煤巷切眼施工的支護(hù)方法研究

王慧龍

（山西焦煤汾西礦業(yè)宜興煤業(yè)，山西 孝義 032300）

1 概況

1200工作面切眼在1200運(yùn)輸順槽內(nèi)以坐標(biāo)（X:4097569.883, Y: 19559773.753）為中 90°方位沿2#煤層頂板開(kāi)口施工，切眼施工長(zhǎng)度中至中為204.35m，以坐標(biāo)（X:4097569.883, Y:19559978.103）為中與1200材料順槽貫通。

切眼開(kāi)口采用綜掘機(jī)截割、出渣，綜掘機(jī)截割不到的地方采用風(fēng)鎬施工。施工15m以后，鋪設(shè)一部40kW的刮板輸送機(jī)配合出渣，施工30m后，更換為簡(jiǎn)易皮帶配合綜掘機(jī)出渣。切眼全斷面分次施工，7.6m斷面、6.5m斷面均為先施工巷道左半部，掘進(jìn)2m后進(jìn)行頂板和左幫的支護(hù)，支護(hù)好后（留下鋼帶搭接處的錨桿眼），再對(duì)巷道右半部進(jìn)行施工，同樣掘進(jìn)2m并完成所有支護(hù)。施工最小空頂距為0.2m，最大臨時(shí)空頂距為2.2m。循環(huán)流程：割左半部、出煤、備料→臨時(shí)支護(hù)→錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)（左半部頂板和左幫）→割右半部、出煤、備料→臨時(shí)支護(hù)→錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)（右半部頂板和右?guī)停龅酌骸А乱谎h(huán)。

2 支護(hù)方案

2.1 7.6m斷面的支護(hù)

（1）全斷面均采用錨桿、圓鋼鋼帶、金屬網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)。頂板錨桿均選用Ф22×2200mm的螺紋鋼錨桿（配用120×120×10mm的碟形托餅），每根錨桿配套使用MSK2355藥卷1支、MSZ2355藥卷1支。頂板錨桿間排距為800×1000mm。頂板鋼帶采用長(zhǎng)度為4200mm和3400mm的圓鋼鋼帶搭接一個(gè)眼。

（2）幫部錨桿采用Ф18×1800mm的圓鋼錨桿，每根錨桿配套使用MSZ2355錨固劑1支。錨桿間排距為900×1000mm。錨桿距頂0.3m、距底0.6m。幫部鋼帶采用長(zhǎng)度為2m的圓鋼鋼帶，豎向布置。

（3）錨索采用Ф21.6×6500mm的鋼絞線，每根錨索配套1支MSK2355的藥卷、2支MSZ2355的藥卷。錨索排距為2m，間距1.5m，花型布置，詳見(jiàn)平面支護(hù)圖。錨索配用300×300×12mm的平鋼托盤。

（4）網(wǎng)片采用長(zhǎng)×寬=12×1.1m的菱形金屬網(wǎng)，裁剪搭接。網(wǎng)片搭接邊均搭接不少于0.1m，采用16#鉛絲對(duì)折扭結(jié)不少于3圈，聯(lián)網(wǎng)距不大于0.2m。

2.2 6.5m斷面的支護(hù)

（1）全斷面均采用錨桿、圓鋼鋼帶、金屬網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)。頂板錨桿均選用Ф22×2200mm的螺紋鋼錨桿（配用120×120×10mm的碟形托餅），每根錨桿配套使用MSK2355藥卷1支、MSZ2355藥卷1支。頂板錨桿間排距為850mm（900mm）×1000mm。頂板鋼帶采用長(zhǎng)度為4500mm和2000mm的圓鋼鋼帶搭接一個(gè)眼。

（2）幫部支護(hù)方式同7.5m斷面一樣。

（3）錨索采用Ф21.6×6500mm的鋼絞線，每根錨索配套1支MSK2355的藥卷、2支MSZ2355的藥卷。錨索排距為2m，間距1.5m，花型布置。錨索配用300×300×12mm的平鋼托盤。

（4）網(wǎng)片方式同7.5m斷面一樣。

（5）巷道臨時(shí)支護(hù)采用2或1根DZ-2.8單體液壓支柱配合長(zhǎng)度不小于2m、寬度不小于200mm、厚度不小于100mm的棚板平行于巷道掘進(jìn)方向使用。液壓支柱支設(shè)于木板中心。

（6）頂板錨桿錨固力達(dá)到80kN以上，扭矩210N·m；幫部錨桿錨固力50kN以上，扭矩達(dá)到170N·m以上；頂板錨索預(yù)緊力不小于100kN（22MPa），錨固力不小于200kN(44MPa)。錨桿外露為露出螺母10～50mm，頂板錨索外露為露出鎖具150～250mm。發(fā)現(xiàn)不合格的錨桿、錨索要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)打或重打。

