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摘 要 地质条件复杂矿区巷道施工开采难度较大，为解决深度矿区、大地压复杂地质构造区开采问题，提升巷道稳定性成为必然，锚网梁喷+锚索联合支护技术的应用可有效满足安全生产需求，有助于降低生产生成本、延长使用年限、提升经济效益。本文以神华大雁工程建设有限公司三道沟煤矿为例，从理论层面和应用层面简要分析了锚网梁喷+锚索联合支护技术在巷道施工中的应用，希望能为巷道施工提供参考。
关键词 井巷工程；支护技术；关键承载圈；稳定性；应用
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0117-01
煤矿作为重要应用能源，当前煤矿开采深度与难度不断提升，在地质条件较为复杂的矿区中进行井巷施工难度越来越大，因此利用锚网梁喷+锚索联合支护技术解决深度矿区、大地压复杂地质构造区开采问题成为了必然，这对于减少巷道维修费用、降低生产生成本、减少巷道破坏、延长使用年限有积极作用，也是当前巷道施工技术的首选[1]。本次研究以神华大雁工程建设有限公司三道沟煤矿为例，简要分析下锚网梁喷+锚索联合支护技术在巷道施工中的应用。
1 伊敏河东区煤概况
伊敏河东区煤田位于内蒙古自治区呼伦贝尔草原伊敏河中下游的东侧，敏东一矿井田位于该煤田的东南部。东一矿是“煤电一体化”项目，开发目的是为鄂温克电厂提供原料煤。鄂温克电厂项目（厂址选择在本井田南部边界，一期设计装机容量为2×600MW，规划于2010年投产，两台机组年需燃煤量约482万t。），由国家发改委以发改能源〔2008〕673号文核准。该项目的核准为蒙东能源公司实施“煤电一体化”项目的综合发展战略，实现煤炭就地转化确定了坚实的基础。
2 锚网梁喷+锚索联合支护技术在巷道施工中的应用
分析
2.1 理论技术分析
煤矿矿井巷道施工中围岩应力会随着巷道开凿随之重新分布、变化，施工前后经历了从静态—动态—静态的回归过程。围岩应力的分布与变化直接影响着巷道本身的整体平衡性，不稳定状态下巷道使用周期、寿命、安全性等诸多因素都会受到严重影响。巷道施工中影响稳定性的因素主要以两种为主，分别是围岩自身结构稳定性与支护结构中材料参数合理性[2]。围岩结构的稳定性关乎巷道自身稳定性，支护材料和参数的合理性是通过合理应用材料、设计支护参数以便形成承载力较强的锚固层。围岩自身结构被称为关键承载圈，锚杆支护结构则被称为次生承载圈或者锚固体，其本身既具有稳定性也具有承载能力。围岩结构关键承载圈特点：承载圈越厚应力分布越均匀，承载能力越强，在不施加外力影响的情况下承载圈距离巷道周边越近维护工作越容易做。巷道施工中周围围岩是主要承受对象，承载圈内岩层是关键支护对象，锚杆支护技术的应用在关键承载圈外侧形成了次生承载圈，承担变化后围岩应力分布，其稳定性取决于打入锚杆支护参数能否与围岩形成稳定共同承载体密切相关。巷道施工中锚杆支护技术的应用早期是为了确保巷道围岩的稳定性，减少弯曲、压曲、失稳等现象发生几率，提升预紧力，抑制围岩岩块掉落、扩容与离层等，以提升支护效果，后期随着巷道内煤矿开采施工工程的推进，围岩破坏力度与范围不断增大，锚杆支护深入关键承载圈时加强被破坏岩层与承载圈相连，从而有效减少岩块的掉落与岩层破坏现象[3]。
锚杆支护技术的应用是为了防止围岩结构稳定性失衡，钢梁的作用在于对锚杆间围岩结构施加径向约束力增强次生承载圈承载能力和厚度，促使应力分布趋于均匀、内移。锚杆在深入关键承载圈时，钢梁还承担着防止围岩扩容离层的使命，在无法深入时，要与倾斜锚杆形成支护系统防止围岩发生过大转动与掉落等。在巷道施工支护技术应用中，网与钢梁发挥作用类似。托盘作为锚杆支护结构中产生托锚力的关键，应用喷浆可在巷道周边形成砼支护体，从而防止围岩结构失衡与岩块风化脱落现象，提升支护强度。锚网梁喷+锚索的共同作用，能够使巷道围岩内应力分布趋于均匀、平稳，有助于提升巷道次生承载圈承载能力，有效约束围岩变形的同时保证支护稳定与巷道稳定。
