開切眼大斷面的優化與支護

劉帥

摘 要：通過對切眼大斷面的優化及支護技術的實踐證明了切眼大斷面在綜放工作面的推廣應用的可行性。

關鍵詞：大斷面;優化;支護;施工質量

引言

本煤礦北部現開采深度為331米，礦井現開采Ⅱ2a煤層、煤層硬度F=2.05、煤層結構較復雜表現為夾層多、煤層頂底板巖性均為泥質砂巖、砂巖、泥巖構成、煤層傾角4～70、礦井最大生產能力為300萬t/a、工作面走向長1800米、工作面長165米

一、生產現狀

本煤礦現掘進接續新采區右四片開切眼。開切眼采用一次大斷面7.5m×5.5m拱形錨網梁索聯合支護形式，已施工20m，質量優良，由于某煤礦采用同等斷面進行安裝過程中出現大面積冒頂事故，嚴重影響了安全生產，為慎重起見，公司對開切眼大斷面的安全性及實效性與中國礦大進行分析和論證。

二、新采區右四片開切眼大斷面施工支護方案及對比分析

1、綜放工作面近幾年來開切眼安裝及施工，均采用了大斷面一次性施工，取得了良好的效果及寶貴的經驗。

2、我們已經成功的完成了三個開切眼大斷面施工，一、是新二采右一片開切眼由原斷面3m×3m，一次性擴成6.1m×4.5m大斷面，支護狀態良好，滿足了綜放支架的順利安裝。二、是在上一次擴大斷面經驗的基礎上，新采區右二片開切眼施工是一次性大斷面6.8m×4.5m，施工順利完成，采用錨網梁索復合支護，支護狀態良好，滿足了綜放支架的順利安裝。三、是在上兩次大斷面成功施工的經驗基礎上，新采區右三片開切眼7.2m×4.5m大斷面施工一次成巷順利完成，此次施工采用錨網梁索復合支護，開切眼施工支護效果良好，并且近三個月對切眼大斷面頂板離層及頂幫下沉量和移近量的觀察，巷道變形量較小，最大頂板下沉量在0.4m左右，最大頂幫移近量在0.2m左右。三個月后支架安裝沒有受到任何影響，取得了良好的效果。

三、掘進工藝

采區首采面回采工作面切眼是在順槽沒有施工到位的情況下，通過措施巷先施工的，切眼采用EBZ160 懸臂式縱軸掘進機掘進，刮板輸送機運煤。從西一軌道巷開口施工措施巷，措施巷施工至首采面進風順槽位置后開始掘進切眼。切眼分兩次掘進成巷，先以小斷面（寬4.10m、高2.17m）掘進，然后擴幫至設計斷面（寬7.12m、高2.17m）。小斷面掘進時，邊掘邊進行巷道頂板支護;待小斷面巷道掘進至首采面回風順槽位置后，機組退到首采面進風順槽，然后進行二次巷的擴幫掘進，二次巷一次擴到712m寬，直至切眼完工。擴幫時，邊掘進邊進行新揭露頂板的支護，同時進行架11 # 工字鋼梁和單體液壓支柱的支護工作。

四、支護形式

根據某科技大學對煤礦巷道深部位移監測可知，煤巷頂板松動圈范圍在1.12～1.16m，巷道頂板下沉量最大為7.193mm，頂板下沉在3～5 天趨于穩定。據此，根據圍巖松動圈和組合拱支護理論，確定七采區首采面切眼采用錨、網+ 錨索+鋼棚+ 單體柱聯合支護方式。

1、 小斷面巷道支護

（1）錨桿

錨桿桿體用直徑18mm、長1800mm的（圖2601 工作面切眼支護平面示意圖）圓鋼加工，桿尾螺紋為M17，長度100mm，桿體材質為普通A3 鋼，錨桿用2 卷K2335型樹脂錨固劑卷加長錨固，錨固長度為700mm，錨桿間排距為700 ×700（mm），呈菱形布置，靠巷道左幫錨桿與水平呈75°角。托板采用球形高強度預應力托板，材質為σ10 鋼板，規格150 ×150 ×10（mm）。螺母采用特制防松螺母，錨桿額定載荷50kN，破壞拉力100kN。鋼筋網采用直徑4mm鋼筋平焊而成，網片規格為2000 ×1500（mm）。

（2）錨索

錨索為直徑15124mm、長6300mm的單根鋼鉸線，錨深6000mm，錨桿用6 卷K2335 型樹脂錨固劑卷加長錨固，錨索間排距為1400 ×2100（mm），錨索與錨桿交錯布置，每三排錨桿布置一排錨索，靠巷道右幫錨索與水平呈80°角。錨索配套16# 槽鋼托梁，托梁長度為3200mm，一梁三根錨索。

（3）鋼梁和單體支柱

鋼梁選用11# 礦用工字鋼，長度4000mm，與巷道中心垂直布置，間距1400mm。支柱選用DW28 - 250/ 100 型單體支柱。

2、 大斷面巷道支護

先將小斷面巷道從右幫擴至712m，后進行新揭露頂板支護。

（1）錨桿

錨桿桿體用直徑18mm、長1800mm的圓鋼加工，桿尾螺紋為M17，長度100mm，桿體材質為普通A3 鋼，錨桿用2 卷K2335型樹脂錨固劑卷加長錨固，錨固長度為700mm，錨桿間排距為700 ×700（mm），呈菱形布置，靠巷道左幫錨桿與水平呈75°角。托板采用球形高強度預應力托板，材質為σ10 鋼板，規格150 ×150 ×10（mm）。螺母采用特制防松螺母，錨桿額定載荷50kN，破壞拉力100kN。鋼筋網采用直徑4mm鋼筋平焊而成，網片規格為2000 ×1500（mm）。

（2）錨索

錨索為直徑15124mm、長6300mm的單根鋼鉸線，錨深6000mm，錨桿用3 卷K2335型樹脂錨固劑卷加長錨固，錨索間排距為1400 ×2100（mm），錨索與錨桿交錯布置，每三排錨桿布置一排錨索，靠巷道右幫錨索與水平呈80°角。錨索配套16 # 槽鋼托梁，托梁長度為3200mm，一梁三根錨索。

（3）鋼梁和單體支柱

鋼梁選用11 # 礦用工字鋼，長度4000mm，與巷道中心垂直布置，間距1400mm，鋼梁與錨索梁交錯布置。支柱選用DW28 - 250/ 100 型單體支柱。二次巷鋼梁與一次鋼梁交錯布置，一梁兩柱，單體柱呈一條直線。

五、體會與認識

本礦井施工切眼大斷面投入二個月生產實踐，經過對頂幫下沉量和移近量的觀測，發現頂板下沉了0.3—0.5㎝、巷道凈寬縮小了0.2㎝，說明巷道支護、井巷斷面設計取得了圓滿成功。