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摘 要：窄煤柱沿空掘巷在后期是使用过程中遭受岩体结构的非对称高应力冲击，常发生非对称性的变形问题，巷道的危险性会极大的上升。因此，从巷道的围岩特点着手，为了强化其安全性，采用主动支护并结合结构补强支护方式进行。下面将以某煤矿的工程为例，探究窄煤柱沿空掘巷下采用不对称锚网支护效果。
关键词：窄煤柱沿空掘巷;不对称锚网支护;煤矿采煤
引言
窄煤柱沿空掘巷是煤矿采煤工作面机械化开采下出现的新技术，该技术主要是在工作面采空区边缘构建的一类窄煤柱掘进巷道，可以有效避免沿空掘巷必须在毗邻工作面回采后采空区上覆岩层活动基本稳定以后进行造成工作面正常采掘接替带来很多困难，还能提高煤炭资源采出率，发挥挡矸和防漏风等功能，也越来越受到重视。在后期是使用过程中掘进巷道遭受岩体结构的非对称高应力冲击，常发生非对称性的变形问题，巷道的危险性会极大的上升。因此，从巷道的围岩特点着手，为了强化其安全性，采用主动支护并结合结构补强支护方式进行。下面将以某煤矿的工程为例，探究窄煤柱沿空掘巷下采用不对称锚网支护效果。
一、工程概况
该煤矿位于河南省新密市境内，23采区2302 工作面煤层赋存稳定，结构简单，是单斜构造。2303 回采工作面可采长度2350m，当前已采1950m，剩余 400m，区段煤柱宽度通常是20 ～30 m，而区段煤柱是3-8 m 而言，通过对比发现区段煤柱损失巨大。2303 回采工作面与 2302 工作面回风巷掘进工作面都是采掘共同进行的过程。2302 工作面回风巷距离2303采空侧12 m。其中2302 工作面回风巷长度2450m，跟着煤层顶板掘进。相隔2303工作面采空侧79 m 位置是23采区的南部回风巷，随着2303工作面的回采，23采区南部回风巷变形增大，小范围的顶板下沉量会在190----310mm，两帮移近数据在500mm左右，底鼓小范围会在10000mm样子。伴随开采的不断深入，巷道收缩严重，变形量增大，常发生非对称性的变形，工作面推进受到极大影响，巷道的危险性会极大的上升，严重制约着综放面的迅速前进以及综放设备功能的有效发挥。从其巷道围岩结构具有情况来看，使用一段时间的窄煤柱沿空掘巷，其工作面侧向应力在一定程度上会使得平衡状态遭受损坏，掘进过程和回采阶段巷道就会使得变形量增大，同时窄煤柱裂隙将会越来越大，自身的稳定性就变得更差，小范围还容易被压碎，维护就会变得越发难。为了确保安全，该煤矿的窄煤柱宽度确定应主要减小煤柱留设的宽度，采用工程类比措施调整预留宽度。其中的巷道围岩不对称变形，主要发生在巷道的中轴线形成的平面两帮有大小不一的变形，使得巷道的一侧发生偏斜样改变，而且我们还发现在巷道的肩角以等处存在一定程度的变化，整體的失稳就会越明显。
二、巷道不对称变形的围岩控制措施
1.巷道支护的重要点。
煤矿巷道支护作用机理是将围岩巷道与支护体系当做一个整体，使用用围岩和支护体系的本身承载能力确保巷道的稳定，围岩和支护体系彼此的作用能有效控制围岩的变形，以此形成一个相对完整且较为稳定的支护承载体，极大的改变围岩的力学中的性质增强围岩的承载能力。该煤矿中的窄煤柱运行状况发现，上覆岩层的垂直应力和采动压力都会对窄煤柱产生作用力，极容易造成破碎，而且随着作用力的发生，巷道的内侧还会出现大小不一的移位情况，巷道的顶板就会有一定程度的下沉样改变。要确保窄煤柱处于稳定情况，就要确保沿空窄煤柱巷道不产生变形现象。
2.锚网支护详细数字设定。
