興阜煤礦錨桿+網+鋼帶+錨索聯合支護技術在復合煤層掘進的應用

郝仁杰+郝明奎

【摘 要】 根據興阜煤礦地質條件的特點，應用錨桿+網+鋼帶+錨索聯合支護技術，對復合煤層巷道進行支護應用，結果表明聯合支護有效地控制了巷道的變形，為以后的支護工作總結了有益的經驗。

【關鍵詞】 軟巖 錨桿 網 錨索 聯合支護

為了解決興阜煤礦231區在復合煤層掘進施工頂板支護的難題，在231區運輸巷施工中，利用了加強錨索配合錨桿、網、鋼帶聯合支護技術。錨索施工簡便，靈活，時間短，效率高，費用低，可以和多種支護形成相結合，取得較好的支護效果。

1 地質概況

231區運輸巷在太下煤層中，沿煤層底板施工。太下煤層結構比較復雜，三個自然分層，（即太下一、二、三層）時分時合，但總體上是靠北側逐漸合層，合層時煤層最厚達26.57m，分層時煤厚最薄為8.45m，太下煤層屬于復合煤層，其夾矸層數最多可達十多層夾矸，夾矸層最薄為0.1m，最厚可達6.4m，夾矸巖性多為粉砂巖或泥質砂巖，是層狀結構。其偽頂為泥質砂巖，厚度0.2m～0.6m，直接頂為泥質粉砂巖或泥質砂巖，厚度為2.0～4.5米，老頂為砂巖，局部含爍巖：底板為砂質泥巖層或粉砂巖。

2 設計與施工

2.1 支護設計

231區運輸巷設計為矩形，巷道寬4.8m，高3.2m，采用錨桿+網+鋼帶+錨索聯合支護。

頂板和兩幫錨桿選用直徑22mm，長度2400mm，左旋無縱筋礦用螺紋鋼錨桿，使用CKa2350型樹脂錨固劑卷1根端頭錨固，錨桿間排距為750*800（mm）。錨桿均打入鋼帶制框內。錨桿托盤規格為150*150*8（mm）的蝶形托盤。

金屬網是12#熱鍍鋅低碳鋼絲機械編制的菱形網，網孔角度均勻一致，規格為1800*5000，網孔尺寸為60*60（mm），網片搭接長度為200（mm）。

鋼帶為直徑12（mm）普通熱軋光圓鋼筋焊制而成，規格為70*2400（mm）。

錨索為直徑17.8mm，長10000mm的鋼絞線，使用Z2375型樹脂錨固劑卷兩根端頭錨固，錨索的間排距為1000*2400（mm），即在每3排錨桿中布置1排錨索，每排布置5根，中間三根垂直于頂板安設，靠兩幫側的錨索各距巷道幫0.4m，與頂板成75°夾角向巷道幫側傾斜安設。錨索托盤為200*200*100（mm）蝶形托盤。

2.2 錨桿、錨索的施工要求

（1）打孔要求：按照設計的錨桿、錨索眼位確定鉆機位置，孔位施工橫縱偏差不允許大于30mm，孔徑均為28mm，鉆孔深度達到設計孔深，眼孔施工完要進行清理，保證孔內干凈、以確保錨桿、錨索安裝到位。（2）錨桿、錨索安裝：錨桿、錨索安裝前，要檢查鉆孔的質量，要用錨桿、錨索在其孔內試送一遍，檢查完全合格后，方可將錨固劑按設計數量送入孔中，而后用錨桿或錨索將錨固劑頂到鉆孔底部并迅速攪拌，待錨固劑全部凝固后，按照錨桿、錨索安裝其托盤及錨具。（3）預緊力（預應力）的施工：當錨固劑達到一定強度要求后，一般等待8min后，錨固劑完全固化后進行其緊固工作。錨桿使用風動工具配合扭矩放大器緊固，預緊力；頂錨桿必須達到60KN，幫錨桿達到40KN。錨索使用液壓張拉千斤頂緊固，開泵進行張拉時，要認真觀看泵的壓力表讀數，讀數必須達到30mpa（125KN），符合預應力要求方可停止張拉。若千斤頂行程不夠，應迅速回程，然后繼續張拉，直到設計達到要求。（4）錨桿、錨索的外露要求：錨桿、錨索緊固達到預應力要求后，其各自的外露長度必須符合《規范》要求。錨桿外露長度為10～40（mm），錨索外露長度為150～250mm。

2.3 安全管理

（1）錨桿、錨索鉆孔必須保證施工質量，鉆孔直徑、錨桿、錨索直徑和樹脂藥卷直徑要合理匹配，確保錨固效果；鉆孔直徑與錨桿桿體直徑之差為6～8mm，鉆孔直徑與樹脂藥卷直徑之差為4-8mm。（2）錨桿必須使用左旋無縱筋礦用螺紋鋼錨桿，桿體直線度≤2mm/m。（3）錨索錨固段必須焊一股1.2米長的12#的鐵線纏繞上，以提高攪拌及錨固效果。（4）錨固劑必須質量合格，錨桿使用超快藥卷，錨索使用中速藥卷，嚴禁混用。（5）施工循環進度為1.6米，每循環打兩排錨桿，排距0.8m，最大控頂距為1.8米。錨索距工作面最大距離不許超高5.0米。遇頂板破碎或壓力增大區域縮小循環進度到0.8m，錨索距工作面最大距離不能超過2.0米，其排距縮小到1.6米。（6）幫頂錨桿及頂錨索打注安裝必須成排成線，確保支護整體性的效果。（7）做好小班錨桿、錨索預緊力（預應力）檢測工作，每小班幫、頂錨桿各抽樣一組3根進行檢測；錨索每天以每10根為一組，每組抽檢一根。（8）做好錨桿，錨索錨固力監測工作。錨桿錨固力檢測抽樣率為3%每300根，幫、頂桿抽樣一組（9根）進行檢查。頂錨桿錨固力為150KN，幫錨桿錨固力為100KN；錨索錨固力每百米巷道檢測5根，錨固力為38Mpa（300KN）。（9）生產科負責錨桿、錨索支護監測管理工作，建立檢測管理記錄，正常情況下每三天上報一次，出現異常情況，及時上報。

3 技術對策及效果分析

（1）采用錨桿+網+鋼帶+錨索聯合支護，以加強在復合頂板的淺部頂處先構建組合梁與加固作用，保證錨桿錨索的錨固力在頂板巖層內的連續傳播的有效錨固。（2）及時支護為了防止復合頂板離層、破碎而造成頂板冒漏，盡可能提高錨桿錨索的外錨強度，進而加強頂板支護的整體性。（3）復合頂板參考按照靜壓軟巖頂板，合理確定錨桿、錨索支護間排距，計算出錨桿錨索的錨固長度，保證支護密度及強度的要求。（4）根據錨桿、錨索的抗拉變形能力匹配需要，合理確定錨桿錨索的預緊力值（預應力）。（5）對巷道變形情況進行了建站觀測，觀測結果表明，采用錨桿+網+鋼帶聯合支護，巷道收斂變形不明顯，達到了預期的效果。

4 結語

錨桿+網+鋼帶+錨索聯合支護技術在復合頂板巷道施工中的運用成功，即節省材料，降低勞動強度又減少人員投入及成本，產生了較好的經濟效益，為興阜煤礦今后在復合煤層中掘進施工提供了良好的技術實踐依據。endprint