巷道托頂煤支護(hù)技術(shù)實(shí)踐

張毅

摘要：闡述三河尖煤礦7201厚煤層掘進(jìn)工作面，應(yīng)用錨、網(wǎng)、粱、索聯(lián)合支護(hù)，并充分掌握聯(lián)合支護(hù)的基本原理，通過托頂煤的方式施工，控制住巷道頂板，保證了掘進(jìn)工作面的施工進(jìn)度與施工安全。

關(guān)鍵詞：托頂煤聯(lián)合支護(hù)支護(hù)原理

眾所周知，頂板事故在礦山各種事故中占有相當(dāng)大的比重，如何控制住頂板，對(duì)于巷道掘進(jìn)和工作面回采，都有十分重要的作用。通過充分掌握錨、網(wǎng)、粱、索聯(lián)合支護(hù)的基本原理，采用托頂煤的方式施工，既能控制住頂板，又能保證施工進(jìn)度與施工安全。

1、工程概況

三河尖煤礦7201掘進(jìn)工作面，位于其東二采區(qū)-530m水平，工作面煤層為山西組7煤，工作面沿煤層傾向布置，巷道跟7煤底板掘進(jìn)。工作面煤層厚度最大10.5m，最小5.0m，平均煤厚7.0m；直接頂為粉砂巖，平均厚度2.47m，老頂為細(xì)砂巖，平均厚度4.60m。掘進(jìn)巷道最大斷面為毛寬4.5m，毛高2.8m，斷面積12.6m2，掘進(jìn)長(zhǎng)度為1600m。掘進(jìn)方式為以綜掘?yàn)橹鳎植康囟我耘诰驗(yàn)檩o助的方式施工。

2、聯(lián)合支護(hù)

2.1 支護(hù)前的要求

在進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)前，首先要控制好巷道的成型，最大限度的減少對(duì)煤層的松動(dòng)破壞，減少支護(hù)工作難度，具體做法是，在采用綜掘或炮掘時(shí)，所掘巷道小于設(shè)計(jì)要求巷道（寬小于300mm，高小于200mm），然后由人工采用風(fēng)鎬、手鎬將巷道刷齊，達(dá)到設(shè)計(jì)要求巷道；其次是合理控制掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺，最大為為1.6m，如遇煤體變軟或體質(zhì)構(gòu)造后，及時(shí)縮小為0.8m，防止受煤層穩(wěn)定的限制，掘進(jìn)速度過快而造成巷道片幫、抽冒頂現(xiàn)象的發(fā)生；再者當(dāng)煤層狀況發(fā)生變化時(shí)，為了保證巷道跟煤層底板施工，需要進(jìn)行逮頂，即為將煤層頂板分臺(tái)階留住，打超前錨桿進(jìn)行逮頂支護(hù)，再恢復(fù)正常支護(hù)。

2.2 支護(hù)參數(shù)

巷道采用錨、網(wǎng)、粱、鎖聯(lián)合支護(hù)。具體包括：

錨：錨桿，頂部采用直徑20mm、長(zhǎng)2500mm的左旋無縱筋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，幫部采用直徑18mm、長(zhǎng)2000mm的左旋無縱筋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿。

網(wǎng)：菱形金屬網(wǎng)，網(wǎng)孔為50mm×50mm，8#鐵絲編織；規(guī)格為6000mm×1100mm，2700mm×1100mm兩種。

粱：頂部鋼筋粱采用直徑16mm圓鋼加工，規(guī)格為4500mm×800mm×70mm；幫部鋼筋粱采用直徑12mm圓鋼加工，規(guī)格為2700mm×800mm×70mm。

索：錨索，采用直徑為18.9mm，長(zhǎng)度分為5200mm、7200mm、9200mm的三種錨索（根據(jù)頂部煤層厚度采用不同長(zhǎng)度的錨索）。

其它：錨桿間排距為800mm×800mm，錨索間排距為2000mm×3200mm，成菱形布置；

錨固劑選擇為樹脂錨固劑，型號(hào)為CK-Z2370與Z2380兩種，錨桿錨注時(shí)，每孔選用CK-Z2370一支，錨索錨注時(shí)，每孔選用CK-Z2370與Z2380各一支，孔底使用CK-Z2370，外側(cè)使用Z2380。

2.3 支護(hù)后管理

巷道施工過程中，每100m安裝一組頂板離層儀（遇斷層、頂板壓力較大或頂板下層明顯時(shí)，及時(shí)增補(bǔ)頂板離層儀），并有專人進(jìn)行觀測(cè)和記錄。

