預應力錨索梁絞頂技術在新橋煤礦里切眼支護中的應用

張 帥

（河南能化集團永煤公司新橋煤礦，河南 永城 476600）

受地質條件復雜多變的影響，工作面開切眼掘進過程中，局部地段開切眼巷道高度過高的情況時有發生。這種情況既影響了巷道的支護效果，也給綜采工作面的安裝增加了難度。目前對于這種情況，通常采取通過液壓支柱與π型梁配合抬棚再絞接半圓木的絞頂方法。但是這種方法屬于被動支護，不但投入比較大，而且支護效果較差。

為了提高開切眼支護的合理性，永煤集團新橋煤礦在2304綜采工作面開切眼支護時研究設計了預應力錨索梁絞頂技術，并獲得了成功。

1 工作面概況

新橋煤礦2304綜采工作面位于南三采區，東部為工業廣場保護煤柱，西部為2304工作面實體煤（未采），北部臨近井田邊界，南部為2302工作面實體煤（未掘）。工作面平均埋深為690m，主采煤層為二2煤層，厚度平均為2.8m。直接頂以泥巖與砂質泥巖為主，平均厚度為4.2m；基本頂以粉砂巖、粗砂巖與細砂巖為主，平均厚度為11.4m；直接底為0.85m的砂質泥巖；基本底是平均厚度為12.89m的細砂巖及粉砂巖。

2304工作面里切眼平距總長為167.4m，沿二2煤層頂板掘進，坡度平均為10°，里切眼巷道斷面設計為倒梯形，斷面凈寬4000mm，當煤層厚度小于2800mm時，根據現場情況采取破底施工方式保證巷道凈高不低于2700mm。

2 預應力錨索梁絞頂技術

預應力錨索梁加固圍巖的實質，就是通過錨索對被加固的巖體施加預應力，限制巖體有害變形的發展，從而保持巖體的穩定。在頂板上打注錨索后，由于錨索的錨固點在深部穩定巖層中，根據懸吊理論，下部不穩定巖層通過錨索懸吊在上部穩定巖層中，起到了懸吊頂板的作用，同時由于錨索預應力作用，對已有錨桿支護的下部巖層進行組合、加固，能有效控制頂板下沉，減少支架、錨桿受力，使群體支護達到良好的效果。

2304工作面在絞頂段巷道頂板施工18.9×9000mm錨索，每排打3根，3根錨索布置在與巷道掘進方向垂直的同一斷面上，錨索距巷道左幫（回采側巷幫）分別為500mm、2100mm、3700mm，錨索排距1600mm。

預先在絞頂段巷道兩幫畫好腰線，腰線距巷道底板3200mm，注錨索時均注至錨索外露下段與腰線平齊，錨索打注完畢后，沿巷道掘進方向上錨索梁，錨索梁長2.0m，采用12#槽鋼加工而成，前后兩架錨索梁采用鎖具配合錨索梁小托盤鎖在同一根錨索上，鎖具以下錨索外露50～100mm，錨索梁相互交叉并交錯上、下布置，錨索梁鎖好后作為絞頂底架。

絞頂底架架設好后，施工人員再按照要求對該段巷道進行絞頂工作，具體施工方法：在施工好的錨索梁架上沿巷道傾向左、右側兩架間各布置2根2.0m長半圓木，然后沿巷道走向各布置2根半圓木，按照“井”型錯差搭接反復進行，并用木楔子楔緊，直至接頂。待絞頂完畢后，再對錨索進行加壓，如圖1所示。

圖1 預應力錨索梁絞頂施工圖

3 礦壓監測

預應力錨索梁絞頂技術在2304工作面成功應用后，對絞頂位置的5#頂板離層儀進行長時間的觀測記錄，數據處理結果如圖2、圖3所示。

圖2 預應力錨索梁絞頂施工前頂板位移記錄

圖3 預應力錨索梁絞頂施工后頂板位移記錄

由圖2和圖3可以看出，初期巷道頂板位移量均較大，最大約為18mm。自預應力錨索梁絞頂施工后，頂板位移量逐漸趨于平緩，穩定在20mm左右。由此可知，采用預應力錨索梁絞頂技術，能夠有效地加強頂板支護效果。

4 結語

新橋煤礦2304工作面里切眼采用預應力錨索梁絞頂方法，不但起到了主動加固頂板的作用，而且還提前降低了切眼巷道高度，為綜采工作面安裝提供了便利條件。這是一種安全有效的管理煤巷頂板的途徑，預應力錨索梁絞頂技術對于條件類似的煤巷有借鑒意義。