圖1 7.6m斷面臨時(shí)支護(hù)平、剖面圖（mm）

圖2 6.5m斷面臨時(shí)支護(hù)平、剖面圖（mm）

3 支護(hù)驗(yàn)算

3.1 錨桿支護(hù)

（1）錨桿直徑

根據(jù)錨桿設(shè)計(jì)錨固力和自身承載能力設(shè)計(jì)錨桿直徑，則有：

式中：

D-錨桿直徑，mm；

f-錨桿抗拉強(qiáng)度，取490N/mm2；

Q-錨桿錨固力，取80kN。

對(duì)于頂錨桿，得

綜合考慮安全等因素，取頂錨桿直徑D=22mm，幫錨桿直徑D=18mm。

（2）錨桿長(zhǎng)度

根據(jù)汾西宜興煤業(yè)有限公司支護(hù)方案初步設(shè)計(jì)，松動(dòng)圈的實(shí)測(cè)結(jié)果可知，松動(dòng)圈的厚度值Lp=0.5～1.3m，根據(jù)松動(dòng)圈支護(hù)理論，應(yīng)依據(jù)懸吊理論來(lái)確定錨桿參數(shù)。

錨桿長(zhǎng)度計(jì)算公式：

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定頂錨桿長(zhǎng)度L=2.2m，幫部錨桿長(zhǎng)度L=1.8m。

（3）錨桿間排距

根據(jù)懸吊理論，錨桿間、排距根據(jù)每根錨桿懸吊的巖石重量確定。通常錨桿按等排距排列，可得：

式中：

α-錨桿間排距，m；

K-安全系數(shù)，一般取1.5～2；

上帝有兩個(gè)住所，一個(gè)在天堂，另一個(gè)在感恩的心中。感激他人是表達(dá)你愛(ài)的一種方式。在我們的日常生活中，我們經(jīng)常得到父母、朋友、同事和陌生人的幫助。也許這是一件小事，幫你撿起掉落的筆，給你舉一個(gè)沉重的盒子，或者在公共汽車上讓給你一個(gè)座位。我們應(yīng)該感謝他們所做的一切。你給予的愛(ài)越多，你得到的愛(ài)就越多。

Q-錨桿錨固力，幫錨桿取50kN，頂錨桿取80kN；

L-松動(dòng)圈厚度，m；

λ-巖石容重，kN/m3。

對(duì)于幫錨桿，取K=1.8，則有

對(duì)于頂錨桿，取K=2，則有

根據(jù)以上驗(yàn)算并綜合考慮到安全及施工方便等因素，取幫錨桿間距0.9m，頂錨桿間距0.85m、0.9m、0.8m，頂、幫錨桿排距均為1m。

3.2 錨索

錨索長(zhǎng)度可按下式確定：

式中：

La-錨索長(zhǎng)度，m；

La1-錨索外露長(zhǎng)度，取為0.3m；

La2-錨索有效長(zhǎng)度，m；

La3-錨索錨固長(zhǎng)度，一般取為1～1.5m。

當(dāng)堅(jiān)硬頂板巖層高度小于3倍巷道高度時(shí)，錨索長(zhǎng)度取決于堅(jiān)硬巖石的位置，錨索錨固段要設(shè)計(jì)在穩(wěn)定巖層內(nèi)不小于1m，因此錨索的有效長(zhǎng)度取

式中：

hi-穩(wěn)定巖層下各層厚度，m；

i-穩(wěn)定巖層下巖層層數(shù)。

根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，其直接頂下部到頂板深部穩(wěn)定巖層的厚度約2.4m，因此La2=2.4m，同時(shí)錨索錨固段布置在直接頂穩(wěn)定巖層中1.5m左右。則La=La1+La2+La3=0.3+2.4+1.5=4.2m,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及煤巖綜合柱狀圖，確定錨索長(zhǎng)度6.5m。

1200運(yùn)巷在切眼前后共計(jì)22.6m范圍加強(qiáng)支護(hù)，即將巷道內(nèi)錨索加密，均由原來(lái)每隔2m布置一對(duì)變?yōu)椤叭汀辈贾茫啪?m；切眼開(kāi)口處每隔1m布置一根錨索，共施工8根。錨索仍采用Ф21.6×6500mm的鋼絞線，每根錨索配套1支MSK2355的藥卷、2支MSZ2355的藥卷，配用300×300×12mm的平鋼托盤。

4 結(jié)語(yǔ)

以汾西礦業(yè)集團(tuán)公司宜興煤業(yè)公司1200工作面施工切眼為例，詳細(xì)介紹了巷道施工切眼及支護(hù)方法。實(shí)踐證明此方法支護(hù)的大斷面巷道，可以承受巷道頂板和兩幫的壓力，保證液壓支架等設(shè)備的安裝順利。