錨網+工字鋼棚聯合支護過陷落柱的施工技術研究

韓紅強

（潞安集團漳村煤礦， 山西 長治 046000）

1 工程概述

1303 工作面屬于首采工作面，開采3 號煤層，其厚度為7.5 m。在1303 工作面膠帶巷西側是礦井井田邊界，而相應的東側是回采區域以及相應的工作面分巷。其中巷道設計長度為2 050 m，當在巷道掘進到深度為647 m 時，依據現場超前鉆探的實際以及相應的瞬變電磁勘探顯示的數據發現，在其前30m位置會出現DX7陷落柱，其長軸軸線為N85°W，相應的平面形態類似于橢圓形，其中長軸長度直徑達到72.6 m，短軸直徑達到41.4 m。由于受到DX7陷落柱限制，掘進巷道長度僅僅為52 m，相應的正常的涌水量可以達到5 m3/h，而最大涌水量可以達到30 m3/h。通過分析發現，1303 膠帶巷原支護選用錨網梁索支護的形式實現支撐。巷道支護的斷面選用矩形，其中巷道寬度達到5.2 m，巷道高度達到3.2 m。

2 過陷落柱支護方案

在DX7陷落柱的制約下，1303 工作面選用的支護方式已經不能達到安全生產的需要，為此筆者選擇DX7陷落柱區段以及相應的前后5 m 范圍內，選用錨網以及對應的工字鋼棚聯合實現支護保護，將原先的巷道斷面設置為梯形斷面，其中參數為：頂寬、底寬、巷高、掘進斷面積對應的參數為：4.6 m、5.774 m、3.33 m、17.273 m3。當已經通過DX7陷落柱之后，假如對應的巷道頂幫已出現好轉的現象，那么可以選用原來的支護方式。

2.1 臨時支護

當1303 膠帶巷通過陷落柱的過程中，可以選用專用的工字卡把工字鋼棚固定在工字鋼棚上面，同時需要安裝防片幫，這樣才可以起到臨時支護的作用。

1）竄前探梁。在實施臨時支護的過程中，通常把前探梁管移動到窩頭位置，同時選用工字鋼棚專用卡固定支護，與此同時把前探梁尾部防滑溝設置在頂網位置[1-2]。

2）安設防片幫裝置。當已經完成前探梁的固定，可以把丁字形鋼管掛在前探梁U 型槽內，這時可以選用木板橫置于L 形掛鉤上，其參數為4 500 mm×200 mm×30 mm。最后可以通過調整鋼管的位置，以此來防片幫板和懸掛垂直。

2.2 錨網支護設計

2.2.1 頂部錨桿（索）支護

1303 膠帶巷在通過陷落柱的過程中，所采用的支護形式為左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，型號為MS-GLW-335/20×2400。其中的錨桿間距設定為850 mm×800 mm，每一排設置6 根，處于中間的四根錨桿與頂板設置為垂直關系，而相應靠近巷幫的頂角錨桿角度可以設置為10°，金屬網以及鋼筋托梁[3]。對于錨桿而言，可以選用如下兩種固劑進行加固：2360 錨固劑、MSZ2360 錨固劑，數量各一支。在垂直于巷道頂板方向可以進行搭設槽鋼錨索，其相應的錨索間以及排距為1 800 mm×800 mm，所選用的錨索規格為SKL19-1/1 860 L-7300。對于錨索而言，可以選用如下固劑進行加固：錨固劑、2360 錨固劑、MSZ2360 錨固劑，數量分別為3、1、2。

2.2.2 幫部錨桿支護

對于幫部錨桿支護而言，通常在巷道兩幫位置選用MS-GLW-335/20×2 000 左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間、排距分別為900 mm、800 mm。每一排設置4 根，在兩幫部頂角錨桿與水平位置之間的角度為10°，在幫部位置設置金屬網以及相應的鋼筋托梁，同時選用1 支錨固劑進行錨固[4]。

2.3 工字鋼棚支護

完成安裝錨網之后，可以搭建工字鋼棚。其中工字鋼選用11 號，4.6 m 的鋼梁以及相應的3.26 m 工字鋼腿，此外棚距設置為800 mm。

1）對于工字鋼棚而言，通常選用剎桿和背板進行配合，同時需要做到背板牢靠[5]。

2）可以在工字鋼棚幫頂位置兩端梁頭、兩幫距棚腿下端進行撐桿，其具體參數位置為250 mm、1 910 mm，同時在幫頂安置剎桿，在棚腿位置墊鞋板。

3）對于工字鋼棚梁上的設置而言，距離梁頭位置400 m 處設置兩個拉桿，在棚腿下端1 635 m 位置設置一個欄桿。另外，在距離梁頭位置1 300 mm處設置兩個防倒器，在棚腿下端1 170 mm 位置，每兩架棚1 組（4 道防倒器）。

4）在工字鋼棚棚腿位置通常需要設置護腿錨桿，同時護腿錨桿和卡蘭進行配合，這樣可以起到固定棚腿的作用。在護腿錨桿與巷道底板之間的900 m位置可以設置1 組錨桿，本研究選用左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，型號為MSGWL335/20×2000，同時錨桿需要選用MSZ2360 錨固劑進行錨固，見圖1。

3 施工順序

安全檢查→割煤→出矸→退綜掘機→敲幫問頂→移前探梁→搭設工作臺→錨網支護→工字鋼棚支護。

4 支護效果

通過支護改造之后的工程實踐發現，當1303 膠帶巷陷落柱之后，在分析離層儀觀測數據的基礎上，以及對內鄰近DX7陷落柱布置的錨桿（索）測力計數據分析發現，此位置的巷道變形比較小，頂板離層不明顯。由此可以看出，錨網與工字鋼棚支護在經過陷落柱之后能夠滿足工程的需要。

5 結語

圖1 1303 膠帶巷過DX7 陷落柱支護示意（mm）

通過分析1303 膠帶巷過DX7陷落柱工作過程發現，由于陷落柱誘發圍巖出現破碎以及在頂板管理方面難度系數比較大，因此對其進行有效地改造。首先借助錨網對圍巖進行加固，從而能夠使得圍巖變成一個整體，這樣當遇到動壓時，能夠充分發揮工字鋼棚承壓能力。經過改造不僅可以有效地增強巷道的強度，而且能夠為今后礦井快速安全通過陷落柱提供有效保障。