巷道施工過程中，根據(jù)《煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求，巷道每掘進(jìn)30～50m，或每300根（含300根以下）抽樣一組（不少于3根，其中頂2根、幫1根），同時(shí)，抽查一組錨索，每組不少于2根進(jìn)行錨桿、錨索拉拔力試驗(yàn)，以檢測(cè)錨桿、錨索施工質(zhì)量，如出現(xiàn)不合格，分析原因，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)打。

3、支護(hù)原理

根據(jù)現(xiàn)代支護(hù)理論，采用錨網(wǎng)粱索聯(lián)合支護(hù)方式，它的支護(hù)原理主要表現(xiàn)為：錨桿的擠壓加固作用在圍巖中形成一定厚度均勻壓力連續(xù)壓縮帶，即能保持自身穩(wěn)定，又能承受地壓，阻止上部圍巖松動(dòng)變形；鋼筋網(wǎng)可以增強(qiáng)支護(hù)的整體性，起到桁架支撐作用；粱和錨索能控制圍巖松動(dòng)向深部擴(kuò)展，并增加巷道組合粱的寬度和厚度。聯(lián)合支護(hù)就是利用圍巖自身的手里特點(diǎn)，提高圍巖自身支承能力和外部支承能力，促進(jìn)圍巖提早形成穩(wěn)定狀態(tài)，盡量限制松動(dòng)圈的擴(kuò)展。

4、其它說明

在巷道支護(hù)時(shí)，我們還著重考慮了三個(gè)方面：(1)錨桿預(yù)緊力，預(yù)緊力是錨桿支護(hù)中的關(guān)鍵參數(shù)，是區(qū)別錨桿支護(hù)是被動(dòng)支護(hù)還是主動(dòng)支護(hù)的因素。只有提高錨桿的高預(yù)緊力，才能充分發(fā)揮錨桿的主動(dòng)支護(hù)作用。該礦在現(xiàn)場(chǎng)施工中，一是采取有效措施給錨桿施加較大的預(yù)緊力，二是通過托板、鋼帶等構(gòu)件實(shí)現(xiàn)錨桿預(yù)緊力的擴(kuò)散，擴(kuò)大預(yù)緊力的作用范圍，提高錨固體的整體剛度和完整性；(2)由于錨桿和錨索的延伸率不同，如果兩者錨注承載時(shí)間不能有效銜接，將不能發(fā)揮整個(gè)支護(hù)體系的最大作用；通過現(xiàn)場(chǎng)的一些監(jiān)測(cè)與試驗(yàn)，確定在錨桿支護(hù)施工完成后，錨索按要求及時(shí)錨注，上好鎖具但不預(yù)緊，過12h后，由第三班人員對(duì)第一班所施工錨索進(jìn)行張拉預(yù)緊，保證了整個(gè)支護(hù)體系的最大支護(hù)作用；(3)根據(jù)煤層厚度，現(xiàn)場(chǎng)施工的錨索規(guī)格分別采用直徑為18.9mm，長(zhǎng)度分為5200mm、7200mm、9200mm的三種錨索，作業(yè)機(jī)具為MQT-120錨桿機(jī)，但現(xiàn)場(chǎng)施工表明，MQT-120錨桿機(jī)施工9200mm長(zhǎng)的錨索時(shí)，樹脂藥卷不能被充分均勻攪拌，錨固力達(dá)不到要求，所以礦重新購(gòu)買功率較大的MQT-130錨桿機(jī)，此錨桿機(jī)施工錨索后，樹脂藥卷能充分均勻攪拌，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)拉拔力試驗(yàn)，錨固力能達(dá)到要求。

5、結(jié)語(yǔ)

三河尖煤礦7201掘進(jìn)工作面托頂煤支護(hù)實(shí)踐證明，應(yīng)用錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護(hù)方式，能保證主動(dòng)支護(hù)，增加支護(hù)強(qiáng)度，加快掘進(jìn)速度，實(shí)現(xiàn)施工安全，具有一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]錢鳴高,劉聽成.礦山壓力及其控制[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2004.

[2]李明遠(yuǎn),王連國(guó),易恭酞 等.軟巖巷道錨注支護(hù)理論與實(shí)踐[J].北京:煤炭工業(yè)出版社,2001,9.

[3]李軍,李海亮.煤礦支護(hù),2008,29(1).