8號煤試采工作面集中回風巷支護安全技術

婁 湘 峰

(陽泉煤業(集團)有限責任公司鐵路運輸分公司，山西 陽泉 045000)

施工的試采工作面集中回風巷設計全長為498.6 m，服務年限至試采工作面結束為止?，F已沿煤底板掘進施工。經頂板巖性探測，根據探測結果顯示頂板向上有部分煤線。巷道煤巷矩形斷面設計使用的錨索長度為5.2 m，該錨索錨固端在煤層中，經現場預緊力實驗預緊力不能滿足設計要求，設置臨時和永久支護。為保證巷道變更斷面后的安全與質量，在制定詳細安全技術措施后方可施工。

1 組織措施

為保證巷道支護安全施工，項目部成立了組織結構，對整個施工過程進行統一管理，做到責任到人，分工明確，具體分工如下：

生產小組：施工期間全面負責人員的調配，監督相關措施落實與執行情況；

協調小組：施工期間全面負責安全生產工作；

技術小組：施工期間全面負責技術質量工作；全面負責該巷道的具體施工操作；負責職工“三級”教育，保證出勤人員的安全；負責編寫巷道變更支護措施及貫徹與簽字、歸檔；指導施工期間巷道施工人員正確實施和操作。

2 支護方法

2.1 臨時支護部署

臨時支護的工藝及要求：

1)臨時支護形式。巷道使用穿鞋戴帽規格為DN25-250/90的單體液壓柱進行臨時支護，柱間距不大于1 m，柱帽規格為∮200×1 200 mm的兩開木。木鞋規格為400 mm×300 mm×200 mm。

2)放炮時的臨時支護。在放炮或割煤后，值班隊長和班長共同負責檢查巷道兩幫及頂板情況，確認沒有安全隱患后，現場指派兩名有經驗的人員，選擇好撤退路線后方可作業。人員站在安全地點，此時手持2 m長的鐵釬或其他長柄工具，按照由上向下、由外向里的原則處理危巖活矸，一人監護，一人處理。清理完活矸、危巖。具體操作為利用2 m長的鐵釬或其他長柄工具，去敲擊巷道周圍已經裸露而未加管理的巖石(或煤體)，使其發出回音，來探明周圍巖體是否松動、斷裂和離層，敲擊頂幫，如果有“鐺鐺”的聲音則說明頂板良好；如果有“噗噗”的聲音，則說明頂板已經離層或斷裂，或者一手扶住頂板下面，一手使用鐵錘工具敲擊頂板，如果有震動則說明頂板已經離層或斷裂，根據當時的圍巖實際情況，及時從外向里打支穿鞋戴帽液壓支柱進行臨時支護，根數不少于5根，工作面備用柱不少于5根，備用鞋、帽各不少于5根。

2.2 永久支護

根據巖性探測結果顯示及分析對煤巷矩形斷面支護進行變更，具體變更情況如下：

1)巷道斷面為矩形斷面原設計支護形式：頂板采用錨索、W型鋼帶、金屬網、加強錨索及噴混凝土聯合支護；錨索采用φ17.8×5 300 mm的鋼絞線，鋼帶采用5 600 mm×280 mm×4 mm的5眼鋼帶，W型鋼帶配套規格為300 mm×270 mm×12 mm W形拱形托盤配套調心球墊及KM18鎖具承載。錨索排距0.95 m，間距1.3 m；頂板滿鋪金屬網，規格為1 100 mm×5 600 mm。加強錨索使用φ17.8×7 300 mm的鋼絞線與規格為300 mm×300 mm×12 mm拱形托盤配套調心球墊及KM18鎖具承載，自巷中向兩邊各偏移0.8 m對稱布置，加強錨索的排距950 mm。每根錨索配MSCK φ23×1 000 mm超快速藥卷錨固，噴射C20混凝土，噴厚為100 mm。

巷道幫部采用錨桿、金屬網噴混凝土聯合支護；巷道每幫打注4根φ20×2 400 mm圓鋼錨桿，每根錨桿配MSCK φ23×800 mm超快速藥卷錨固，端頭帶150 mm×150 mm×8 mm拱形托盤配套調心球墊和1010尼龍墊片及450 mm×280 mm×4 mm W鋼護板錨索同排布置，錨桿間、排距均為0.95 m，布置時鋼護板在拱形托盤下方，拱形托盤在鋼護板上方且鋼護板的長邊與巷道走向垂直；幫部滿鋪金屬網，規格為1 100 mm×2 600 mm。噴射C20混凝土，噴厚為100 mm。

2)巷道斷面為矩形斷面變更后支護形式：頂板將采用金屬網、W型鋼帶、錨索、加強錨索配合鋼帶與噴混凝土聯合支護；錨索型號采用φ17.8×4 200 mm及φ17.8×8 200 mm的鋼絞線，鋼帶采用5 600 mm×280 mm×4 mm的5眼鋼帶，W型鋼帶配套規格為300 mm×270 mm×12 mm W形拱形托盤配套調心球墊及KM18鎖具承載。錨索排距0.95 m，間距1.3 m；頂板滿鋪金屬網，規格為1 100 mm×5 600 mm。具體布置方式為鋼帶正中眼位及兩側靠近巷道幫部的眼位布置φ17.8×4 200 mm的鋼絞線，靠近巷道正中眼位相鄰的兩個眼位中布置φ17.8×8 200 mm的鋼絞線；加強錨索采用φ17.8×8 200 mm的鋼絞線，鋼帶采用2 000 mm×280 mm×4 mm的2眼鋼帶，W型鋼帶配套規格為300 mm×270 mm×12 mm W形拱形托盤配套調心球墊及KM18鎖具承載。具體布置時自巷中向兩邊各偏移0.8 m對稱布置，加強錨索的排距1 900 mm。每根錨索配MSCK φ23×1 000 mm超快速藥卷錨固，噴射C20混凝土，噴厚為100 mm。

