B090308 錨網(wǎng)帶錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在全煤巷道中的應(yīng)用

1、錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在全煤巷道中的應(yīng)用王錦大同煤礦集團(tuán)公司 忻州窯礦，山西 大同 037003）摘 要 介紹了忻州窯礦錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在全煤巷道的應(yīng)用情況，分析了錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的原理，探討了錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)的方案設(shè)計(jì)、參數(shù)選擇、以及支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞 全煤巷道 錨、網(wǎng)、帶+錨索 聯(lián)合支護(hù) 應(yīng)用-前 言大同煤礦集團(tuán)忻州窯礦隨著中厚煤層資源的日漸枯竭，已逐漸轉(zhuǎn)向?qū)Ρ∶簩雍秃衩簩拥拈_(kāi)采，厚煤層主要采用低位放頂煤的采煤方法。在放頂煤工作準(zhǔn)備過(guò)程中，運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷均需沿底留頂煤布置。按以往的做法，采用梯形金屬棚支護(hù)，不但施工速度慢，而且支護(hù)質(zhì)量差，支護(hù)成

2、本高，同時(shí)也不利于工作面安裝時(shí)的設(shè)備運(yùn)輸。經(jīng)過(guò)論證，在東三盤(pán)區(qū)11#層8519工作面準(zhǔn)備巷道中進(jìn)行了全煤巷道錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)試驗(yàn)，收到了良好的支護(hù)效果和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。1 地質(zhì)情況東三盤(pán)區(qū)11#層8519工作面準(zhǔn)備巷道長(zhǎng)950m，巷道所處的煤層為侏羅紀(jì)11#12#合并層，煤層傾角16°，煤層理藏深度300400m，煤層厚度69.6m，平均厚度為7.2m，煤的硬度系數(shù)f值為3.44.5。準(zhǔn)備巷道沿底留頂煤掘進(jìn)，平均留頂煤厚度為4m，頂煤之上為層厚0.10.3m的粉砂巖偽頂，易冒落；直接頂為細(xì)、粉砂巖，層厚為12m；基本頂為中粗砂巖，層厚1630m。準(zhǔn)備巷道北部30m為礦界（晉華

3、宮礦），南部40m和60m分別為東三11#層回風(fēng)上山和東三11#層軌道上山，巷道正處于保護(hù)煤柱區(qū)域內(nèi)，壓力顯現(xiàn)為強(qiáng)烈。2 支護(hù)形式的確定巷道掘進(jìn)斷面為矩形，寬3.2m、高3m。支護(hù)形式如圖1所示。圖1 巷道支護(hù)斷面示意圖（1）頂板頂板采用打錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)。頂板錨桿采用直徑18mm、長(zhǎng)2000mm的螺紋鋼錨桿，頂板每排布置4根錨桿，間排距為800×1000（mm），用樹(shù)脂錨固劑端頭錨固；頂板沿巷道橫向掛設(shè)菱形金屬網(wǎng)護(hù)頂，金屬網(wǎng)規(guī)格為3.8×1.3（m），網(wǎng)與網(wǎng)搭接長(zhǎng)度不少于0.2m；頂部使用直徑16mm的圓鋼焊接而成的鋼筋鋼帶和混凝土托板。錨固力不低于50kN。頂板

4、沿巷中布置1排錨索，錨索為直徑15.2mm、長(zhǎng)7.3m的鋼絞線，間距為4m；錨索孔徑為 23mm，每孔用2卷樹(shù)脂錨固劑卷錨固，錨固長(zhǎng)度不少于1.2m，錨固力要求達(dá)到100kN；錨索托板用厚度10mm的鋼板制成，規(guī)格為250×250（mm）。（2）兩幫兩幫采用錨、網(wǎng)支護(hù)。護(hù)幫錨桿采用直徑18mm、長(zhǎng)2000mm的螺紋鋼錨桿，每排布置2根錨桿，上幫錨桿距頂400mm，間排距為1000×1000（mm），用樹(shù)脂錨固劑端頭錨固；使用混凝土托板；護(hù)幫金屬網(wǎng)順著巷道方向掛設(shè)，金屬網(wǎng)規(guī)格為3.4×1.7（m），網(wǎng)與網(wǎng)搭接長(zhǎng)度不少于0.2m。錨固力不低于50kN。3 施工工藝巷道

