夹煤线，下部为12－2#层煤。直接顶砂页岩互层3.66～9.91 m，平均为4.15 m，灰色，局部有白色中砂岩，夹煤线。水平层理发育，坚硬，所以四台矿在14#层顺槽采用锚杆支护并取得了很好的效果。
2 支护效果与适用性存在的问题
四台矿自2009年开始首次在14#层414盘区巷道使用树脂锚杆以来，已经施工约5 000 m巷道，通过对锚杆支护巷道中的经验和分析，认为14#层锚杆支护适用地点应满足以下条件：
（1）顶板完好，无伪顶或伪顶（复合层）在1.0 m以下，直接顶以砂岩为主的巷道。如果顶板不完整，裂隙较多，锚杆不能很好地护住顶板而产生落石将伤及施工人员，同时顶板不稳定也很难达到预期的支护效果。如果顶板复合层较厚，直接顶又不是以砂岩为主，采用锚杆支护的巷道到一定时间后将发生变化而影响工作面使用的安全性。
根据这一情况说明，在顶板压力大，复合层厚的巷道内不适合锚杆支护，众所周知，锚杆支护的三大作用，加固拱及悬吊作用。而对复合层为泥岩和碳质泥岩时，锚杆是无法起到组合梁作用的，有效控制顶板及围岩，在此条件下如采用锚杆支护，则会投入与产出比例相反，在讲求经济成本的今天是不科学的。
（2）巷道两帮煤质节理不发育，煤壁不易炸帮。如果煤质松软，容易炸帮，首先，锚杆支护强度达不到，这对施工人员人身安全构成危胁，其次，煤壁易炸帮也会使巷道成型差，影响标准化、文明化工作。
（3）巷道服务年限应在6年以内，帮顶压力不是很大的巷道，主要巷道或服务年限在6年以上时，应进行喷浆封闭处理。在服务年限以内，巷道两帮煤壁由于空气的流通，很容易造成风化；其次，每年进入夏秋季节后，井下空气温度大，巷道岩壁都挂有水珠，亲水岩汲取水分后，发生潮解，出现磷状、片状脱落，岩石和煤壁软化，形成零片、炸帮危及行人安全；另外，多次零片脱落后部分锚杆托板将失去支护作用，整体支护组合被破坏，造成巷道应力重新分配，对巷道的稳定性产生巨大的影响，巷道服务年限将缩短。因此，对服务年限长的巷道应喷浆进行封闭，隔开水与空气的接触。
3 在符合锚杆支护条件的巷道施工时亟待解决的问题
（1）锚杆支护顶板为粗砂岩或砂砾岩时，由于岩石过于坚硬，每打一个锚杆钻也都需要较长的时间，严重制约了掘进速度，应研制出专门地大功率锚杆施工钻机解决此问题。
（2）个别锚杆支护问题：某些巷道在掘进过后个别地段由于压力增大或其他原因，需要补打锚杆时，虽然补打一根锚杆很容易，但打此锚杆所需的设备却很难，因为要考虑补打锚杆处是否有风、水管路，风、水管路有没有供补打锚杆所接出的三通节门；有没有与锚杆机连接的接头等，因此应研究一种轻便的锚杆打设工具。
4 结束语
锚杆支护是煤矿支护形式的一个发展方向，其以快速、方便及减轻工人的劳动强度而深得广大煤矿员工的喜爱，并为综采快速稳装创造了良好的条件，但锚杆支护应根据不同的地质条件合理使用。
The Anchor Support Design Analysis of 14# Layer 414 Disc Area Gateway in Sitai Mine
Gao Mingzhu
Abstract: Sitai mine of Datong Coal Mine Group is a large state－owned coal mine of national “Eleventh Five－Year” key construction, annual output of 500 million t, small coal mines surrounding the mine as the destruction of resources, forcing the mine to advance from level 12 # 14 # layer extension, Lane 14 # 21402 first fully mechanized coal face level trough. The article discusses four different coal mine geological conditions and the effect of bolting problems. Demonstrated only in accordance with different geological conditions, local conditions, a reasonable selection of bolting in the form in order to achieve safety and reliable.
