深埋巷道沿空掘巷支護技術

陳冬冬 牛學軍 項敏

1.國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽阜陽 236153 2.國投新集能源股份有限公司新集一礦，安徽鳳臺 232172

深埋巷道沿空掘巷支護技術

陳冬冬1牛學軍2項敏2

1.國投新集能源股份有限公司口孜東礦，安徽阜陽 236153 2.國投新集能源股份有限公司新集一礦，安徽鳳臺 232172

新集一礦經過多年開采，已轉入深部開采，且經常出現沿空掘巷的情況，為此，必須設計合理的支護方式，以保證生產及安全需要。

深埋巷道；沿空掘巷；錨網索支護；U型棚支護

281110 綜采工作面位于新集一礦二水平八采區東翼，該工作面風巷埋藏深度為-519.3m～-547.8m，北鄰281108采空區，跟11-2煤頂板施工，施工中根據實際地質資料調整施工坡度，掘進期間需從六采區11煤軌道上山上方通過。

1 煤層頂底板特征

老頂：以灰色、灰白色中細粒砂巖為主，局部為灰色砂質泥巖，靠近中下部局部發育一層極不穩定的炭質泥巖,厚度2.44m～9.88m，平均厚度5.88m。

直接頂：泥巖、砂質泥巖;灰色泥質，含鋁質，平均厚度3.22m。通常在11-2煤頂板上1.4m～7.51m發育一層厚0.8m～2.8m的11-3煤。

直接底：泥巖,厚度1.83m～9.44m，平均厚度3.89m。煤層底板下為一層厚約0.53m的11-1煤，黑色、塊狀、條帶狀、煤質差。

11-2 煤層：黑色，塊狀、條帶狀，半亮型煤，結構較復雜，絕大部分含有2～3層夾矸。

純煤厚2.35m～3.85m,平均純煤厚度為3.05m,全層厚度為3.65m。

2 支護設計

2.1 支護形式

支護形式以拱形錨網索支護為主，頂板破碎不具備拱形錨網索支護條件時，采用U型棚支護。拱形錨網索斷面凈寬×凈高=4.8×3.6m，頂部和幫部錨桿間排距均為800×800mm，錨索間排距為1.2×1.6m（錨網索支護斷面圖見圖1）；U型棚斷面凈寬×凈高=4.8×3.7m，搪材棍、菱形網腰背，棚間采用槽鋼（或角鋼）拉條固定。

圖1 281110風巷錨網索支護斷面圖

2.2 支護材料及規格

（1）拱部采用Φ20×2200mm錨桿，幫部采用Φ18×2200mm錨桿，間排距800×800mm；每排布置13根錨桿。

（2）托盤采用10mm厚的鋼板制成正方形，邊長為120mm，并壓制成弧形。

（3）錨網由Φ6mm圓鋼制作，網格100×100mm，長×寬=1.0×2.0m或1.0×1.1m。

（4）鋼帶：鋼帶采用Φ12mm鋼筋焊制成梯子狀，長度為3.6m和2.2m及2.8m配合使用。

（5）錨索規格為Φ21.8×7300mm，每排布置三根，間排距為1.2×1.6m，錨索托板均為

300×300 mm及150×150mm兩塊，由厚10mm鋼板制作。

（6）錨固劑采用Z2360型或Z2850型錨固劑，拱、幫部錨桿均為2卷/根，其直徑必須與鉆孔直徑相配套。施工時，若采用風錘打幫頂錨桿眼，應使用Φ32mm的鉆頭，錨固劑用Z2850型；若采用錨索機打頂部錨桿眼時，應使用Φ28mm的鉆頭，錨固劑用Z2360型。打錨索眼時使用Φ32mm的鉆頭，錨固劑用Z2360型4卷/眼。

（7）U型棚采用29U型鋼制作。

（8）菱形網長×寬=2800×800mm，拉鉤長度480mm。

（9）拉條采用80＃槽鋼或角鋼加工，其長度為1500mm。

（10）木撞楔規格為1400×70×50mm或1800×70×50mm

2.3 架U型棚永久支護質量要求

（1）架U型棚支護時幫頂應嚴實有勁，棚間拉鉤和木撐應齊全有效并成一直線，U型棚間木撐7道，其中正頂1道，距棚梁端頭500mm各1道，每幫拱基處和底板處各一道；拉鉤3道，其中正頂一道，拱基處兩邊各一道。

（2）架U型棚中線到每一側距離誤差為0mm～100mm；凈高誤差為0mm～100mm。

（3）棚距誤差±50mm，U型棚梁腿搭接550mm，卡纜螺絲應采用力矩扳手緊固，扭矩不小于140N m，卡纜間距為200±20mm，搭接處卡纜外側距梁、腿端頭距離為10mm～20mm。

（4）搪材棍直徑大于40mm，采用2根一組，搪材棍直徑小于40mm（直徑必須大于30mm，否則不準使用），采用3根一組，每組間距為300mm。菱形網搭接100mm～150mm，并用14#以上鐵絲雙股連網，連網點距不大于300mm，腰背必須過肩并整齊嚴密。

