【摘要】随着煤矿开采深度的不断增大，岩层地质条件日趋复杂，围岩地应力愈来愈大，巷道经常出现顶板下沉，脱落、两帮收缩、底板鼓起等变形破坏现象，变形破坏严重时，甚至巷道无法使用，严重影响安全生产。本文介绍了锚索联合支护技术的原理，并以实际案例探讨了锚索联合支护技术的应用，最后提出建议。

　　【关键词】锚杆;锚索;支护技术;矿井

　　过去由于条件和认识上的不足，煤巷掘进支护通常采用木棚支护。在厚煤层动压、地压较大的的情况下，传统的设棚支护效果极差，结果是前掘后修。需要更为合理的煤矿巷道支护理论和方法来保证煤矿安全生产。现在普遍使用了锚杆锚索联合支护方式。锚杆锚索联合支护是一种先进的支护技术，它利用锚杆、锚固剂及其护表构件给围岩一定的支护强度，与围岩组成支护体系，承受各种围岩应力和采动应力，达到支护的目的。合理选择锚杆参数及支护形式，是安全、科学、经济的，能起到提高支护质量和矿山效益、降低成本的作用。

　　一、锚杆锚索支护原理

　　锚杆锚索支护原理的基本原理是将锚杆伸入到煤层围岩内部，对煤层进行锚固，通过锚杆的悬吊作用，组合梁作用和挤压加固作用维持顶板的稳定性。随着巷道围岩状况的不同，锚杆锚索支护也具有不同的作用机理。主要的锚杆锚索作用机理有悬吊理论、组合梁(拱)理论、压缩拱理论、楔固理论、扩容-稳定理论和锚杆锚索椼架理论等。由于锚杆锚索的强度和刚度大于吲岩(特别是松散或裂隙岩体)的变形，从而在锚杆锚索对圈岩施加作用力时，该力既能改善同岩应力状态，使巷道围岩成为一个稳定的承载结构的一部分，又能通过对裂隙岩体(或松散岩体)施加挤压作刚，从而大大提高了围岩的抗剪、抗压强度以及围岩自身的承载能力。由于锚杆锚索支护具有上述特点，所以被越来越多的煤矿、冶金企业所利用。

　　二、锚杆锚索联合支护应用

　　2.1一般情况

　　根据设计该巷从201采区回风上山下落平开口，掘联络巷见24煤层后，再向底板掘进见22煤层，并与201轨道上山下车场联通，其中2016(22)转载机巷与201煤仓贯通，2016(22)机巷沿22煤层向南掘进，该巷上标高(+50米)的2012(22)工作面正在开采。该巷在须家河组第六段第四带(T6-43xj)地层中掘进，煤、岩层产状，114°∠27°(北段)，72°∠10°(南段)。22煤层顶板岩性为灰色砂质泥岩和泥质粉砂岩，局部存在伪顶，岩性为灰色泥岩，薄层状，节理较发育，22煤层与21煤层间距一般为1.80米;22煤层底板岩性依次为灰色砂质泥岩夹数层煤线、其下为灰色泥质粉砂岩。该巷在地质勘探时期未发现有地质构造存在,但可能存在一些小构造的影响,使煤岩层破碎。该巷区域内水文地质条件简单，无水害影响。

　　2.2支护方案的确定

　　2.2.1锚杆支护参数设计

　　(1)、锚杆长度(根据工程类比法和经验公式确定)

　　L=N(1.1+B/10)

　　=1.2×(1.1+2.8/10)

　　=1.656(m) 根据现场经验机巷取L=1800(mm)，中机巷取L=2300(mm)

　　式中：

　　L—锚杆全长，m;

　　N—围岩稳定性影响系数，根据围岩性质(Ⅳ类，稳定性较差岩层)和现场实际情况考虑，进行降级取值，取1.2;

　　B—巷道宽度，取该巷施工的较大断面宽度，2.8m。

　　(2)、确定锚杆间排距

　　b=(L·tanα-D)/ tanα

　　D=P= L·tanα - b ·tanα

　　机巷：=1.8×tan45°-0.9×tan45° 中机巷：=2.3×tan45°-0.9×tan45°

　　=0.9(m) 取0.8m =1.4(m) 取0.9m

　　式中：

　　D—锚杆间距，m;

