矿井深部开采巷道支护技术实践

　

【摘要】介绍了某矿区为适应深部开采的需要，开发或引进了一系列支护新技术、新设备、新

工艺。文章分析了等强锚杆支护存在的缺点，提出了采用高强锚杆、高预紧力注浆锚索、厚钢
带及与之相配套的其他配构件，同时注意选择合适的巷道断面形状。这一系列措施在支护中
起到了良好的效果，对相似生产条件下的巷道支护具有很好的借鉴意义。

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　　【关键词】深部开采；等强锚杆；高强度锚杆；高预紧力注浆锚索；厚钢带；断面形状
　　引言
　　某矿区平均开采深度已达到了

1 100 m 以上，其中部分矿已达 1400m 左右，是我国开

采深度最大的矿区之一。该矿区不仅采深大，而且地质构造复杂、矿井灾害性现象多，使开
采支护极为困难。在这种条件下，矿区不断加强支护改革及资金投入，开发应用支护新设备、
新材料、新技术，并大力推广锚杆支护。在该矿区，锚杆的种类从木锚杆发展成现在各式各
样的金属锚杆；锚杆支护形式由单一的锚杆支护发展到现在的锚网带及锚索等多种方式联
合支护，岩巷采用了锚网喷二次支护形式；锚杆支护应用范围从稳定岩层发展到了松软破
碎岩层工程，由全岩巷道发展到了采区煤巷，从静压巷道发展到动压巷道。
　　但随着开采深度的增加，取得的研究成果对现场的指导作用仍存在局限性，特别是对
深部支护缺乏指导性，出现前掘后修、巷道维修量增大等问题。从

2007 年以来，该矿区加强

与科研院校合作，不断加强深部巷道支护研究，取得了较好的支护效果。
　　

1 以前深部锚杆支护存在的问题

　 　 该 矿 区 以 前 使 用 的 锚 杆 绝 大 部 分 为

20gmsi 全 螺 纹 右 旋 等 强 锚 杆 ， 杆 体 直 径 以

φ20、φ18mm 为主，长度以 1800mm、2000 mm、2200mm、2500mm 为主。其中 φ20mm 直径的
锚杆破断力在

156kN，这种全螺纹等强锚杆对顶板及煤帮的适应性强，特别是围岩破碎，

出现局部凸凹不平时，可顺利实现贴帮贴顶。同时在巷修时，将锚杆截断后，仍可上托盘螺
母护帮，而且锚杆的加工也比较方便。由于这些优点，使得全螺纹等强锚杆得到大面积推广。
但这种锚杆同时也存在严重的缺陷，主要表现在以下几点：
　　

1.1 全螺纹等强锚杆的螺距较大，虽然上螺母速度快，但锚杆的预紧力偏小。根据现场

实测，扭矩为

300 N·m 时，预紧力仅为 10kN 左右，预紧力偏低，极易导致对围岩的加固效

果差，特别是强度低的层状复合顶板，致使岩层出现破碎现象，加大了支护难度。
　　

1.2 从煤层巷道两帮煤体的变形情况看，除锚杆预紧力不够外，锚杆间煤体鼓出现象普

遍存在，说明护帮构件面积不够。
　　

1.3 从巷道支护情况看，各矿均出现不同程度的锚杆被拉断或剪断的现象，说明锚杆强

度偏低。
　　

1.4 等强锚杆螺母为铸造件，由于铸造精度不够，经常造成锚杆出现“退帽”现象；另外

在炮掘施工巷道，由于放炮震动，普遍发生锚杆螺帽被震松的现象，严重影响支护效果。
　　从以上几点可以看出，等强锚杆很难适应高应力、大变形的巷道支护需要，特别是岩层
强度较低的复合顶条件下巷道支护的需要，单纯靠加密支护参数也难以解决。
　　

2 深部支护新技术的研究与应用

　　

2.1 采用高预紧力注浆锚索

　　新矿集团泰安清大机械开发公司研制的高强度预应力注浆锚索，由预应力锚头、支撑骨
架、搅拌头、中空注浆管等部分组成，最小直径

32mm，最大直径 36mm，长 6～8m，预应力

可达

250kN，破断载荷 600kN，并配有专门特制的高强注浆托盘。该产品适用于深部大断面

交岔点、硐室等巷道的永久支护，具有预应力高、承载力大、防腐蚀等特点。
　　

2.2 推广应用美国捷马让压锚杆