某煤矿中的上副巷全长是496m，煤层的厚度基本上是8.3m左右，伪顶是炭质泥岩层，厚度是0.5m，直接顶是砂质泥岩层，厚度是8.79m，基本顶是中粒砂岩层，厚度是5.69m。掘进是从巷道沿工作面的空区边缘区域，净煤柱大小是2.1m。巷道标高数据是+13.9～+24.1m样子，标高平均数字是+18.9m;而巷道的地面标高在+271.3～+274.1m内，标高平均数字是+273.1m。下埋的巷道深度是251.3m。
（1）锚杆大小。锚杆大小与间距要满足一定关系，才能有一定厚度的挤压加固拱。根据锚杆挤压加固拱理论设定，加固拱厚度和锚杆大小、间距公式满足：B=W2tgα-A/tgα。公式中B代表加固拱厚度;W2表示锚杆的间排距; α代表锚杆在松散体中的控制角;A代表锚杆间距。锚杆大小公式可以表示：W=W1+ W2 +W3。公式中W表示锚杆的全长大小，长度2.5m，煤柱宽度2.1m，那么沿空侧短锚索取1.6m，W1表示锚杆的外露长度大小，取值是0.2m，W3锚杆锚固段长度大小。
（2）锚杆整个直径大小。锚杆的直径可以用公式表示：
其中R表示安全系数，取值大小1.6。Q表示为锚杆的支护强度，取值是120kN/m 2，B1 表示;锚杆间距，取值是0.7m，B2 表示;锚杆排距，取值是0.7m， 表示的是杆体材料抗拉的强度大小，取值是490MPa，计算出的锚杆直径是21mm。
（3）锚杆排距。锚杆排距W0可以用公式表示：
W0=Nn/KQ d
n 表示为顶板上分布的每一个排锚杆的数量多少，有7杆;N 表示为每一个锚杆所展现的锚固力;K 代表的是安全系数，大小为2;Q d表示为顶板的压力，大小取值是392.7kN。计算出的锚杆排距W0 =0.99m。
3.不对称锚网的支护措施。
窄煤柱沿空掘巷中采用非对称锚网支护，具体可通过支护顶板、支护帮部、锚固锚杆、锚固顶板锚索孔几个方面达到支护的效果。其中，顶板的支护需要用到的材料包括：高强树脂锚杆、钢筋网和硬塑料网，高强树脂锚杆要左旋无纵筋型的，为加强支护的效果，需要用到7根锚杆，其规格为20mm×2300 mm，锚杆排列的距离最好是700 mm×700mm，其托盘规格取150 mm×150mm×10mm。顶板锚索的间距及排距分别设置为1m和1.5m，其托盘规格需高于350 mm×1350mm，且其预紧力在100kN以上。其次，支护帮部所需用到的材料同样包括高强树脂锚杆、钢筋网和硬塑料网，其中用到的锚杆材质与规格与支护顶板所用的锚杆相同，不同是需用到5根锚杆;在帮部有空区帮，需要采取双层网支护，所需的锚索应为1.5m的长型锚索。为达到整体支护的效果，可用钢筋梯子梁将顶板和帮部的锚杆连接起来。锚固锚杆所用到的材料为加长型的树脂药卷，具体的型号为K2350。锚固顶板锚索孔所用到的材料为树脂药卷，具体的型号为K2350与Z2350，顺着巷道横着铺设梯子梁，该梯子梁的结构为圆钢加工钢筋，每根梯子梁钻有锚索孔，并装上四根锚索，如此一来，锚索得以沿着锚索孔垂直锚入顶板。
最后支护的效果。窄煤柱沿空掘巷下采用不对称锚网支护，能借助锚杆实现对围岩的预应力，夯实围岩中的承载结构，以增强沿空掘巷道的支护强度，减少巷道变形的发生率。
参考文献：
[1] 郑伟.深部高应力沿空掘巷非对称支护技术[J]. 煤矿安全. 2017（11）
[2] 薛维培，李敬佩，刘召辉，姚直书，经来旺. 无煤柱沿空掘巷合理性判断及支护技术研究[J].煤炭工程. 2015（09）
[3] 张宏伟. 孤岛工作面沿空掘巷矿压特征应用研究[J].当代化工研究. 2020（03）