　　P—锚杆排距，m;

　　L—锚杆全长，1.8m/2.3m;

　　α—锚杆在松散体中的控制角，按45°计(对破碎体较安全);

　　b—加固拱厚度，按0.9m取值设计;

　　根据以上计算：2016(22)机巷顶板支护为锚杆+钢筋梯(φ8钢条制作)锚杆长度为L=1800mm，锚杆间排距为800mm×800mm;中机巷顶板锚杆长度为L=2300mm，锚杆间排距为800mm×800mm。锚杆直径φ=23mm，锚杆用螺蚊钢制作，锚杆托盘用厚8mm的钢板加工，其规格为长×宽×厚=150×150×8mm。巷帮侧管缝式锚杆长度为L=1600mm，锚杆直径φ=43mm，锚杆托盘用厚6mm的钢板加工，其规格为长×宽×厚=120×120×6mm。

　　2.2.2、锚索支护参数设计

　　由于该巷今后为沿空留巷，须采取预应力锚索与普通锚杆相结合的形式整体加固围岩。φ15.24mm的小孔径锚索设计锚锚固力不小于240KN,锚索预紧力不行小于100KN,不大于120KN。根据经验，锚索的间距取2.4m,排距ι=2.5m，单根锚索长度取值5.5m。

　　对上述参数进行校核，结合参照地质柱状图等相关资料进行复核，取岩石平均容重2.7 t/m3，支护层厚度取5m，按悬吊理论计算，则每平方米岩石容重为：14 t/m2，而单根φ15.24mm的小孔径锚索设计锚锚固力不小于240KN(约24t)，则锚固力为：4×24÷(2.4×2.5)=16t/m2，因此锚索设计参数符合要求。

　　2.2.3支护工艺及要求：

　　顶板采用MQT-120型锚杆机打锚杆眼，选用专用的树脂锚杆及锚固剂进行支护。巷帮采用风钻打锚杆眼，管缝式锚杆进行支护。锚杆的锚入方向应与岩层面或主要裂隙面成较大的角度相交，尽可能与其正交;层面与裂隙面不明显时，锚杆应垂直于巷道周边锚入。每班爆破结束后，必须严格执行敲帮问顶制度，加强刁找工作，及时掺打临时支柱;当班出矸完毕，必须及时对巷道空顶部分进行锚杆永久支护，及时进行巷帮锚网支护。如果是需做锚索段必须及时作锚索二次支护。确保围岩支护及时、有效。

　　3存在的问题及解决办法

　　采用锚杆锚索支护回采巷道，对控制顶、帮变形方面，起到了很好的支护作用。锚杆锚索支护技术应用有力地促进了我矿回采巷道的沿空护巷质量。但在支护方面，若存在有淋小的地方，其锚固力达不到设计要求。在水患方面必须先制定顶板注浆等措施。另外在遇顶板破碎带若单一采取锚杆锚索+钢筋梯支护方式，则端头围岩易冒落，造成托盘悬露，影响锚固力，必须采取锚杆+钢筋梯+网+喷砼联合支护方式。

　　4 小结

　　快速、安全、高效是我国煤矿巷道支护技术的发展方向，生产实践证明，以锚杆锚索为核心的组合支护形式，在我矿的应用和推广是非常成功的。保证锚杆锚索联合支护取得安全稳定的效果，首先要保证支护设计达到两者协调的要求，再者还要通过工程技术手段保证协调支护的实现。锚杆锚索联合支护工艺技术先进，经济合理，社会效益好，在大面积推广应用煤巷锚杆锚索联合支护时，要特别注意根据现有技术条件及时修改支护设计参数，确定锚杆锚索联合支护的适用范围，在今后的生产中需要进一步提高和完善。

　　【参考文献】

　　[1]杨双锁, 等. 回采巷道围岩理论及锚固结构支护原理[M] .煤炭工业出版社, 2004 , 4.

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