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采动影响下煤巷支护设计优化 　　[摘 要]煤巷锚杆及锚索联合支护必须根据围岩岩性及巷道维护特点，遵循支护设计原则的前提下，选择合理的理论计算公式，结合现场实际生产经验，才能合理的确定其间排距。本论文通过计算，锚杆间排距采用800×800mm取代以往经验所取的700×700mm间排距，在确保巷道围岩变形量满足安全的前提下，提高了掘进效率，降低了材料损耗率，取得了良好的支护效果。 　　[关键词]煤巷 联合支护 间排距 支护效果 　　中图分类号：TD 353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0198-02 　　1、工程概况 　　许疃煤矿8227综采工作面位于82下采区左翼一阶段，南到82下采区边界线，西到82、82下采区分界线，北到大巷保安煤柱线，东邻8229工作面（未准备），工作面上覆7227、7229、7219工作面（已回采）。工作面地面标高+25.39～+25.6m，回采标高-478～-550m。 　　该工作面82煤层属二叠系下石盒子组，煤厚2.10～3.46m，平均2.47m。煤层倾角平均5～35°，平均15°左右。该煤层与上覆72煤层层间距12.04～17.82m，平均约15.08m。与下伏83煤层层间距平均约1.10m，在工作面中部82、83煤合并。83煤厚0.77～1.15m，平均0.94m。 　　该煤层赋存稳定，煤层结构简单，煤层老顶为细砂岩，厚度为9.39～11.64m，平均为10.54m，直接底为泥岩，厚度为0.50～1.83m，平均为1.10m，老底为泥岩，厚度为4.20～6.51m，平均为5.48m。 　　工作面掘进期间正常涌水量2m3/h左右，最大涌水量25m3/h。 　　2、巷道维护特点 　　（1）地质构造复杂，原始地应力大 　　原始地应力包括上覆岩层的重力场应力及地质构造应力两大部分，重力场应力仅与上覆岩层及采深有关，构造应力是长期的地质构造运动产生的残余应力，采区的地质构造越复杂、越活跃，则构造应力越大。 　　8227综采工作面地表标高约+25m，机巷巷道标高为-550m，则巷道埋深约为575m，若上覆岩层平均密度按2700kg/m3考虑，在不考虑构造及采动影响的前提下，垂直应力：σz=γH（式中γ―上覆岩层的平均体积力，KN/ m3； H―距地表深度，m），则理论上围岩所处垂直应力约为15.5Mpa，原始地应力大。 　　另外，8227综采工作面机巷位于已回采7227、7229、7217工作面下方，采空区会在底板内形成一定范围的完全松散区域，致使8227综采工作面顶板比较破碎，稳定性差，受上覆煤层采动影响，围岩应力重新分布，形成叠加应力，则巷道围岩内的集中应力水平还将进一步增高。 　　（2）巷道围岩岩体强度较低 　　8227综采工作面机巷顶板虽为细砂岩，但是受上覆煤层采动影响，顶板已比较破碎，裂隙发育，同时该段巷道预计正常涌水量为2m3/h，最大涌水量达25m3/h，局部具有滑面，岩体自身强度较低围岩强度较低，同时巷道底板为泥岩，本身强度较低，受高应力作用影响，底板在无约束状态下易发生变形，产生底臌现象。 　　3、支护设计原则 　　为了充分发挥锚杆支护体系的作用，进行锚杆支护设计时遵循以下设计原则： 　　（1） 一次支护原则。锚杆支护应尽量一次支护就能有效控制围岩变形，避免二次或多次支护。 　　（2） 高预应力和预应力扩散原则。预应力是锚杆支护中的关键因素，是区别锚杆支护是被动支护还是主动支护的参数，只有高预应力的锚杆支护才是真正的主动支护，才能充分发挥锚杆支护的作用。一方面，要采取有效措施给锚杆施加较大的预应力；另一方面，通过托板、钢带等构件实现锚杆预应力的扩散，扩大预应力的作用范围，提高锚固体的整体刚度与完整性。 　　（3） 整体性原则。锚杆与锚索的参数与力学性能应相互匹配，以最大限度地发挥锚杆支护的整体支护作用。 　　（4） “三高一低”原则。即高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度原则。 　　4、支护方案及支护参数确定 　　8227综采工作面机巷采用锚带网+锚索支护。 　　顶部：锚杆选用M22等强螺纹钢锚杆，杆体屈服强度。 　　（1）锚杆长度L： 　　式中：L1（锚杆外露（煤岩体）长度，取0.1m； 　　L2（锚杆伸入松动圈外的长度，取0.5m； 　　D―围岩的松动圈范围，根据许疃煤矿经验数据，取1.6m； 　　将数值代入计算得=2.2m，考虑钻孔、锚杆打按角度等因素，锚杆长度选取2.4m。 　　（2）支护密度、间排距 　　式中，PS ― 支护密度，根/?O； 　　K1 ― 安全系数，取1.5； 　　K2 ― 采动影响系数，取2.5； 　　D ― 松动圈厚度，取1.6m； 　　― 顶板岩石