高應(yīng)力大斷面煤巷錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

黎衛(wèi)星

摘 要：根據(jù)錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)技術(shù)特點(diǎn)和紅巖煤礦2606N3段工作面收尾工程情況，應(yīng)用臨時(shí)支護(hù)、錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)方式對(duì)大斷面回采巷道進(jìn)行支護(hù)，并觀測(cè)礦壓。觀測(cè)和實(shí)踐結(jié)果表明，錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)技術(shù)適用于大斷面煤巷的掘進(jìn)。該技術(shù)已在王坡煤礦其他采準(zhǔn)巷道得到了廣泛應(yīng)用，為安全生產(chǎn)提供了可靠保障，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：高應(yīng)力；大斷面；煤巷錨網(wǎng)；聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD353+.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.135

煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的集約、高效發(fā)展對(duì)煤礦井下采掘機(jī)械化程度提出了更高的要求。為滿足設(shè)備安裝、通風(fēng)、行人、運(yùn)輸?shù)刃枨螅锏罃嗝娌粩鄶U(kuò)大。在現(xiàn)代化礦井中，大斷面巷道、酮室比比皆是，回采巷道斷面也同樣在增大，大斷面巷道支護(hù)必須選擇合適的支護(hù)方式。目前，錨桿、錨索等聯(lián)合支護(hù)技術(shù)被成功地應(yīng)用于大斷面矩形巷道中，并取得了良好的效果。

1 工程概況

紅巖煤礦2606N3段工作面位于2606材料上山北翼，工作面斜長(zhǎng)170 m。機(jī)巷底板標(biāo)高為+316～+327 m，存在0.1～0.15 m偽頂，巖性為黑色砂質(zhì)頁(yè)巖。直接頂為灰黑色頁(yè)巖，厚4.97 m。該煤層為二迭紀(jì)龍?zhí)督M的K1（6#）煤層，平均厚度1.8 m，屬中厚煤層。中部含0.5～1.5 m厚的黑色夾矸。該工作面煤層傾角為10°～25°。2010-10，相關(guān)單位進(jìn)行了局部收尾，共回撤了17架支架；2011-01進(jìn)行了大收尾，回撤了剩余的90架支架。在本次收尾工程中，工作面切割采用了錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，取得了良好的效果。

2 支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 支護(hù)方案

根據(jù)原煤炭部圍巖分類標(biāo)準(zhǔn)，2606區(qū)N3綜采工作面頂板破碎，壓力大，巷道變形嚴(yán)重，支架損壞嚴(yán)重，兩幫及頂板壓力明顯，煤層中存在高應(yīng)力。針對(duì)2606區(qū)N3綜采工作面高應(yīng)力、大斷面這一特點(diǎn)，回收時(shí)，該工作面切割支護(hù)選用錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)，并進(jìn)行單體液壓支柱配π型鋼棚加強(qiáng)支護(hù)。

2.2 錨桿長(zhǎng)度的確定

按懸吊作用理論計(jì)算錨桿的長(zhǎng)度，則有：

L=kH+L1+L2. （1）

式（1）中：L為錨桿長(zhǎng)度，m；K為安全系數(shù)，一般取2；H為軟弱巖層厚度，取0.7 m；L1為錨桿的有效長(zhǎng)度，一般取500 mm；L2為錨桿的外露長(zhǎng)度，一般取100 mm。

將以上數(shù)據(jù)代入式（1），可得L=2×0.7+0.5+0.1=2 mm。

2.3 錨桿間、排距的確定

錨桿間、排距根據(jù)每根錨桿懸吊巖石載荷大小確定，即錨桿懸吊巖石載荷等于錨桿的錨固力。通常，錨桿間、排距按等距布置，在考慮安全系數(shù)的情況下，錨桿間、排距為：

a，b≤（Q/KγH）?. （2）

式（2）中：a為錨桿間距，m；b為錨桿排距，m；Q為錨固力，根據(jù)拉撥試驗(yàn)取60 kN/根；K為錨桿安全系數(shù)，一般取2；γ為被懸吊巖石的密度，取29 kg/m3；H為軟弱巖層厚度，取0.7 m。

將以上數(shù)據(jù)代入式（2），可得a，b≤（60/2×29×0.7）?=0.74 m。

考慮到6#煤層的頂板情況，確定錨桿間、排距為600 mm×700 mm。

2.4 錨桿直徑的確定

選用鋼筋錨桿，遵循錨桿承載力與錨固力等強(qiáng)度原則，根據(jù)《煤礦巷道支護(hù)技術(shù)》，錨桿直徑D按下式計(jì)算：

D=1/110×L. （3）

將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（3），可得D=18 mm。

3 施工工藝及技術(shù)措施

3.1 錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)施工工藝

錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)工作需要一個(gè)循環(huán)接一個(gè)循環(huán)進(jìn)行。

