聯合支護技術在巷道支護中的應用

文/郭愛國 馬維宏

聯合支護技術在巷道支護中的應用

文/郭愛國 馬維宏

隨著我國煤礦開采深度不斷延深,地應力逐漸增大，且綜采因技術發展架型越來越大，傳統煤錨支護或單一架棚支護已不能滿足安全生產要求。近年來，山西襄垣煤業有限公司根據實際地質情況,提出了在厚煤層構造區大跨度切眼施工采用錨桿+錨索+鋼帶聯合支護方式，不僅能較好地控制巷道圍巖變形和破壞，避免了二次支護和返修工作，實現了安全生產。

一、施工區地質構造

施工切眼位于1503盤區，煤層厚，其偽頂為炭質泥巖和薄煤，直接頂為黑色頁巖，老頂為石灰巖與頁巖互層。地質構造復雜，受彎曲構造影響，煤巖層破碎、裂隙發育，極易發生冒頂。

二、支護改進措施及施工操作

1.前期施工方式

山西襄垣煤業公司主采煤層開采方式采用綜放工藝，前期施工中，采用先掘后擴巷的施工方法。切眼沿15號煤下層布置，長180m，梯形斷面施工，掘進上寬6.3m，掘進高度2.67m。采用木棚+金屬網+單體柱支護工藝，棚距800mm。前期施工中分別出現長10m、高1～2.5m和長6m、高1～2.5m的兩處冒頂區，其余多處出現棚梁彎曲現象。

2.改進措施

隨著工作面設備外形尺寸加大，原設計巷道寬度已不能滿足安裝要求，必須采用矩形斷面擴巷5m，掘進高2.67m，巷道掘進總下寬度達到9.3m，掘進總上寬8.7m。山西襄垣煤業公司技術人員考慮到地質條件和巷道跨度等因素，決定采用錨桿+錨索+W鋼帶+金屬網聯合支護技術，綜掘擴巷。

頂板選用直徑22mm、長2.4m、牌號BHRB335左螺旋無縱筋等強錨桿，設計承載力不小于70KN，預緊力矩不小于150NM。每孔用一支K2340和一支Z2360錨固劑。托板規格：120mm× 120mm×10mm的碟形托板，每根錨桿螺母與托板之間安裝一個1010尼龍墊圈，用Φ30鉆頭打孔。

擴巷一幫選用直徑22mm、長2.4m的全螺紋玻璃鋼錨桿，設計承載力不小于80KN，預緊力矩40～60NM。每孔用一支K2340和一支Z2360錨固劑，用Φ30鉆頭打孔。

W鋼帶的厚度4mm，寬度220mm，長4.7m。

金屬網為菱形。錨索規格：1860級，1×19結構，直徑22mm，長度以錨入老頂石灰巖的長度不小于1m為準，初步確定長度為9.6m，實際施工時，根據鉆探結果確定。設計承載力不小于500KN，預緊力260～290KN。每孔用一支K2340和一支Z2380錨固劑，用Φ30鉆頭打孔。

錨索附件為規格300mm×300mm×16mm鋼托板，KM22鎖具。托梁采用12#廢舊礦工鋼制作，梁長2.6m，平面朝上。

3.具體操作方法

（1）加固原切眼

首先，用煤巖體加固劑對兩冒頂區對應的擴幫段煤體頂幫進行注槳加固，注漿深度6m，加固范圍在原冒頂區沿切眼方向前后各加10m。

其次，在原切眼每兩架棚中間加打兩根錨索，間距1.6m，排距0.8m。同時在擴巷前，對原切眼木棚下靠擴幫側垂直于原木棚打π型梁+單體柱進行加固。

（2）擴巷支護

頂板：每排布置6根錨桿，均勻布置，共用一根W鋼帶。擴幫側：每排布置3根玻璃鋼錨桿，均勻布置。錨桿排距0.8m，在每兩排錨桿中間布置2根錨索，共用一根工字鋼托梁。

（3）錨索施工要求

除一般要求外，特別強調鉆孔孔深必須滿足設計要求，誤差50mm，不得過深或過淺。鉆孔完畢后，必須用水反復沖洗干凈。

錨索安裝前，鋼絞線錨固端必須清理干凈，不得有油、水、泥、煤、鐵銹等雜物。按照邊頂邊推的方法進行攪拌，嚴禁提前捅破錨固劑或二次攪拌。攪拌時間，嚴格執行錨固劑使用說明書，不得任意縮短或延長。

錨固劑攪拌結束，達到其說明書規定的等待時間后，開始上托梁、托板、鎖具、漲拉千斤，進行漲拉。上托梁前，事先盡量把頂板處理平整，錨索與頂板不垂直時應使用球形鎖具。漲拉前，要詳細檢查高壓油管有無破損、是否完好，接頭是否牢固，無關人員必須撤離至5m外。漲拉過程中，需2名人員配合進行漲拉，一人操作漲拉泵并觀察壓力表的讀數，要求邊打壓邊報數，壓力表的讀數必須控制在作業規程規定的范圍之內，不得過大或過小；另一人站在安全地點觀察漲拉千斤的運行情況，出現超過漲拉千斤行程或異常情況時，立即停止漲拉。漲拉后，鎖具外留鋼絞線250mm。

三、質量保證措施

1.施工前組織培訓，使全體管理和施工人員熟悉錨桿錨索施工各項工序的技術要求，安全注意事項。生產技術科負責施工技術指導和監督。

2.每班開工前，結合上班情況進行風險評估。施工過程中，結合手指口述對各道工序進行安全確認，關鍵工序必須經當班隊長確認。每班必須認真做好施工原始記錄。

3.每根錨桿錨索實行編號掛牌管理，并嚴格按MT/T1104-2009《煤巷錨桿支護技術規范》要求，進行錨桿抗拔力試驗。

4.生產技術科安排專人負責收集施工相關信息，并按《安全檢查表》的項目對各道工序進行巡回檢查，并記錄分析和處理。

四、礦壓監測管理

1.監測項目

錨桿錨索受力監測和頂板離層監測。

2.測站布置

正常情況下，新舊切眼分別每15m布置一個測站，頂板壓力大及原冒頂區每5m布置一個測站。每天觀測一次。

五、結語

錨桿+錨索+W鋼帶聯合支護技術，在山西襄垣煤業公司巷道支護中的實踐應用，從揭露圍巖看，煤層裂隙中注漿材料飽滿，頂板膠結完整，未出現冒頂現象，效果理想。監測結果表明，所有測站，離層值均為零；頂錨桿受力普遍在30～50KN之間，個別達到70KN；錨索受力普遍在260～300KN之間，個別達到400KN，滿足巷道使用要求，為山西襄垣煤業公司在復雜地質條件下施工大跨度、全煤巷積累了經驗，為錨桿錨索支護技術進一步推廣應用奠定了基礎。

（作者單位：山西襄礦集團有限公司，山西襄礦西故縣煤業有限公司）

（責任編輯：周瓊）