2.2 三道沟煤矿支护技术应用
在巷道围岩应力分布不均匀、偏高的情况下，假如岩性软弱，关键承载圈则远离巷道周边，需锚索支护，使次生承载圈悬吊在在其上，一方面改变关键承载圈的应力状态，促使应力均匀、稳定分布，延长使用周期和性能，一方面防止次生承载圈变形和被破坏。由于三道沟煤矿9层煤矿顶板岩质岩性软弱，矿压影响下导致围岩结构不稳，因其节理发育且关键承载圈远离巷道周边，所以实施锚杆支护十分必要，在无法深入关键承载圈时应用锚网梁喷+锚索支护技术增加巷道施工稳定性是最佳
选择。
针对巷道顶板岩性软弱和受矿压影响情况，可使用直径0.18 m长20 m的金属锚杆，间排距8·10 m，树脂锚固剂锚固，网选用钢筋制成的金属网，网格1·1 m最佳，直径根据巷道围岩情况进行选择，钢梁长度方面24 m左右为宜。支护两帮断面可各布置两根锚杆，锚杆尺寸、间排距与顶板相同，锚杆固定在围岩层中，金属网材质、网格直径与上述相同。巷道顶板因节理发育可选用加强锚索支护，直径0.16 m长55 m，锚索排距20 m。顶板破碎或者稳定性较差围岩结构中，要适当缩小锚杆排距，初喷紧跟迎头，喷射≤0.7 m厚的水泥砂浆封闭围岩，锚杆挂钢带，复喷迎头≤20 m且厚度≥1 m厚混凝土。在9层巷道施工中应用锚网梁喷+锚索支护技术不仅完全满足了安全生产需求，巷道变形量小、维修方便，且生产升本显著下降，显著提升了煤矿开采经济效益。
综上所述，锚网梁喷+锚索支护技术在煤矿开采井巷施工中的应用有助于提升巷道稳定性和安全性，促使围岩应力均匀分布，减少巷道变性破坏情况，有助于降低生产成本、提升经济效益，对于地质复杂矿区煤矿安全开采有积极意义，值得大力推广应用。
参考文献
[1]李书民，孙小岩，白杨杨.深部回采巷道锚网索联合支护技术实践[J].煤炭科学技术，2012，40（1）.
[2]孙晓明，杨军，曹伍富.深部回采巷道锚网索耦合支护时空作用规律研究[J].岩石力学与工程学报，2007，26（5）.
关键词 井巷工程；支护技术；关键承载圈；稳定性；应用
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0117-01
煤矿作为重要应用能源，当前煤矿开采深度与难度不断提升，在地质条件较为复杂的矿区中进行井巷施工难度越来越大，因此利用锚网梁喷+锚索联合支护技术解决深度矿区、大地压复杂地质构造区开采问题成为了必然，这对于减少巷道维修费用、降低生产生成本、减少巷道破坏、延长使用年限有积极作用，也是当前巷道施工技术的首选[1]。本次研究以神华大雁工程建设有限公司三道沟煤矿为例，简要分析下锚网梁喷+锚索联合支护技术在巷道施工中的应用。
1 伊敏河东区煤概况
伊敏河东区煤田位于内蒙古自治区呼伦贝尔草原伊敏河中下游的东侧，敏东一矿井田位于该煤田的东南部。东一矿是“煤电一体化”项目，开发目的是为鄂温克电厂提供原料煤。鄂温克电厂项目（厂址选择在本井田南部边界，一期设计装机容量为2×600MW，规划于2010年投产，两台机组年需燃煤量约482万t。），由国家发改委以发改能源〔2008〕673号文核准。该项目的核准为蒙东能源公司实施“煤电一体化”项目的综合发展战略，实现煤炭就地转化确定了坚实的基础。
2 锚网梁喷+锚索联合支护技术在巷道施工中的应用
分析
2.1 理论技术分析