巷道幫部采用錨桿、金屬網噴混凝土聯合支護；巷道每幫打注4根φ20×2 400 mm圓鋼錨桿，每根錨桿配MSCK φ23×800 mm超快速藥卷錨固，端頭帶150 mm×150 mm×8 mm拱形托盤配套調心球墊和1010尼龍墊片及450 mm×280 mm×4 mm W鋼護板錨索同排布置，錨桿間、排距均為0.95 m，布置時鋼護板在拱形托盤下方，拱形托盤在鋼護板上方且鋼護板的長邊與巷道走向垂直；幫部滿鋪金屬網，規格為1 100 mm×2 600 mm。噴射C20混凝土，噴厚為100 mm。

3 永久支護材料

頂錨索：錨索規格為φ17.8×4 200 mm,φ17.8×8 200 mm；

幫錨桿：采用φ20×2 400 mm的麻花鋼錨桿；

錨索藥卷：采用MSCK-23/100的樹脂錨固劑；

錨桿藥卷：采用MSCK-23/80的樹脂錨固劑；

W型鋼帶規格為：5 600 mm×280 mm×4 mm和2 000 mm×280 mm×4 mm;

頂錨索托盤：W型托盤，規格為300 mm×270 mm×12 mm；

幫錨桿托盤：Q235的拱形托盤，規格為150 mm×150 mm×8 mm，拱高不低于34 mm配套調心球墊和1010尼龍墊片及規格為450 mm×280 mm×4 mm的鋼護板；

錨噴巷道混凝土配合比為水泥∶黃沙∶石屑=1∶1.98∶1.98，水灰比0.45，水泥P.O42.5，黃砂中粒砂，石屑粒徑5 mm～10 mm，每100 kg水泥摻入速凝劑3 kg～5 kg，噴混凝土強度C20。

4 質量保證措施

1)錨桿從螺帽起外露長度控制在10 mm～40 mm，最大值不應超過40 mm。2)錨桿不小于74 kN的錨固力(錨桿拉力計型號為LDZ-200，表頭讀數21 MPa)，其次螺母的扭力矩也不應小于200 N·m。3)托板須與頂板巖面或巷幫密貼，強度與錨索的承載力必須相適應。4)幫與錨桿不小于75°夾角，遇有裂隙時，應盡量垂直于裂隙間布置錨桿。5)頂錨索應不小于230 kN預緊力，必須使用YCD18-350型張拉千斤頂配套電動泵預緊，錨索的壓力表讀數控制在40 MPa以上。6)錨索布置必須垂直頂板，外露應保留在150 mm～250 mm內長度(自錨具下平面算起)。錨索超過250 mm外露長度，必須重新補打。錨索必須錨在穩定巖層當中且長度不得低于1 m。7)鉆錨桿和錨索眼時，深度和角度應掌握好，為了保證眼深的質量可在鉆桿的尾部設置醒目標記。8)錨桿間排距誤差不超過-100 mm～+100 mm。9)在錨桿安裝前，需認真檢查藥卷的質量，嚴禁使用過期發硬的藥卷。10)錨索孔距不超過100 mm的誤差，孔深不應大于100 mm的誤差。11)錨索設計軸線與鉆孔軸線不應大于3°偏差。12)鋪設鋼筋網片時，左右搭接為100 mm，前后應對接；聯網每隔100 mm設一道，聯網絲用14號鉛絲且為雙股，應使用專用聯網鉤扭結擰緊且不少于3匝。13)作業隊應配備專用檢測工具，隨時檢查錨桿扭力矩和錨固力，當錨固力達不到要求時需查清原因，并在其旁側補打錨桿。14)錨索預緊使用KZB1.25/63型電動泵，YCD18-350型千斤頂，必須準備不少于兩臺，且保證能正常使用。15)由于煤層分布不確定，在施工過程中施工對組每周必須保證對頂部進行一次巖性探測工作，要求探測深度不得小于10 m，且井下應該常備規格及長度分別為φ17.8×5 200 mm,φ17.8×6 200 mm,φ17.8×7 200 mm,φ17.8×10 200 mm的鋼絞線不小于30根。

5 錨網支護檢查分析

1)班組要做到對錨桿支護質量自查。隊組檢測工作主要包括：錨索張緊力、外露長度、拉拔力、外露及網片壓槎、扭矩。2)在現場施工錨桿、錨索過程中，如有問題應及時進行溝通、解決，通過合理的分析與整理，對應采取有效措施。3)技術人員要不定期地進行抽檢，如有異常，要立即處理。4)隊組應安排具有實踐經驗且對業務知識熟悉的人員對錨桿進行日檢，將誤差控制在規定范圍內。5)質檢員和安全員要檢查當日施工的錨桿及錨索，保證質量和設計要求相一致。施工期間不定期檢查登記臺賬。

6 施工總結

錨桿、錨索支護作為煤礦巷道施工的較普遍支護方式，應其安全、高效和快速的優勢被廣泛應用和推廣。鑒于其巷道支護施工質量的隱蔽性，不可避免發生冒頂事故。因此，在掘進巷道施工過程中，預防措施就是安全檢查。提高對錨桿索支護巷道工程質量的安全檢查力度，進一步提升錨桿索支護巷道施工安全質量水平。