[4] 崔占鳌. 沿空掘巷硐室填充技术的应用[J].当代化工研究. 2020（16）
作者简介：
雷瑞鹏（1987—），男，河南南阳人，本科，助理工程师，主要从事煤矿开采技术指导工作。
（郑煤集团裴沟煤矿 河南 新密 452370）
关键词：窄煤柱沿空掘巷;不对称锚网支护;煤矿采煤
引言
窄煤柱沿空掘巷是煤矿采煤工作面机械化开采下出现的新技术，该技术主要是在工作面采空区边缘构建的一类窄煤柱掘进巷道，可以有效避免沿空掘巷必须在毗邻工作面回采后采空区上覆岩层活动基本稳定以后进行造成工作面正常采掘接替带来很多困难，还能提高煤炭资源采出率，发挥挡矸和防漏风等功能，也越来越受到重视。在后期是使用过程中掘进巷道遭受岩体结构的非对称高应力冲击，常发生非对称性的变形问题，巷道的危险性会极大的上升。因此，从巷道的围岩特点着手，为了强化其安全性，采用主动支护并结合结构补强支护方式进行。下面将以某煤矿的工程为例，探究窄煤柱沿空掘巷下采用不对称锚网支护效果。
一、工程概况
该煤矿位于河南省新密市境内，23采区2302 工作面煤层赋存稳定，结构简单，是单斜构造。2303 回采工作面可采长度2350m，当前已采1950m，剩余 400m，区段煤柱宽度通常是20 ～30 m，而区段煤柱是3-8 m 而言，通过对比发现区段煤柱损失巨大。2303 回采工作面与 2302 工作面回风巷掘进工作面都是采掘共同进行的过程。2302 工作面回风巷距离2303采空侧12 m。其中2302 工作面回风巷长度2450m，跟着煤层顶板掘进。相隔2303工作面采空侧79 m 位置是23采区的南部回风巷，随着2303工作面的回采，23采区南部回风巷变形增大，小范围的顶板下沉量会在190----310mm，两帮移近数据在500mm左右，底鼓小范围会在10000mm样子。伴随开采的不断深入，巷道收缩严重，变形量增大，常发生非对称性的变形，工作面推进受到极大影响，巷道的危险性会极大的上升，严重制约着综放面的迅速前进以及综放设备功能的有效发挥。从其巷道围岩结构具有情况来看，使用一段时间的窄煤柱沿空掘巷，其工作面侧向应力在一定程度上会使得平衡状态遭受损坏，掘进过程和回采阶段巷道就会使得变形量增大，同时窄煤柱裂隙将会越来越大，自身的稳定性就变得更差，小范围还容易被压碎，维护就会变得越发难。为了确保安全，该煤矿的窄煤柱宽度确定应主要减小煤柱留设的宽度，采用工程类比措施调整预留宽度。其中的巷道围岩不对称变形，主要发生在巷道的中轴线形成的平面两帮有大小不一的变形，使得巷道的一侧发生偏斜样改变，而且我们还发现在巷道的肩角以等处存在一定程度的变化，整體的失稳就会越明显。
二、巷道不对称变形的围岩控制措施
1.巷道支护的重要点。
煤矿巷道支护作用机理是将围岩巷道与支护体系当做一个整体，使用用围岩和支护体系的本身承载能力确保巷道的稳定，围岩和支护体系彼此的作用能有效控制围岩的变形，以此形成一个相对完整且较为稳定的支护承载体，极大的改变围岩的力学中的性质增强围岩的承载能力。该煤矿中的窄煤柱运行状况发现，上覆岩层的垂直应力和采动压力都会对窄煤柱产生作用力，极容易造成破碎，而且随着作用力的发生，巷道的内侧还会出现大小不一的移位情况，巷道的顶板就会有一定程度的下沉样改变。要确保窄煤柱处于稳定情况，就要确保沿空窄煤柱巷道不产生变形现象。
2.锚网支护详细数字设定。
某煤矿中的上副巷全长是496m，煤层的厚度基本上是8.3m左右，伪顶是炭质泥岩层，厚度是0.5m，直接顶是砂质泥岩层，厚度是8.79m，基本顶是中粒砂岩层，厚度是5.69m。掘进是从巷道沿工作面的空区边缘区域，净煤柱大小是2.1m。巷道标高数据是+13.9～+24.1m样子，标高平均数字是+18.9m;而巷道的地面标高在+271.3～+274.1m内，标高平均数字是+273.1m。下埋的巷道深度是251.3m。