煤矿矿井巷道施工中围岩应力会随着巷道开凿随之重新分布、变化，施工前后经历了从静态—动态—静态的回归过程。围岩应力的分布与变化直接影响着巷道本身的整体平衡性，不稳定状态下巷道使用周期、寿命、安全性等诸多因素都会受到严重影响。巷道施工中影响稳定性的因素主要以两种为主，分别是围岩自身结构稳定性与支护结构中材料参数合理性[2]。围岩结构的稳定性关乎巷道自身稳定性，支护材料和参数的合理性是通过合理应用材料、设计支护参数以便形成承载力较强的锚固层。围岩自身结构被称为关键承载圈，锚杆支护结构则被称为次生承载圈或者锚固体，其本身既具有稳定性也具有承载能力。围岩结构关键承载圈特点：承载圈越厚应力分布越均匀，承载能力越强，在不施加外力影响的情况下承载圈距离巷道周边越近维护工作越容易做。巷道施工中周围围岩是主要承受对象，承载圈内岩层是关键支护对象，锚杆支护技术的应用在关键承载圈外侧形成了次生承载圈，承担变化后围岩应力分布，其稳定性取决于打入锚杆支护参数能否与围岩形成稳定共同承载体密切相关。巷道施工中锚杆支护技术的应用早期是为了确保巷道围岩的稳定性，减少弯曲、压曲、失稳等现象发生几率，提升预紧力，抑制围岩岩块掉落、扩容与离层等，以提升支护效果，后期随着巷道内煤矿开采施工工程的推进，围岩破坏力度与范围不断增大，锚杆支护深入关键承载圈时加强被破坏岩层与承载圈相连，从而有效减少岩块的掉落与岩层破坏现象[3]。
锚杆支护技术的应用是为了防止围岩结构稳定性失衡，钢梁的作用在于对锚杆间围岩结构施加径向约束力增强次生承载圈承载能力和厚度，促使应力分布趋于均匀、内移。锚杆在深入关键承载圈时，钢梁还承担着防止围岩扩容离层的使命，在无法深入时，要与倾斜锚杆形成支护系统防止围岩发生过大转动与掉落等。在巷道施工支护技术应用中，网与钢梁发挥作用类似。托盘作为锚杆支护结构中产生托锚力的关键，应用喷浆可在巷道周边形成砼支护体，从而防止围岩结构失衡与岩块风化脱落现象，提升支护强度。锚网梁喷+锚索的共同作用，能够使巷道围岩内应力分布趋于均匀、平稳，有助于提升巷道次生承载圈承载能力，有效约束围岩变形的同时保证支护稳定与巷道稳定。
2.2 三道沟煤矿支护技术应用
在巷道围岩应力分布不均匀、偏高的情况下，假如岩性软弱，关键承载圈则远离巷道周边，需锚索支护，使次生承载圈悬吊在在其上，一方面改变关键承载圈的应力状态，促使应力均匀、稳定分布，延长使用周期和性能，一方面防止次生承载圈变形和被破坏。由于三道沟煤矿9层煤矿顶板岩质岩性软弱，矿压影响下导致围岩结构不稳，因其节理发育且关键承载圈远离巷道周边，所以实施锚杆支护十分必要，在无法深入关键承载圈时应用锚网梁喷+锚索支护技术增加巷道施工稳定性是最佳
选择。
针对巷道顶板岩性软弱和受矿压影响情况，可使用直径0.18 m长20 m的金属锚杆，间排距8·10 m，树脂锚固剂锚固，网选用钢筋制成的金属网，网格1·1 m最佳，直径根据巷道围岩情况进行选择，钢梁长度方面24 m左右为宜。支护两帮断面可各布置两根锚杆，锚杆尺寸、间排距与顶板相同，锚杆固定在围岩层中，金属网材质、网格直径与上述相同。巷道顶板因节理发育可选用加强锚索支护，直径0.16 m长55 m，锚索排距20 m。顶板破碎或者稳定性较差围岩结构中，要适当缩小锚杆排距，初喷紧跟迎头，喷射≤0.7 m厚的水泥砂浆封闭围岩，锚杆挂钢带，复喷迎头≤20 m且厚度≥1 m厚混凝土。在9层巷道施工中应用锚网梁喷+锚索支护技术不仅完全满足了安全生产需求，巷道变形量小、维修方便，且生产升本显著下降，显著提升了煤矿开采经济效益。
综上所述，锚网梁喷+锚索支护技术在煤矿开采井巷施工中的应用有助于提升巷道稳定性和安全性，促使围岩应力均匀分布，减少巷道变性破坏情况，有助于降低生产成本、提升经济效益，对于地质复杂矿区煤矿安全开采有积极意义，值得大力推广应用。
参考文献
[1]李书民，孙小岩，白杨杨.深部回采巷道锚网索联合支护技术实践[J].煤炭科学技术，2012，40（1）.
[2]孙晓明，杨军，曹伍富.深部回采巷道锚网索耦合支护时空作用规律研究[J].岩石力学与工程学报，2007，26（5）.