良相煤矿支护技术改革的探索及实践
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摘要：良相煤矿地质条件比较复杂，巷道变形量较大，原架棚的支护效果不佳，相关开采企业应采用锚网联合支护改革技术方法。技术人员通过检测巷道围岩的实际变形情况得出不同支护条件下围岩的变形规律。通过实践可以看出，锚网索联合支护方法可以有效减少巷道围岩顶板相对移近量，大约为73%，也也可以减少巷道两帮的相对移近量，大约为70%，有效控制了巷道的变形问题。
关键词：良相煤矿;支护技术;改革;实践
良相煤矿的地质条件比较复杂，且煤层比较松软，顶板的岩性较为脆弱，抗压强度较低，很容易发生断裂问题。良相煤矿的底板为泥岩，遇水会发生膨胀问题，加快了巷道的变形速度，降低了掘进效率，加大了维护难度，也增大了维修成本。
1 煤矿生产支护的意义
煤矿支护直接影响着煤矿的开采效率，我国煤炭行业中用于支护方面的木材可以达到400万吨左右，钢材接近50万吨，加上水泥以及各种制成品等，每年需要的直接费用可以达到20 亿元人民币。由此看出，煤矿支护技术直接影响着企业的经营效果。
2 煤矿地质条件
2.1 矿井地质条件
良相煤矿矿井总共包含煤5层，被命名为3上、3、5 上、5下以及6煤层，其中5下煤层间距较大，属于可开采煤层。且3号煤层大部分出现断失，仅局部可开采，其余为不可开采煤层。
2.2 围岩抗压强度测试
技术人员对围岩进行取样，并进行相关的抗压强度测试，5 下煤层呈黑灰色，主要为粉煤，偶见细条带状，结构比较复杂且稳定。煤层厚度为6.1m，平均厚度为2.1m。煤层直接顶为碳质泥岩与泥岩，基本顶为粉砂岩，砂质泥岩，直接底为砂质泥岩与泥岩，老底为粉砂岩。
3 煤矿支护设备分析
综采工作面的代表性支护设备便为液压支架，其不但包括整架通用的技术条件、液压支架参数，还包括特殊液压支架条件、无缝钢管等材料的焊接施工、密封元件、液压系统以及阀管路辅助件等系列的使用标准。
锚杆支护属于十分有效的支护方法，且理论的研究有效推动了支护技术的广泛推广与应用。通过锚杆支护方法可以将巷道开挖后的围岩受力状态转变为三向受力状态，提高了自身的承载强度与能力，可以达到进一步控制围岩的目的。在巷道掘出后，技术人员应及时安装锚杆，并施加足够大的预紧力，对围岩进行径向约束，确保岩石可以承受三维应力的作用，在提升围岩承载强度的基础上提升锚杆与承载层支护体系的整体承载能力。随着矿井支护技术的快速发展，井下开采的主要方向便是连续开采，跨度变为几百米甚至几千米，岩体变形范围不断扩大，对此，锚杆类支护的挤压加固作用不在重要，无法满足实际开采需求。除此之外，在煤矿支护期间，单体液压支柱、滑移支架、乳化液泵站以及金属顶梁等均属于支护设备，且随着综采的不断普及，单体液压支柱以及金属顶梁的使用频率也在下降，其主要被用于超前支护以及中小煤矿炮采工作面支护过程中。
4 围岩抗压强度测试
通过表1可以得知，5 下煤层为碳质泥岩，厚度范围为0.57 至2.22m，基本顶为粉砂岩与泥岩，厚度范围在4.9 至16.04m之间。由此看出，直接顶与基本顶均为抗压强度较差的岩层，稳定性较低，不利于进行支护。
5 巷道断面支护参数设计
为了有效掌握5下煤层围岩的实际移近情况，技术人员在结合架棚支护方案的基础上结合各种支护方式有缺点与良相煤矿的条件，在5下煤层中增加了锚网索联合支护巷道断面。一方面原有的架棚采用矿用工字钢支护梯形架棚巷道的支护方式，其净高为2m，内径为2.4m，帮顶采用聚乙烯黑塑料进行。
另一方面，锚网索联合支护矩形巷道净宽为3.2m，净高为2.6m。锚杆采用20×2200mm规格，顶间排距为800×800mm。同时，使用高强度预应力锚索，顶板进行双排布置，间距为1500×2400mm。金属网选择利用直径为4mm的冷拔丝支撑网格为40mm，顶网格为900×3000mm，帮网规格为900×1000mm。
6 围岩变形观测
技术人员利用十字测量法观测架棚巷道的表面位移，按照两条测布置测点，水平测线的距离代表了水平方向巷道的变形数值，竖直测线的距离代表巷道顶底板的变形数值，在掘进巷道时开始，连续观测三个月。采用十字测量法观测锚网索巷道的表面位移，水平测线代表了巷道顶底板的变形量，竖直测线代表巷道两帮变形量，各测点到中心的距离代表两帮压力的大小以及顶板的下沉量。在掘进期间及时布置各测点，并由掘进巷道时开始，连续观测三个月。
7 围岩变形观测结果
技术人员观测不同支护条件下巷道围岩的变形情况，得出架棚支护与锚网索联合支护下巷道围岩的变形特点。观测可知，锚网索联合支护下顶底板移近量与两帮移近量比架棚支护下的围岩变形量小，且可以有效减少顶底板相对移近量与两帮相对移近量，具备较好的支护效果。
8 结束语
良相煤矿的地质条件比较复杂，围岩较易破碎且顶底板极易发生断裂问题，针对此技术人员提出了利用锚索联合支护的方案，煤矿生产企业采用锚网索联合支护技术可以减少约73%的巷道两帮相对移近量，得出锚网索联合支护方法可以更好的控制巷道的变形问题，提高了巷道掘进工作的安全性，确保了煤矿开采的安全性与稳定性。
参考文献：
[1]任衛兵.锚网索无架棚支护在冲击地压巷道中的试验应用[J].煤炭技术，2016（07）.
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