（1）锚杆大小。锚杆大小与间距要满足一定关系，才能有一定厚度的挤压加固拱。根据锚杆挤压加固拱理论设定，加固拱厚度和锚杆大小、间距公式满足：B=W2tgα-A/tgα。公式中B代表加固拱厚度;W2表示锚杆的间排距; α代表锚杆在松散体中的控制角;A代表锚杆间距。锚杆大小公式可以表示：W=W1+ W2 +W3。公式中W表示锚杆的全长大小，长度2.5m，煤柱宽度2.1m，那么沿空侧短锚索取1.6m，W1表示锚杆的外露长度大小，取值是0.2m，W3锚杆锚固段长度大小。
（2）锚杆整个直径大小。锚杆的直径可以用公式表示：
其中R表示安全系数，取值大小1.6。Q表示为锚杆的支护强度，取值是120kN/m 2，B1 表示;锚杆间距，取值是0.7m，B2 表示;锚杆排距，取值是0.7m， 表示的是杆体材料抗拉的强度大小，取值是490MPa，计算出的锚杆直径是21mm。
（3）锚杆排距。锚杆排距W0可以用公式表示：
W0=Nn/KQ d
n 表示为顶板上分布的每一个排锚杆的数量多少，有7杆;N 表示为每一个锚杆所展现的锚固力;K 代表的是安全系数，大小为2;Q d表示为顶板的压力，大小取值是392.7kN。计算出的锚杆排距W0 =0.99m。
3.不对称锚网的支护措施。
窄煤柱沿空掘巷中采用非对称锚网支护，具体可通过支护顶板、支护帮部、锚固锚杆、锚固顶板锚索孔几个方面达到支护的效果。其中，顶板的支护需要用到的材料包括：高强树脂锚杆、钢筋网和硬塑料网，高强树脂锚杆要左旋无纵筋型的，为加强支护的效果，需要用到7根锚杆，其规格为20mm×2300 mm，锚杆排列的距离最好是700 mm×700mm，其托盘规格取150 mm×150mm×10mm。顶板锚索的间距及排距分别设置为1m和1.5m，其托盘规格需高于350 mm×1350mm，且其预紧力在100kN以上。其次，支护帮部所需用到的材料同样包括高强树脂锚杆、钢筋网和硬塑料网，其中用到的锚杆材质与规格与支护顶板所用的锚杆相同，不同是需用到5根锚杆;在帮部有空区帮，需要采取双层网支护，所需的锚索应为1.5m的长型锚索。为达到整体支护的效果，可用钢筋梯子梁将顶板和帮部的锚杆连接起来。锚固锚杆所用到的材料为加长型的树脂药卷，具体的型号为K2350。锚固顶板锚索孔所用到的材料为树脂药卷，具体的型号为K2350与Z2350，顺着巷道横着铺设梯子梁，该梯子梁的结构为圆钢加工钢筋，每根梯子梁钻有锚索孔，并装上四根锚索，如此一来，锚索得以沿着锚索孔垂直锚入顶板。
最后支护的效果。窄煤柱沿空掘巷下采用不对称锚网支护，能借助锚杆实现对围岩的预应力，夯实围岩中的承载结构，以增强沿空掘巷道的支护强度，减少巷道变形的发生率。
参考文献：
[1] 郑伟.深部高应力沿空掘巷非对称支护技术[J]. 煤矿安全. 2017（11）
[2] 薛维培，李敬佩，刘召辉，姚直书，经来旺. 无煤柱沿空掘巷合理性判断及支护技术研究[J].煤炭工程. 2015（09）
[3] 张宏伟. 孤岛工作面沿空掘巷矿压特征应用研究[J].当代化工研究. 2020（03）
[4] 崔占鳌. 沿空掘巷硐室填充技术的应用[J].当代化工研究. 2020（16）
作者简介：
雷瑞鹏（1987—），男，河南南阳人，本科，助理工程师，主要从事煤矿开采技术指导工作。
（郑煤集团裴沟煤矿 河南 新密 452370）