趙固二礦11020下順槽聯合支護技術

李飛 王樹海

摘 要：為了解決趙固二礦11020下順槽支護問題，根據礦井前期及附近煤巷支護形式、支護效果、礦壓顯現規律及施工經驗進行工程類比，本文設計了錨網索配合槽鋼梁聯合支護方案，并在11020下順槽進行了實際應用。結果表明，使用錨網索配合槽鋼梁聯合支護方案后，巷道頂板離層量較小，處于可控范圍內，支護效果良好。

關鍵詞：趙固二礦 下順槽 聯合支護

中圖分類號：TD44 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（a）-0096-01

隨著我國淺部煤炭資源逐漸枯竭，煤礦開采陸續進入深部開采階段。趙固二礦采深700～800 m左右，是典型的深部礦井。煤礦巷道圍巖破碎、應力高，難以支護。趙固二礦11020下順槽西北鄰I盤區輔運大巷，東北為11011工作面，西南為未采的1104工作面，南為F18斷層煤柱。1102工作面下順槽為趙固二礦1102工作面準備巷道，擔負著1102工作面的運輸任務。巷道設計總長度2280 m，沿煤層頂板掘進，掘進斷面積17.49 m2。為了解決11020下順槽支護問題，本文設計了錨網索配合槽鋼梁聯合支護方案。

1 工程概況

西北鄰I盤區輔運大巷，東北為11011工作面，西南為未采的1104工作面，南為F18斷層煤柱。1102工作面下順槽為矩形巷道。1102工作面下順槽巷道斷面：掘進斷面：寬×高=5300×3300 mm，掘進面積17.49 m2；凈斷面：寬×高=5100×3200 mm，凈斷面積16.32 m2。施工過程中，暫不施工永久水溝，根據工作面實際情況，需使用水溝排水時，先施工一條毛水溝。

2 支護設計

2.1 臨時支護

臨時支護采用ZLJ-10/21型機載臨時支護。當掘進機完成截割裝煤作業后，先將截割頭放下，然后再按照下列程序工作：掘進機司機首先檢查機載臨時支護各部位零部件管路是否正常，然后打開二位三通操作閥通向機載臨時支護的油路，并關閉另一個油路。施工人員把支護用的鋼筋梯和網片放在頂梁架上用磁鐵吸好后，掘進機司機方可控制手柄向前推動支護主架和頂梁架。支護主架和頂梁架由拆合狀態慢慢平穩展開。機載臨時支護打開時，副司機應注意觀察支護各關節管路和鋼筋梯、網片位置，防止出現纏掛現象。待掘進機開到需要的角度和位置方可升起主架直至巷道頂板，把鋼筋梯和網片壓緊后，施工人員方可在臨時支護下進行打孔、安裝錨桿等工作。

2.2 永久支護

根據礦井前期及附近煤巷支護形式、支護效果、礦壓顯現規律及施工經驗進行工程類比，采用如下錨網索支護能滿足安全要求。

（1）支護方式：錨網（索）+W型鋼帶+鋼筋梯+槽鋼梁聯合支護。

（2）錨桿規格：Φ20×2400 mm；頂部錨桿間排距為800×900 mm，幫部錨桿間排距為900×900 mm，頂部錨桿錨固長度為1200 mm、幫部錨桿錨固長度為900 mm（快速、中速錨固劑各一卷），錨桿托盤幫部為W型鋼帶、δ10×150×150 mm托盤配合使用，頂部為δ10×150×150 mm托盤與鋼筋梯配合使用，鋼筋梯長度為4960 mm，排距為900 mm，錨桿、鋼筋梯均打在網片接茬處。

（3）槽鋼梁錨索規格：Φ17.8×6250 mm，間排距：1400 mm×1800 mm，錨固長度2400 mm（K2360、Z2360錨固劑各兩卷），托盤規格：4500 mm 長的16#槽鋼與δ12×120×120 mm、δ12×80×80 mm鋼板和δ50×120×120 mm木墊板配合使用，錨索預應力不低于30 MPa。

（4）點錨錨索規格：Φ17.8×8250 mm，間排距：1600 mm×1800 mm，錨固長度2400 mm（K2360、Z2360錨固劑各兩卷），托盤采用δ12×400×400 mm、δ12×200×200 mm鋼板和δ50×200×200 mm木墊板配合使用，錨索預應力不低于30 MPa。

（5）金屬網片使用Φ5.6 mm鋼筋焊接，網幅1000×1900 mm，網片搭接100 mm，每格用14#鉛絲綁扎。

（6）若頂板完整、堅硬、大面積懸露不會垮落時，掘進循環進尺為1.8 m（2個錨桿排距）。

（7）頂部錨桿、鋼筋梯、金屬網支護緊跟工作面；幫上部2根錨桿滯后迎頭距離不得超過3個排距，幫下部錨桿不得超過12個排距，槽鋼梁錨索允許滯后迎頭2個排距，點錨索允許滯后迎頭60 m。頂板條件破碎時，可適當縮小錨桿、點錨索間排距進行補強支護。

巷道中心點柱采用單體液壓支柱（最大支撐高度3500 mm，因頂板破碎巷道超高無法打設單體柱時，應根據巷道實際高度打設直徑不小于180 mm的木點柱），順巷道方向打設（排數及位置視實際情況而定并及時補充說明），間距為1000 mm（巷道中心點柱必須緊跟掘進機二運）；中心點柱頂梁采用4000 mm長π型鋼梁，底梁為工鋼梁，底梁規格：12#工鋼×2根×3300 mm，底梁兩端用U型卡卡牢，π型鋼梁、工鋼底梁順巷道方向布置；每根單體柱柱底配木磚一塊（規格：δ100×400×250 mm）、大鐵鞋一個，柱頂配防導鏈一條。

3 支護工藝

安裝錨桿前，應將眼孔內的積水、煤（巖）粉用壓風吹掃干凈。吹掃時，操作人員應站在孔口一側，眼孔方向不得有人，先把樹脂藥卷按規定的數量、規格逐根放進眼口，用錨桿頂住藥卷，輕輕逐塊送至眼底，用專用攪拌器將錨桿機和錨桿連接牢固，啟動錨桿機將藥卷邊推進邊攪拌，直至將錨桿推至眼底，攪拌時間25～30 s，攪拌充分后，停止攪拌約30 s，待樹脂藥卷凝固，繼續開動錨桿機，給錨桿施加一定預緊力，保證托盤、金屬網緊貼巷道煤（巖）面，并將錨桿螺母上的阻尼帽、減磨墊全部擠出。每班必須對施工的錨桿由班組長或驗收員進行驗收，對不合格的錨桿必須重新補打。

4 結論

為了了解使用錨網索配合槽鋼梁聯合支護的效果，使用頂板離層儀進行頂板離層監測，巷道中每隔50 m安裝一個頂板離層儀，結果表明，使用錨網索配合槽鋼梁聯合支護方案后，巷道頂板離層量較小，處于可控范圍內，支護效果良好，可在本礦井推廣使用，也可為全國同類型巷道提供支護經驗。

參考文獻

[1] 何滿潮，謝和平，彭蘇萍，等.深部開采巖體力學研究[J].巖石力學與工程學報，2005，24（16）：2803-2813.

[2] 何滿潮.深部開采工程巖石力學的現狀及其展望[C]//西部大開發中的巖石力學與工程問題，第8次全國巖石力學與工程學術大會論文集.北京：科學出版社，2004：88-94.

[3] 何滿潮.深部的概念體系及工程評價指標[J].巖石力學與工程學報，2005，24（8）：2854-2858.