B090305 錨網(wǎng)梯 錨索聯(lián)合支護(hù)在軟巖大跨度切眼中的應(yīng)用

1、錨、網(wǎng)、梯+錨索聯(lián)合支護(hù)在軟巖大跨度切眼中的應(yīng)用李 浩川煤集團(tuán)達(dá)竹煤電集團(tuán)公司，四川 達(dá)竹 63500摘 要 介紹在軟巖、破碎頂板、不穩(wěn)定巖層、大跨度切眼施工中錨、網(wǎng)、梯+錨索聯(lián)合支護(hù)的參數(shù)選擇、施工工藝、主要技術(shù)措施及現(xiàn)場監(jiān)測。實(shí)踐表明，達(dá)到了預(yù)期支護(hù)的效果，為同類條件下的巷道頂板控制積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞 軟巖 破碎頂板 大跨度 切眼 錨桿、網(wǎng)、梯+錨索 聯(lián)合支護(hù)-1 問題的提出川煤集團(tuán)達(dá)竹鐵山南煤礦年能力為35kt/a。礦井以爆破式采煤為主，工作面切眼寬度一般為m，采用單體液壓支柱或金屬摩擦支柱支護(hù)，其間排距為1000×1000（mm）。近年來，隨著采煤工藝的更新，礦井機(jī)械化水

2、平的不斷提高，該礦決定在礦井西翼4012K26煤層工作面采用綜合機(jī)械化開采。為滿足安裝綜采支架的需要，工作面切眼寬度設(shè)計(jì)7.0m。由于巷道跨度大、且頂板巖石松軟、破碎，放炮后極易垮落，常規(guī)的支護(hù)方式已不能滿足安全生產(chǎn)的需要，該類條件下頂板支護(hù)的安全性已成為制約礦井安全生產(chǎn)的瓶頸。為此，決定采用錨、網(wǎng)、梯+錨索方式進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)。2 地質(zhì)概況鐵山南煤礦西翼K26煤層位于上三疊系須家河組第六段第四帶，為復(fù)合煤層，煤層較穩(wěn)定，頂?shù)装逡阅鄮r或砂質(zhì)泥巖為主，僅少許頂板為砂質(zhì)泥巖及鋁土質(zhì)泥巖，個別頂板為細(xì)砂巖，頂板巖層松軟、破碎，節(jié)理、裂隙極其發(fā)育，巖石常呈塊狀垮落，屬不穩(wěn)定頂板。3.2m，平均m，傾角為2

3、645°。煤層地質(zhì)狀況如圖1所示。圖1 西翼K26煤層柱狀圖3 支護(hù)參數(shù)由于4012K26切眼位于7.0m，導(dǎo)致切眼施工及安全管理十分困難，為確保開切眼在施工及上支架期間的安全使用，對巷道頂板巖石受力性質(zhì)進(jìn)行了分析，并在支護(hù)理論指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了支護(hù)技術(shù)參數(shù)。3.1 頂板支護(hù)參數(shù)頂板采用錨、網(wǎng)、梯子梁+錨索聯(lián)合支護(hù)。頂板支護(hù)形式如圖2所示。圖2 西翼K26煤層切眼頂板支護(hù)示意圖錨桿為直徑18mm、長1800mm的高強(qiáng)度左旋無縱筋螺紋錨桿，間排距為700×700(mm)，用1卷K2350型樹脂錨固劑卷錨固。蝶狀托盤規(guī)格為150×150×8（mm）。

4、用10#冷拔絲制成經(jīng)緯金屬網(wǎng)，規(guī)格為2000×1800（mm），網(wǎng)孔50×50（mm），網(wǎng)間壓茬長度不小于100mm，每隔200mm用14#鐵絲聯(lián)網(wǎng)，托盤壓緊金屬網(wǎng)并緊貼巖面。鋼筋梯用兩根12#鋼筋中間加強(qiáng)筋焊接而成，長5400mm，鋼筋梯置于金屬網(wǎng)下，經(jīng)走向布置，固定于錨索上。錨桿錨固力要求不小于120kN，錨桿預(yù)緊力矩為不小于100Nm。錨索為直徑、長分別為和的高強(qiáng)度低松施鋼絞線，兩種長度的錨索呈間隔布置，間排距為3000×2500（mm），用3卷K2350型樹脂錨固劑卷錨固。外托盤為長500mm 的18#槽鋼。錨索的破斷荷載為260kN，錨固力要求不小于24

5、0kN，預(yù)緊力要求不小于100120kN。錨索外露長度為150200mm。3.2 巷幫支護(hù)參數(shù)巷幫采用錨、網(wǎng)支護(hù)。錨桿為直徑18mm、長1800mm的高強(qiáng)度左旋無縱筋螺紋錨桿，間排距為800×800(mm)，用1卷K2350型樹脂錨固劑卷錨固。蝶狀托盤規(guī)格為150×150×8（mm）。用10#冷拔絲制成經(jīng)緯金屬網(wǎng)，規(guī)格為2000×1800（mm），網(wǎng)孔50×50（mm），網(wǎng)間壓茬長度不小于100mm，每隔200mm用14#鐵絲聯(lián)網(wǎng)，托盤壓緊金屬網(wǎng)并緊貼巖面。錨桿錨固力要求不小于120kN，錨桿預(yù)緊力矩為不小于100Nm。4 施工工藝及監(jiān)測4.1

