1工程背景
陕西澄合旭升煤矿井田面积4．8241km2，煤炭储量3261万t，矿井生产能力0．60Mt/a，E401工作面布置于4#煤，煤层平均厚度1．93m，可采指数80～95，变异系数25～35，属较稳定煤层，倾角1°～8°，属近水平煤层，工作面采深265m，采用走向长壁一次采全高综采采煤法，全部垮落法管理采空区。顶板以K4砂岩、粉砂岩为主，岩层较坚硬，裂隙不甚发育，属中等稳定不易冒落顶板，来压明显属于Ⅱ级基本顶。底板以粉砂岩、K3砂岩为主，质地坚硬，硅质胶结，裂隙不发育，局部可见5#煤。
2原理及技术特征
光学钻孔测量仪是由显示器、探头、主机、电缆、控制及防爆电源等几部分组成。监测时将探头放入围岩钻孔，探头自带光源照射孔壁，探头中的摄像头记录孔壁图像，通过电缆传输至主机，并在主机显示器实时显示。通过USB接口可与计算机连接、导出数据，分析处理图像。能直观地记录巷道围岩结构及裂隙发育情况，从而更加清楚的指导巷道参数设计。技术特征:可探测直径25mm以上的钻孔;条件允许下可探测无限深度;自带节能二极管，产生热量少，信号不会衰减;分辨率高，可探测0．10mm裂隙，本案性能好，质量轻，体积小。
3光学钻孔测量
3．1测量钻孔布置方案在距离采区石门200m、220m和240m工作面顺槽分别布置三个测站，每个测站两帮各布置一个5m的近水平钻孔，顶部布置一个5m的竖直钻孔，所有煤壁测孔尽量布置在同一水平线上。钻孔直径45mm。3．2测站施工和现场测量按3．1的设计方案进行钻孔的施工。施工中，为了利于排除孔内钻屑和防止钻孔积水从而影响测量效果，巷帮钻孔稍有倾斜，倾角向上倾斜3°－5°;孔壁平直，垂直煤壁，以提高测量精度。测站施工完成后用水将钻孔清洗干净，避免钻屑影响测量效果，清洗结束后1～2h后对钻孔进行测量。测量时利用电缆将钻孔光学测量仪插入钻孔中，插入速度不宜过快，并保持速度均匀;连接好探头、电缆及主机;打开仪器显示器。探测自孔口向孔底方向进行，探头触底后自孔底向孔口重复测量一次，测量时同步使用声音记录器实时记录探头深度。测量完成后将数据导入计算机进行分析处理。
4围岩裂隙分析
陕西澄合旭升煤矿E401工作面顺槽净宽4．0m，净高2．6m，断面面积10．4m2。采用光学钻孔测量技术对巷道围岩进行监测，发现巷道北帮与南帮0～1．2m范围存在众多裂隙，孔壁粗糙;1．2～5．0m范围仅在个别区域存在宽度小于0．2mm的微裂隙，孔壁较为光滑。巷道顶部0～1．3m范围存在众多裂隙，孔壁粗糙，局部存在掉渣现象;1．3～5．0m范围仅在个别区域存在宽度小于0．2mm的微裂隙，孔壁较为光滑。由此可知，巷道北帮围岩失稳破坏范围为1．2m，南帮围岩失稳破坏范围为1．2m，顶部围岩失稳破坏范围为1．3m。
5锚杆支护参数设计
5．1锚杆长度确定L≥L1+L2+L3(1)式中，L—锚杆长度，m;L1—锚杆外露长度(包括钢带、托板、螺母厚度)，取0．05m;L2—有效长度，取各帮围岩失稳破坏范围的最大值1．3m;L3—锚固深度，取0．45m。经计算锚杆长度L为1．8m。5．2锚杆排间距确定a＜GkL2槡γ(2)式中，a—锚杆间、排距，m;G—锚杆设计锚固力，50kN/根;k—安全系数，一般取2;L2—锚杆有效长度;γ—围岩平均容重，取25。经计算锚杆间排距a为0．87m。5．3锚杆直径确定K4Q/(πσs槡)=19．5mm(3)式中，Φ—锚杆直径;Q—锚杆锚固力，取50KN;σs—螺纹钢抗拉强度，取240MPa;K—考虑富余系数1．2。因此锚杆直径确定为Φ19．5mm。7应用效果根据上述计算，最终确定陕西澄合旭升煤矿E401工作面顺槽采用锚杆支护方式，其支护参数为:锚杆长度1．80m，锚杆间排距0．90m，锚杆直径19．5mm。支护后巷道变形迅速收敛，巷道两帮最终移近量为10．2cm，顶板最终下沉量为10．0cm，使用过程中未发生片帮冒顶现象，能够保证巷道使用期间安全。
作者：武建辉 单位：陕西澄合百良旭升煤炭有限责任公司