（5）嚴禁空幫空頂，不得架等勁棚，掉頂處必須用半圓木接實，幫空處用巖石等硬料填實，如果棚子與周圍巖體接觸不實，每棚可用5～7塊木剎左右對稱將棚子剎緊，以達到良好地支護效果。

（6）平巷施工棚子應垂直頂底板，前傾后仰不超過0.5°。

（7）棚梁扭距不大于100mm。

（8）過煤層期間，當U型棚腿窩處于煤層中時，必須對每根棚腿加穿一塊木鞋（或石鞋），其規格為長×寬×厚=250×250×100mm。

（9）架設U型棚時，在每一棚U型棚頂部正中偏左200mm位置以及U型棚兩棚腿拉鉤鼻處下200mm位置處各使用一道槽鋼拉條（或角鋼拉條）加固U型棚，共計三根。

2.4 錨網索永久支護質量要求

（1）錨桿、錨索間排距嚴格按設計要求施工，錨桿間排距誤差±100mm，錨索間排距誤差±150mm。

（2）錨桿、錨索墊板應緊貼巖面，墊板邊方向與巷道方向盡可能保持一致，避免歪斜。錨桿外露為15mm～50mm。錨桿、錨索應盡可能垂直巷道輪廓線的切線或主要巖層面，與巷道輪廓線的切線或主要巖層面夾角不小于75°。

（3）錨桿拉力：幫、拱部錨桿均不小于10t（錨桿拉力器壓力表讀數不小于34.5MPa），螺帽緊固有力，扭矩不小于140N m。每根錨索錨固力不小于14t（采用MS-15-150/55錨索張拉器）。

（4）錨網索支護的鋼筋網采用錨桿、鋼帶壓茬；鋼帶、錨網搭接100～150mm，鋼帶搭接部位應正好位于錨桿眼位置，用錨桿固定并用14#以上鐵絲雙股聯網，聯網點距不大于300mm。兩個循環之間的錨網壓茬，不準卸掉錨桿墊板螺帽，并用雙股14#以上鐵絲聯網。

（5）錨網索支護巷道凈寬中線至一側距離誤差為0mm～100mm，壓力大段允許放大到200mm；巷道凈高誤差為0mm～100mm。

（6）錨網索支護巖性好時，頂部錨桿緊跟迎頭，幫部錨桿可以滯后頂部錨桿6m，巖性差時，幫部錨桿、錨索緊跟迎頭。

（7）頂板較穩定的情況下，綜掘時錨索滯后迎頭不超過25m；頂板破碎不穩定的情況下，錨索緊跟迎頭。

（8）攪拌錨固劑45min后張拉錨索，張拉預緊力控制在18MPa。（采用MS-15-150/55錨索張拉器）

（9）張拉時發現錨固不合格的錨索，必須立即在其附近補打合格的錨索，或者用張拉器將不合格的錨索拔出，然后用錨索機將原來的鉆孔重新鉆進一遍，重新安裝。

（10）錨索張拉器的壓力表必須定期檢查，保證壓力表正常可用。

3 頂板管理安全技術措施

（1）嚴格按爆破圖表及相關要求打眼、裝藥、放炮，盡量減少對幫頂圍巖破壞。

（2）錨桿墊板緊貼巖面，螺帽必須緊固，失錨的錨桿必須及時補打，錨拉力、扭矩必須達到設計值。

（3）錨網索支護段，放炮后支護頂板時，巖性好時，每次每排頂部支護錨桿的數量不得少于9根。

（4）錨桿必須用機械或力矩扳手擰緊，確保錨桿的托盤緊貼巖面。

（5）U型棚梁腿應接合嚴密，木撐、拉鉤應齊全有效，腰背應整齊嚴密不空幫、空頂。

（6）架棚時挖出的柱窩深度不小于200mm，嚴禁超深后墊浮矸。嚴禁將棚子架在浮矸上。堅持使用前探梁等作為超前臨時支護，如頂板破碎，巖性松軟易掉頂時，必須采用撞楔作超前臨時支護。

（7）嚴禁空幫、空頂、空肩窩，空處要用硬料接實。

（8）炮掘最大控頂距：架U型棚支護時為1.4m，錨網索支護時為1.8m。采用綜掘機掘進頂板穩定時，錨網索支護的最大控頂距可以為2.6m，即每循環最多掘進3排，U型棚支護的最大控頂距可以為1.4m，即每循環最多架2棚；頂板破碎易掉頂時，必須短掘短架，架U型棚支護最大控頂距為0.8m。幫部較穩定的情況下，幫部錨桿滯后迎頭頂部錨桿不超過6m，錨索滯后不超過25m。如煤（巖）壁松軟易片，幫部支護緊跟迎頭，錨索緊跟迎頭。

4 結語

礦壓數據觀測結果表明，本巷道設計完全能夠滿足安全生產需要，為新集一礦的深部開采支護提供了可靠保證。

陳冬冬（1983— ），男，安徽潁上人，現在口孜東礦安監科工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.044