破碎淋水頂板煤巷錨索網帶聯合支護技術

王曉東

（山西宏宇誠鑄建設工程有限公司，山西 朔州 038300）

1 概況

53盤區5306回風順槽設計長度1137m，位于53盤區西部，2#溜煤眼以西1392m處。巷道由東南向西北掘進，與皮帶巷呈61°夾角。該區域地質及水文地質條件中等。上覆無采空區和積水存在，下伏奧灰水最高水位均在8#煤層以下，對本層開采無影響。本工作面地質構造較為簡單，為一不對稱傾伏背斜構造，背斜軸部位于450m處，預計5306回風巷掘至340m時，將會遇到一條落差3.5m正斷層，對掘進有一定影響。5#煤層煤厚15.30～10.96m，平均12.10m，含有三到六層夾石，單層夾石最大厚度1.02m。該煤層在本區域賦存較穩定，根據F1020鉆孔顯示，工作面北西部煤層下部3.59m為風化煤。直接頂為深灰色砂質泥巖，厚6.5m，基本頂為灰白色粗粒砂巖。

5306回風順槽掘進巷道大部分為下山掘進，低洼區會存在裂隙水及煤層含水，特別是在遇見斷裂構造和裂隙發育地段含水量會明顯增大，掘進期間及時跟進排水管路及排水設備，執行“有掘必探”的原則確保掘進過程的安全。

2 支護設計及工藝流程

2.1 錨+索+網+帶聯合支護

頂幫錨桿采用左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，直徑為Ф20mm，長度為2200mm，鋼號HRB400，頂幫錨桿為6排布置，排間距為900×1000mm。W型6眼鋼帶規格為4800×150×3mm。錨索為Ф17.80×8000mm的1860級低松弛鋼絞線，二一二模式布置，排間距2500×2000mm。工作面護幫錨桿3排布置；W型單眼鋼帶規格為450×280×5mm，排間距為900×1000mm；炸幫嚴重時縮小錨桿間距為500mm。頂幫網采用8#菱形金屬網（網孔80×80mm），頂網規格：3000×3000mm；護幫網規格：3000×2500mm。每間隔100m金屬網斷開800mm（頂幫金屬網），用塑料網搭接頂幫金屬網。如圖1所示。

圖1 頂板支護示意圖

全巖（泥巖）段巷道支護為U29鋼棚（拱形支架）或采用錨索網+U29鋼棚（拱形支架）雙層聯合支護。棚間距1000mm，棚與棚之間用Ф16mm拉桿拉緊，頂幫用砼背板密排背頂背幫接實，循環進尺為1000mm。頂板壓力增大時鋼棚間距縮小為500mm。

若頂板破碎、頂板淋水區域，及時補打錨索，錨索排距不變，間距縮小為1m，采用5眼組合錨索加強對頂板的支護，并進行防銹處理。如果地質狀況出現較大變化，必須及時向有關部門匯報，及時調整支護結構。

2.2 工藝流程

2.2.1 錨桿支護工藝及要求

掘進夠一個循環距離→敲幫問頂、處理頂幫活矸、活煤→鋪金屬網→支護前探梁臨時支護→鉆頂板中部錨桿孔→清孔→安裝樹脂錨固劑和錨桿→用錨桿鉆機攪拌樹脂錨固劑至規定時間→停止攪拌后等待1min左右→擰緊螺母至200N·m→從中向外依次安裝其他頂板錨桿→用力矩板手檢查扭力是否合格→頂錨桿支護結束后→打護幫錨桿→用力矩板手檢查扭力是否合格→下一個循環。錨桿的外露長度螺母外10～50mm。

2.2.2 錨索支護工藝及要求

掘進夠一個循環距離→敲幫問頂、處理頂幫活矸、活煤→畫錨索眼位置→用風動錨桿機鉆孔→清孔→添加樹脂錨固劑→插入錨索→樹脂錨固劑推至孔底→錨索下端用專用攪拌器與錨桿鉆機相連→用錨桿鉆機攪拌樹脂錨固劑先慢后快，將錨索插入鉆孔達到設計要求深度，按規定時間使用全速螺旋攪拌器攪拌，攪拌均勻后1min左右即可穩定固化→將錨桿鉆機收起→卸下攪拌器→安裝托板與鎖具→用錨索漲拉力機具漲拉緊鋼絞線，達到24MPa后方可進行下一操作。錨索在鎖具外保留150～250mm。

2.2.3 樹脂藥安裝及要求

錨桿和錨索安裝之前，需要對樹脂錨固劑狀態進行檢查。嚴禁使用過期（小于3個月）、凝結、破裂等變質的錨固劑。

樹脂藥檢驗標準：樹脂藥必須有合格的檢驗合格證；樹脂藥要質地柔軟、裝填飽滿、顏色均勻；樹脂藥膠泥不分層、沉淀；樹脂藥內管不存在開裂、滲漏、封口不嚴現象；樹脂藥卷無變形。

樹脂藥卷按照先長后短的安裝順序放入錨桿、錨索孔中。樹脂錨固劑內含有固化劑，固化劑以及樹脂膠泥具有較強的腐蝕性，工作人員不能直接碰觸。若不慎出現直接接觸事件，必須立刻進行沖洗。對樹脂藥的使用有嚴格的用量要求，并且必須進行嚴格的設計和實施正確的工藝順序。

3 支護效果

（1）針對5306回風順槽頂板破碎淋水地質條件，提出錨固加固支護技術，頂板圍巖得到強化，采用錨+索+網+帶聯合支護設計，錨索二一二模式布置，取得良好的支護效果。

（2）巷道錨固加固支護技術，能夠有效地控制破碎淋水煤層頂板圍巖的穩定性，降低了巷道支護工作的勞動強度和施工成本，使巷道的掘進和回采可以高效、穩定、安全、快速地完成。