6、 施工工具鉆頂板孔采用MQT130型氣動錨桿鉆機(jī)，配備B19型中空鉆桿和直徑27mm的雙翼鉆頭。4.2 施工工藝鉆眼爆破打臨時支柱鉆頂板錨桿孔安裝頂板錨桿鋪金屬網(wǎng)上托盤出煤鉆頂板錨索孔錨索安裝掛鋼筋梯上托盤鉆幫錨桿孔安裝幫錨桿鋪設(shè)金屬網(wǎng)上托盤。4.3 主要技術(shù)措施 4012K26綜采工作面切眼設(shè)計(jì)為矩形斷面，寬6.57.0m，平均高，采用分次成巷的作業(yè)方式，運(yùn)用導(dǎo)硐施工法，先小斷面掘進(jìn)，然后擴(kuò)刷。即先從運(yùn)輸巷向上掘?qū)挕⒏叩某Ｒ?guī)開切眼至回風(fēng)巷，形成通風(fēng)系統(tǒng)，然后從上向下逐段擴(kuò)刷至切眼設(shè)計(jì)寬度。 為方便施工，施工時對于煤厚高于m的部分，采用分層施工，待開切眼形成，切眼頂板支護(hù)完畢的條件下沿切眼從上

7、向下起底煤至煤層底板。 由于礦井西翼系瓦斯異常區(qū)，為防止擴(kuò)巷時頂板垮落形成高冒區(qū)，造成高冒區(qū)內(nèi)瓦斯積聚，必須采取“短段擴(kuò)刷，邊刷邊支”的方式，并加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測。 采用淺孔爆破，循環(huán)進(jìn)度不大于m。布置炮眼時頂眼距頂板的距離不大于300mm，炮眼裝藥量不小于/眼，以盡量減少放炮對頂板巖石的震動破壞。 靠巷幫的頂板錨桿應(yīng)向兩側(cè)傾斜一定角度，深入到煤柱體以內(nèi)，以盡量增大組合梁的長度，從而增強(qiáng)頂板的承載力。 根據(jù)頂板巖石狀況，可在錨桿托盤上加500×200×80（mm）木墊板，變點(diǎn)載荷為面接觸，以增大受力面積。 錨桿、錨索必須緊跟掘進(jìn)工面，嚴(yán)禁空頂作業(yè)， 遇頂板十分破碎時，要及時調(diào)整支

8、護(hù)參數(shù)，要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采取加密錨桿或增加錨索數(shù)量等手段進(jìn)行處理。 嚴(yán)格錨桿、錨索支護(hù)質(zhì)量，錨固力、預(yù)緊力矩必須100%達(dá)到設(shè)計(jì)要求，必須及時處理施工過程中出現(xiàn)的不合格質(zhì)量點(diǎn)。（1）頂板離層監(jiān)測在切眼內(nèi)按每30m設(shè)一LBY-1型頂板離層指示儀，儀器安裝深度：深基點(diǎn)頂板以上10m，淺基點(diǎn)頂板以上m。監(jiān)測結(jié)果表明開切眼在使用過程中頂板離層量低于頂板離層臨界值，支護(hù)達(dá)到了預(yù)期的效果。（2）巖體位移監(jiān)測在開切眼內(nèi)布3個觀測基點(diǎn)，觀測基點(diǎn)的設(shè)置采用十字布點(diǎn)法，通過觀測發(fā)現(xiàn)頂板下沉量最大23mm，最小15mm，平均下沉量19mm。且越到后期，位移量變化越小，表明頂板趨于相對穩(wěn)定狀態(tài)，得到了有效控制。 5

9、 結(jié) 語 在4012K26開切眼施工中，為防止巷道頂板異常下沉、跨落，利用錨、網(wǎng)、梯+錨索聯(lián)合支護(hù)，將頂板松軟、破碎軟巖聯(lián)結(jié)成一個整體，形成組合梁，變相減小了巷道跨度，增大了頂板安全性。 7.0m的開切眼，探索采用錨桿、錨索加金屬網(wǎng)與鋼筋梯聯(lián)合支護(hù)的方式控制頂板，獲得了成功，效果明顯，達(dá)到了預(yù)期目的。 采用錨、網(wǎng)、梯+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，改變了大跨度切眼的傳統(tǒng)支護(hù)方式，增大了綜采設(shè)備的安裝空間，為綜采設(shè)備的安裝提供了寬松的工作環(huán)境，不僅保障了設(shè)備安裝的安全，而且為縮短安裝時間、提高勞動效率創(chuàng)造了條件。 從以上情況可知，采用錨、網(wǎng)、梯+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)控制軟巖、破碎頂板、大跨度巷道（開切眼）施工是切實(shí)可行的，是錨、網(wǎng)、梯+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的又一成功范例，對于礦區(qū)軟巖、破碎頂板、大跨度