錨桿、錨索、錨網、注膠聯合支護在厚煤層深部開采巷道過斷層中的應用

摘 要:成山礦東一采區3#煤層煤厚開采垂深在900m，煤厚4.0～4.5米，地質構造復雜，礦壓大，施工下山絞車道中遇一落差8.5米的正斷層，圍巖破碎，采用先注膠后用錨桿、錨索、錨網聯合支護，起到了良好的支護效果。

關鍵詞:厚煤層圍巖破碎注膠聯合支護。

中圖分類號:U2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0070-01

前言

成山礦東一采區是城山礦主要采區， 3#層屬于優質煤層，低灰分、低硫。煤層高度4.0～4.5m。頂板為復合頂板，現開采垂深900m。礦壓大、構造多。在巷道掘進過斷層過程中因不能及時采取有效的支護形式，多次產生煤壁片幫、內移、頂板下沉、底版鼓起現象。而采用先注膠后用錨桿、錨索、錨網聯合支護，使其圍巖共同承載礦壓。基本解決這一難題。

1 深部厚煤層沿煤層掘送過斷層支護應考慮的問題及解決的方法

從理論分析和工程實踐中得出，深部厚煤層過斷層支護應遵循“支護及時，先柔后剛，先讓后抗，柔性適度，穩定支護，護頂先護幫”的基本原則。特別是圍巖破碎用錨桿、錨索、金屬網滿足不了支護要求時，可采用先在圍巖內注膠使幫、頂破碎圍巖有機的結合起來，形成一個有機體;增加巷道圍巖的強度，開鑿后采用錨桿、錨索、錨網聯合支護可達到巷幫共同承載壓力的目的。從而解決了圍巖破碎用錨桿、錨索、金屬網滿足不了支護的難題。

2 錨桿、錨索、鋼帶、金屬網、注膠聯合支護機理

巷道開挖后，圍巖的受力狀態發生改變。不同部位

巖體，由于其受力狀態不同，所表現出的強度也各不相同，當打入錨桿后。(1)由于錨桿與圍巖的相互作用，使得巷道圍巖受力狀態又發生改變。錨桿與巖體粘結在一起，提高了巖體的整體剛度，增強了巖體的抗變形能力，加強了巖體的整體性。(2)由于錨索的懸吊作用，對于層狀巖體，當錨索穿過破碎巖層深入穩定巖層時，由于錨索的懸吊作用，對不穩定巖層起著懸吊作用，對巖層離層起到了一定的阻礙作用。(3)使用金屬網、鋼帶能與頂板和幫壁完全接觸把單根錨桿、錨索組合成新的組合梁。(4)注膠可以是破碎圍巖有機的粘合在一起，形成一個新的有機體，提高巖層的整體承載能力，使其由二維應力受力狀態轉化為三維受力狀態。

3 施工中需注意的幾個問題

(1)適當增加錨桿長度和密度，其長度要超過圍巖松動圈的深度，有助于對圍巖施加比較均勻的錨固力。錨桿應該沿垂直于失穩塊體主滑動面的方向布置，在層狀巖體中應盡量與層面有一定夾角布置。

(2)盡可能使用金屬網、鋼帶把單根錨桿組合成整體的支護體系，充分發揮各自的效能，最大限度的利用圍巖的自穩能力。

(3)網要緊貼圍巖、煤壁，可保護表面煤、巖體，防止松動位移，錨桿失效。

(4)支護必須及時，眼徑與桿體匹配，保證錨固力。

(5)圍巖破碎需注膠時，應先注幫，后注頂。應在工作面向施工方向成45°夾角施工注膠眼，注膠眼不小于9m，注膠泵的壓力表達到15MPa效果最佳。注膠有效半徑可達5～6m，注膠后一次施工距離不能大于注膠的半徑。

4 支護效果及綜合效益分析

(1)注膠初期投資大，支護成本高，膠的成本每噸32000元，因此，巷道注膠適用于巷道服務時間長，礦壓大的巷道。能有效減少后期巷道維修量大的難題。注膠的優點就在于支護及時，施工難度小，施工工序大大簡化，提高掘進速度，注膠后不會出現漏頂，偏幫現象，減少后期資金投入，實現了安全生產。

(2)勞動強度低:架棚支護重量大，單根鋼梁重量在70～90kg。施工上下山時，棚梁棚腿搬運、架設都須人工搬運，勞動強度大，加之巷道壓力大，圍巖破碎，經常會出現壓彎鋼梁漏頂棚腿被側壓擠彎造成安全距離不夠等問題，施工進度緩慢，難以保證安全生產，在巷道重復維修過程中人工、材料等每次投入每米高達4000～5000元/m。

5 結束語

通過軟巖注膠配合錨網鎖聯聯合支護，使圍巖破碎支護難題得到解決，為提高井下巷道支護質量，改善井下作業環境和安全生產條件。