高應力大斷面煤巷錨網（索）聯合支護技術應用

黎衛星

摘 要：根據錨網（索）聯合支護技術特點和紅巖煤礦2606N3段工作面收尾工程情況，應用臨時支護、錨網（索）聯合支護方式對大斷面回采巷道進行支護，并觀測礦壓。觀測和實踐結果表明，錨網（索）聯合支護技術適用于大斷面煤巷的掘進。該技術已在王坡煤礦其他采準巷道得到了廣泛應用，為安全生產提供了可靠保障，并取得了良好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：高應力；大斷面；煤巷錨網；聯合支護技術

中圖分類號：TD353+.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.135

煤礦建設和生產的集約、高效發展對煤礦井下采掘機械化程度提出了更高的要求。為滿足設備安裝、通風、行人、運輸等需求，巷道斷面不斷擴大。在現代化礦井中，大斷面巷道、酮室比比皆是，回采巷道斷面也同樣在增大，大斷面巷道支護必須選擇合適的支護方式。目前，錨桿、錨索等聯合支護技術被成功地應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170 m。機巷底板標高為+316～+327 m，存在0.1～0.15 m偽頂，巖性為黑色砂質頁巖。直接頂為灰黑色頁巖，厚4.97 m。該煤層為二迭紀龍潭組的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，相關單位進行了局部收尾，共回撤了17架支架；2011-01進行了大收尾，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（索）聯合支護技術，取得了良好的效果。

2 支護設計

2.1 支護方案

根據原煤炭部圍巖分類標準，2606區N3綜采工作面頂板破碎，壓力大，巷道變形嚴重，支架損壞嚴重，兩幫及頂板壓力明顯，煤層中存在高應力。針對2606區N3綜采工作面高應力、大斷面這一特點，回收時，該工作面切割支護選用錨網（索）聯合支護，并進行單體液壓支柱配π型鋼棚加強支護。

2.2 錨桿長度的確定

按懸吊作用理論計算錨桿的長度，則有：

L=kH+L1+L2. （1）

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

將以上數據代入式（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，根據拉撥試驗取60 kN/根；K為錨桿安全系數，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。

將以上數據代入式（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度原則，根據《煤礦巷道支護技術》，錨桿直徑D按下式計算：

D=1/110×L. （3）

將相關數據代入式（3），可得D=18 mm。

3 施工工藝及技術措施

3.1 錨網（索）聯合支護施工工藝

錨網（索）聯合支護工作需要一個循環接一個循環進行。

3.1.1 鋪網方式

從工作面最下端（機巷）開始，當割煤機下滾筒向上推至1.2 m時停止，然后開始鋪設錨網。鋪網的具體步驟為：先鋪設第一段1.2 m×0.6 m空間的錨網，然后在錨網下面加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單體，單體要與梁子和地板垂直。第一段錨網鋪設好后，再開啟割煤機繼續向上作業。當下滾筒向上推至1.2 m時停下鋪設后面第二段1.2 m×0.6 m空間的錨網。錨網鋪好后，接著前一根鉸接梁架設第二根鉸接梁，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掘溜子道上幫以上5 m的位置處。

3.1.2 打錨桿方式

當錨網按要求鋪設完畢后，割煤機停止回采，下面錨網鋪設段開始打錨桿。從工作面下端（機巷）開始，以間、排距0.6 m×0.7 m的規格打錨桿。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鋪設區域。錨粱朝工作面傾向方向上架設，每根錨梁搭接的接頭留150 mm，即前、后兩個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（機巷）開始，以2 m×2 m的規格打錨索。第一個循環寬度只有0.6 m，因此，第一個循環只沿工作面傾向上每隔2 m打一個錨索。當工作面向前推進的距離達到2 m時，再沿工作面傾向上每隔2 m打一個錨索，錨索下面加大托板和錨具錨固。

3.1.4 注意事項

當第一個循環的錨網（索）支護施工完成后，再撤除所有鉸接梁和單體。等工作面移架進入下一個循環后，錨網（索）支護施工也跟著進入到下一個循環。按照以上操作步驟一個循環接一個循環推進。

3.2 錨網（索）聯合支護施工要求

3.2.1 鋪網要求

鉸接梁間的接頭要搭接好，保證每張網之間的搭接余量在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，每個眼子2條錨藥，錨桿外露長度為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。每個眼子3條錨藥。

4 結束語

綜上所述，綜采開切眼大斷面采用錨桿支護替代木抬棚支護優越性明顯，且技術上先進，經濟上合理，施工速度快，采面的準備時間短，便于設備安裝，工人的勞動強度大大降低，巷道施工安全、可靠，成本較低，具有較好的經濟效益。

參考文獻

[1]張曉棟，王俊峰.錨網（索）聯合支護技術在半煤巷大斷面中的應用[J].西部探礦工程，2012，24（12）：86-89.

[2]張哲瑞.錨網（索）聯合支護在大斷面托頂煤切眼中的應用[J].煤炭科學技術，2010，38（2）：22-24.

〔編輯：劉曉芳〕