3.1.1 鋪網(wǎng)方式

從工作面最下端（機(jī)巷）開始，當(dāng)割煤機(jī)下滾筒向上推至1.2 m時(shí)停止，然后開始鋪設(shè)錨網(wǎng)。鋪網(wǎng)的具體步驟為：先鋪設(shè)第一段1.2 m×0.6 m空間的錨網(wǎng)，然后在錨網(wǎng)下面加1.2 m的鉸接梁（鉸接梁右邊留0.3 m，左邊留0.2 m），再在鉸接梁的兩頭打上液壓?jiǎn)误w，單體要與梁子和地板垂直。第一段錨網(wǎng)鋪設(shè)好后，再開啟割煤機(jī)繼續(xù)向上作業(yè)。當(dāng)下滾筒向上推至1.2 m時(shí)停下鋪設(shè)后面第二段1.2 m×0.6 m空間的錨網(wǎng)。錨網(wǎng)鋪好后，接著前一根鉸接梁架設(shè)第二根鉸接梁，鉸接梁一頭鉸接在前一根鉸接梁端，并用水平契契緊，然后再在另一頭打上一根單體。按照上述步驟一段一段地鋪至補(bǔ)掘溜子道上幫以上5 m的位置處。

3.1.2 打錨桿方式

當(dāng)錨網(wǎng)按要求鋪設(shè)完畢后，割煤機(jī)停止回采，下面錨網(wǎng)鋪設(shè)段開始打錨桿。從工作面下端（機(jī)巷）開始，以間、排距0.6 m×0.7 m的規(guī)格打錨桿。打好一組眼子后，加錨梁和托板錨，一組接一組地向上打完錨網(wǎng)鋪設(shè)區(qū)域。錨粱朝工作面傾向方向上架設(shè)，每根錨梁搭接的接頭留150 mm，即前、后兩個(gè)錨梁的接頭重疊在一起有150 mm，并穿在一起用同一根錨桿錨固。

3.1.3 打錨索方式

從工作面下端（機(jī)巷）開始，以2 m×2 m的規(guī)格打錨索。第一個(gè)循環(huán)寬度只有0.6 m，因此，第一個(gè)循環(huán)只沿工作面傾向上每隔2 m打一個(gè)錨索。當(dāng)工作面向前推進(jìn)的距離達(dá)到2 m時(shí)，再沿工作面傾向上每隔2 m打一個(gè)錨索，錨索下面加大托板和錨具錨固。

3.1.4 注意事項(xiàng)

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)循環(huán)的錨網(wǎng)（索）支護(hù)施工完成后，再撤除所有鉸接梁和單體。等工作面移架進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)后，錨網(wǎng)（索）支護(hù)施工也跟著進(jìn)入到下一個(gè)循環(huán)。按照以上操作步驟一個(gè)循環(huán)接一個(gè)循環(huán)推進(jìn)。

3.2 錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)施工要求

3.2.1 鋪網(wǎng)要求

鉸接梁間的接頭要搭接好，保證每張網(wǎng)之間的搭接余量在150 mm以上，且單體必須與工作面底板垂直。

3.2.2 打錨桿要求

眼子要與工作面頂板垂直，眼子深大于2 m，每個(gè)眼子2條錨藥，錨桿外露長(zhǎng)度為30～50 mm。

3.2.3 打錨索要求

工作面一共需要打5排錨索，前2排錨索需要8 m的錨索，眼子與工作面頂板呈70°夾角，眼子深大于8 m，朝煤壁方向傾斜；中間2排錨索需要6 m的錨索，眼子要與工作面頂板垂直，眼子深大于6 m；最后一排錨索需要6 m的錨索，眼子與工作面頂板呈70°夾角，眼子深大于 6 m。每個(gè)眼子3條錨藥。

4 結(jié)束語

綜上所述，綜采開切眼大斷面采用錨桿支護(hù)替代木抬棚支護(hù)優(yōu)越性明顯，且技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，施工速度快，采面的準(zhǔn)備時(shí)間短，便于設(shè)備安裝，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，巷道施工安全、可靠，成本較低，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張曉棟，王俊峰.錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在半煤巷大斷面中的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2012，24（12）：86-89.

[2]張哲瑞.錨網(wǎng)（索）聯(lián)合支護(hù)在大斷面托頂煤切眼中的應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010，38（2）：22-24.

〔編輯：劉曉芳〕