5、采用爆破法掘進(jìn)，掘進(jìn)鉆炮眼、錨桿鉆孔及安裝均采用M2型煤電鉆，錨索鉆孔及安裝均使用MFC型氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)。施工工藝為：鉆炮眼放炮落煤處理危巖、上臨時(shí)支護(hù)清根、出煤打頂錨桿并掛網(wǎng)、上鋼帶托板出煤安設(shè)護(hù)幫錨桿、掛幫網(wǎng)安設(shè)錨索。頂錨桿及網(wǎng)緊跟工作面迎頭施工，護(hù)幫錨桿及網(wǎng)可滯后工作面迎頭10m內(nèi)施工；頂部錨索可滯后工作面迎頭5m內(nèi)施工。4 支護(hù)原理及質(zhì)保手段4.1支護(hù)原理 通過(guò)錨桿與圍巖的相互作用，提高圍巖的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，充分利用圍巖自身的承載力來(lái)抵抗圍巖的壓力，保持圍巖的長(zhǎng)期穩(wěn)定。 錨、網(wǎng)的作用主要是通過(guò)金屬網(wǎng)對(duì)巷道圍巖進(jìn)行封閉支護(hù)，有效防止頂、幫冒落片幫傷人；同時(shí)也擴(kuò)大了錨桿的有效承載面積，有利于保

6、持巷道圍巖的完整與穩(wěn)定。 錨索端頭可以直接錨固在堅(jiān)硬的基本頂中，對(duì)偽頂、直接頂可起到懸吊作用，有效地防止了頂板離層、破壞。4.2 保證支護(hù)質(zhì)量的手段 錨桿初錨力的大小是保證錨桿支護(hù)效果的關(guān)鍵。初錨力過(guò)小，對(duì)圍巖的加固效果不利，因此錨桿初錨力應(yīng)保持在40kN以上。 采用小孔徑錨索是加強(qiáng)錨固效果的有效措施。尤其是在破碎面板條件下，錨索技術(shù)，可有效防止離層，對(duì)破碎頂板加固效果顯著。同時(shí)，每掘15m，進(jìn)行一次探頂，以便分析錨索錨固是否有效可靠。 加強(qiáng)對(duì)巷道煤幫的維護(hù)是保持巷道圍巖穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)，巷道兩幫煤體由于受掘進(jìn)爆破和開(kāi)巷后壓力集中的影響，暴露煤體較為松散破碎，常會(huì)發(fā)生片幫現(xiàn)象，使巷道懸頂面積擴(kuò)大

7、，最終導(dǎo)致頂板破壞、塌落。因此必須及時(shí)對(duì)兩幫進(jìn)行打錨桿掛網(wǎng)維護(hù)。 必須加強(qiáng)對(duì)巷道頂板的動(dòng)態(tài)檢測(cè)監(jiān)控，確保煤巷錨網(wǎng)支護(hù)的效果。通過(guò)對(duì)巷道支護(hù)有效、經(jīng)常性的監(jiān)控觀測(cè)，可以對(duì)異常情況及時(shí)采取補(bǔ)救措施；同時(shí)也可以不斷優(yōu)化、整改支護(hù)方案和參數(shù)，使支護(hù)技術(shù)更加科學(xué)、合理。5 支護(hù)效果及經(jīng)濟(jì)效益5.1支護(hù)效果比較由表1可以看出，采用錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)巷道變形位移量小，斷面收縮率僅為7.34%，錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)可以有效控制圍巖變形。表1 支護(hù)效果比較影響階段項(xiàng)目位移量/mm位移速度/mm·d-1錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)斷面收縮率/%錨、網(wǎng)、帶+錨索架棚錨、網(wǎng)、帶+錨索架棚掘進(jìn)期頂板26

8、401.322.22兩幫452.25蠕變期頂板9700.453.52兩幫552.75回采期頂板202601.0133.12兩幫804.0合計(jì)頂板553707.34兩幫1805.2 經(jīng)濟(jì)效益比較根據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)比架棚支護(hù)每m巷道可節(jié)約支護(hù)材料費(fèi)465.3元。按每個(gè)低位放頂煤工作面走向長(zhǎng)度950m計(jì)算，準(zhǔn)備1個(gè)工作面巷道支護(hù)材料費(fèi)就可節(jié)約88萬(wàn)元。6 結(jié) 論 全煤巷道采用錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)與傳統(tǒng)的金屬棚支護(hù)相比，支護(hù)成本下降了近52%，經(jīng)濟(jì)效益明顯。 錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)，構(gòu)件簡(jiǎn)單，操作方便，既提高了支護(hù)速度，又減少了輔助運(yùn)輸工作量，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。 采用錨、網(wǎng)、帶+錨索聯(lián)合支護(hù)，巷道斷面利用率高，變形收縮率低，且避免了運(yùn)輸安裝支架、設(shè)備作業(yè)時(shí)碰倒棚子現(xiàn)象的發(fā)生，為支架運(yùn)輸和回