深井高抽巷支護存在的問題及改進措施

文潔

摘 要：本文以貴州某煤礦3605工作面軌道順槽高抽巷為工程背景，調研了該巷道的支護現狀，分析了巷道支護存在的主要問題，并有針對性的提出了改進措施。

關鍵詞：深井；高抽巷；支護；改進措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.065

1 引言

受煤層賦存地質條件的影響，貴州省內煤層絕大部分為高瓦斯煤層。隨著礦井開采深度的不斷加大，高瓦斯對煤礦開采造成的安全隱患也越來越顯著，集中表現在瓦斯的含量和瓦斯壓力均隨著深度的增加而增加。目前，在巷道布置方面治理瓦斯的途徑主要有兩種，即在工作面布置高抽巷或者底抽巷，通過超前瓦斯抽采、工作面煤與瓦斯共采等方法綜合治理瓦斯超限的問題。其中，高抽巷即布置在煤層頂板，一般處于采動裂隙帶內的專用瓦斯抽采巷道，由于在掘進和工作面回采期間，該巷道需要經歷兩次采動的影響，且圍巖裂隙發育廣泛，因此高抽巷的支護一直是巷道支護中的難點。國內外關于高抽巷在回采過程中產生變形的過程以及所需的支護技術尚缺乏詳細的研究。

貴州某煤礦3605工作面是南三采區的第一個采煤工作面，工作面平均采深達到835m，擬采用沿空留巷Y型通風系統，為治理瓦斯并為Y型通風提供必要的回風通道，在工作面頂板掘進了高抽巷，抽采瓦斯并作為回風巷道保留使用。本文以此為工程背景，對深井高抽巷支護存在的問題及改進措施進行分析。

2 巷道支護現狀及存在的主要問題

2.1 巷道支護現狀

為了解巷道目前圍巖穩定情況，技術人員對高抽巷的支護現狀進行了實地調研，發現的問題有：

（1）3605軌順高抽巷掘進期間巷道壓力顯現已較為劇烈，U型棚頂由支護初始的半圓弧形頂變成平頂，頂板下沉高度在150mm以上，掘進時間的圍巖較大的變形量將直接影響到后期留巷圍巖控制難度，采前加固時若采用一梁鎖三棚，需要采用邁步式布置，確保錨索梁有交叉。回采初期應提前布置水泱池，避免瓦斯抽采鉆施工時出水過多，浸泡巷道，引起底鼓；

（2）3605軌順高抽巷在5#測站處，幫頂支護錨索預緊力嚴重不足，部分錨桿托盤松動，頂板錨桿塑料墊圈未擠破。3#～2#測站之間頂板M型鋼帶用反，造成鋼帶抗彎模量降低，出現鋼帶折彎嚴重，應對施工人員和監管人員進行培訓，防止此類狀況再次發生。

2.2 巷道支護存在的主要問題

（1）巷道超挖嚴重，成形差。與設計巷道斷面尺寸相比，最大超挖處超過500mm，此巷道雖然為半煤巖巷，但因為巷道圍巖松軟破碎并存在煤巖互層，圍巖揭露后短時間內即垮落，造成幫頂凹凸不平，護表材料和圍巖存在架空區間，錨桿、錨索多有錨空現象。

（2）錨桿孔位及預緊力與設計值相差過多。1）設計要求錨桿孔必須垂直于巖面，但實際施工中多有鉆機在同一個位置上連續打幾個孔都不移位的現象，造成錨桿孔位與設計軸線相差過大，而錨桿螺母又沒有采用調心墊，最后難以有效提高預緊力矩，要求錨桿孔與設計線差值不超過5度；2）施工設計要求幫錨桿預緊力矩不小于250 N·m，頂板錨桿不小于300 N·m，除鉆機安裝時擰緊后尚需要人工二次加扭，但根據安裝的兩個托錨力測站，幫頂部共計11塊壓力表，扭矩小于200 N·m，經測量初始預緊力介于1.1～17 kN遠遠達不到設計要求的60～80 kN；3）施工方缺少必須的錨網索檢測手段，扭矩扳手和張拉儀的數量或完好狀態均不符合基本的施工要求，按照每300根錨桿檢查5根錨桿扭矩和拉拔力的程序基本沒有得到有效履行。

（3）樹脂藥卷使用的數量的張拉時間均不足。1）現場跟班發現幫部有2根錨桿在安裝時都只放置1根藥卷。在煤壁受回采動壓影響處于圍巖峰后強度時，錨桿錨固長度不足會造成錨固過早失效，無法控制采動期間巷道圍巖的大變形；2）采用的中速樹脂藥卷的性能要求，其膠凝時間為50 s左右，4 min左右后進行預緊，但實際施工中均直接攪拌后即擰緊，沒有等到充足的膠凝時間。

（4）頂板金屬網鋪設不符合設計要求。頂板金屬網連接處未按設計壓于鋼帶下，從迎頭向外數10排鋼帶未有1處頂網連接處壓于鋼帶下，不合格率100%，易在此處產生兜冒。

（5）錨索外露過長且有偏載現象。1）經現場抽查個別錨索外露長度超過400～500mm，錨索外露過長造成錨索有效支護范圍縮小，達不到設計要求；2）滯后施工的錨索梁，錨索安裝在槽鋼的中間孔和邊孔，造成錨索梁偏載。

3 巷道支護的改進措施

根據發現的問題，結合之前礦井生產實際，應采取以下改進措施：

（1）要求3605工作面的施工隊停頭整改，重新學習支護設計和作業規程，并經考核合格并可上崗。同時迎頭的施工質量檢測儀器應配足，且每種應在3套以上，保證檢測時有設備可用。

（2）幫頂部支護嚴格控制錨桿鉆孔的角度，盡量使鉆孔垂直巖面；采用氣動扭矩扳手預緊螺帽，并人工進行二次加扭。

（3）在錨索梁兩邊孔位施工錨索，避免偏載，或補充施工邊孔錨索，實現一梁三索。

（4）按照“錨桿支護設計預緊力最大化、一次支護最大化和監測手段信息化”的思想，對3605軌順高抽巷每50 m設置正規監測測站進行長期觀測，并根據監測結果對施工方案進行適應性評價或優化研究。

4 結語

瓦斯治理是一項系統工程，并且通風系統為串聯系統，任何一個部分出現問題，都可能引發瓦斯超限、煤與瓦斯突出等事故的發生。高抽巷布置作為瓦斯治理的重要手段之一，其圍巖穩定性對于整個系統的穩定有著十分重要的影響。由于高抽巷處于工作面頂板裂隙帶中，圍巖條件較差，支護困難。因此，必須在掘進期間，就按照一次支護最大化的思想認真施工。同時，應輔助必要的監測手段進行長期觀測，以便發生問題及時處理。

參考文獻：

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