Key words: gateway; anchor; support design
关键词：顺槽巷道；锚杆；支护设计
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）30－0015－02
1 前言
锚杆在我国煤矿井下巷道支护的使用范围很大，锚杆支护设计和理论也已日趋完善，但在井下不同煤层和动压在不断地变化，对在该采区附近的巷道施工产生不同的影响，因此如何根据不同的地质条件选择可靠的支护形式是矿山设计及施工技术人员的新课题。
21402巷地面相对位置为罗家辛窑村以北、小窑沟以南的泉沟梁。本面北部紧接14#层412盘区巷。东部、西部、南部本矿未开拓，但该范围内有罗家辛窑矿同层采空区。本巷沿14－2#煤层掘进，预计煤层呈一小型向斜构造，整体南高北低。南半部为14－2与14－3合并层，煤层平均厚度3.30 m，平均倾角0.8 °，与11#层层间距平均10.40 m。老顶为砂页岩互层，1.98～13.98 m之间，平均6.93 m，灰色到深灰色，岩性变化复杂，局部变厚为中砂岩，局部夹煤线，下部为12－2#层煤。直接顶砂页岩互层3.66～9.91 m，平均为4.15 m，灰色，局部有白色中砂岩，夹煤线。水平层理发育，坚硬，所以四台矿在14#层顺槽采用锚杆支护并取得了很好的效果。
2 支护效果与适用性存在的问题
四台矿自2009年开始首次在14#层414盘区巷道使用树脂锚杆以来，已经施工约5 000 m巷道，通过对锚杆支护巷道中的经验和分析，认为14#层锚杆支护适用地点应满足以下条件：
（1）顶板完好，无伪顶或伪顶（复合层）在1.0 m以下，直接顶以砂岩为主的巷道。如果顶板不完整，裂隙较多，锚杆不能很好地护住顶板而产生落石将伤及施工人员，同时顶板不稳定也很难达到预期的支护效果。如果顶板复合层较厚，直接顶又不是以砂岩为主，采用锚杆支护的巷道到一定时间后将发生变化而影响工作面使用的安全性。
根据这一情况说明，在顶板压力大，复合层厚的巷道内不适合锚杆支护，众所周知，锚杆支护的三大作用，加固拱及悬吊作用。而对复合层为泥岩和碳质泥岩时，锚杆是无法起到组合梁作用的，有效控制顶板及围岩，在此条件下如采用锚杆支护，则会投入与产出比例相反，在讲求经济成本的今天是不科学的。
（2）巷道两帮煤质节理不发育，煤壁不易炸帮。如果煤质松软，容易炸帮，首先，锚杆支护强度达不到，这对施工人员人身安全构成危胁，其次，煤壁易炸帮也会使巷道成型差，影响标准化、文明化工作。
（3）巷道服务年限应在6年以内，帮顶压力不是很大的巷道，主要巷道或服务年限在6年以上时，应进行喷浆封闭处理。在服务年限以内，巷道两帮煤壁由于空气的流通，很容易造成风化；其次，每年进入夏秋季节后，井下空气温度大，巷道岩壁都挂有水珠，亲水岩汲取水分后，发生潮解，出现磷状、片状脱落，岩石和煤壁软化，形成零片、炸帮危及行人安全；另外，多次零片脱落后部分锚杆托板将失去支护作用，整体支护组合被破坏，造成巷道应力重新分配，对巷道的稳定性产生巨大的影响，巷道服务年限将缩短。因此，对服务年限长的巷道应喷浆进行封闭，隔开水与空气的接触。
3 在符合锚杆支护条件的巷道施工时亟待解决的问题
（1）锚杆支护顶板为粗砂岩或砂砾岩时，由于岩石过于坚硬，每打一个锚杆钻也都需要较长的时间，严重制约了掘进速度，应研制出专门地大功率锚杆施工钻机解决此问题。
（2）个别锚杆支护问题：某些巷道在掘进过后个别地段由于压力增大或其他原因，需要补打锚杆时，虽然补打一根锚杆很容易，但打此锚杆所需的设备却很难，因为要考虑补打锚杆处是否有风、水管路，风、水管路有没有供补打锚杆所接出的三通节门；有没有与锚杆机连接的接头等，因此应研究一种轻便的锚杆打设工具。
4 结束语
锚杆支护是煤矿支护形式的一个发展方向，其以快速、方便及减轻工人的劳动强度而深得广大煤矿员工的喜爱，并为综采快速稳装创造了良好的条件，但锚杆支护应根据不同的地质条件合理使用。
The Anchor Support Design Analysis of 14# Layer 414 Disc Area Gateway in Sitai Mine
Gao Mingzhu
Abstract: Sitai mine of Datong Coal Mine Group is a large state－owned coal mine of national “Eleventh Five－Year” key construction, annual output of 500 million t, small coal mines surrounding the mine as the destruction of resources, forcing the mine to advance from level 12 # 14 # layer extension, Lane 14 # 21402 first fully mechanized coal face level trough. The article discusses four different coal mine geological conditions and the effect of bolting problems. Demonstrated only in accordance with different geological conditions, local conditions, a reasonable selection of bolting in the form in order to achieve safety and reliable.
Key words: gateway; anchor; support design