錨網(wǎng)索支護(hù)在煤巷中的實(shí)施

王建國(guó)

（汾西礦業(yè)集團(tuán)調(diào)度指揮部，山西 介休 032000）

錨桿支護(hù)是煤礦開(kāi)采證的一種主動(dòng)支護(hù)方式，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，可以加固圍巖，通過(guò)對(duì)圍巖自身強(qiáng)度的應(yīng)用，共同承擔(dān)荷載，從而減少圍巖變形現(xiàn)象的發(fā)生。隨著綜采放頂煤技術(shù)的應(yīng)用及大功率高效綜采設(shè)備的引進(jìn)與應(yīng)用，提高作業(yè)面開(kāi)采效率，為了滿足作業(yè)快速開(kāi)采要求，采用錨網(wǎng)索支護(hù)，為開(kāi)采作業(yè)順利進(jìn)行提供強(qiáng)有力支持。

1 工程概況

某煤礦工程16 層六分段下塊為綜采二隊(duì)接續(xù)面，對(duì)該區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，煤層賦存穩(wěn)定，整體性良好，底板巖石以致密堅(jiān)硬灰白色細(xì)砂巖為主，16 層煤厚約為14.8 m，巷道掘進(jìn)于16 層底板巖石中，在遇到16 層煤之后，沿著16 層煤底板開(kāi)展后續(xù)開(kāi)采作業(yè)。

2 設(shè)計(jì)巷道支護(hù)參數(shù)

巷道掘進(jìn)寬度為4.75 m，高位3.18 m，錨桿直徑為16 mm，頂板錨桿長(zhǎng)度為2.4 m，兩幫采用的錨桿長(zhǎng)度為2.21 m，錨桿排、間距離為0.82 m，每排設(shè)置了14 根錨桿。錨索采用直徑為14 mm 鋼絞線，長(zhǎng)度約為6.42 m，間距為2.48 m，每排設(shè)置了兩個(gè)鋼絞線，采取工字鋼作為錨索托梁，托梁長(zhǎng)度為0.82 m，在中心鉆一個(gè)直徑大小為20.0 mm 的小孔，采用的錨桿厚度不得小于6.8 mm，直徑要控制在125 mm以上。錨桿錨固力大小不得低于6.5 t，采用的錨索錨固力需要控制在20.0 t 以上[1]。采用氣腿式巖鑿機(jī)，錨索施工利用風(fēng)動(dòng)錨索，在實(shí)際施工作業(yè)開(kāi)展時(shí)，為了確保施工作業(yè)順利開(kāi)展，保證工程質(zhì)量能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，要將循環(huán)進(jìn)度控制在0.78 m，最小空頂距為0.3 m，最大空頂距為1.2 m[2]。對(duì)于超前支護(hù)，要對(duì)前探梁進(jìn)行應(yīng)用，將2 根作為一組，需要施工人員特別注意的是：為了提高作業(yè)質(zhì)量，每根前探鋼梁至少要利用2 副吊環(huán)，對(duì)其進(jìn)行固定，在進(jìn)行固定時(shí)，應(yīng)當(dāng)將吊環(huán)固定在錨桿上，將護(hù)頂板鋪設(shè)在前探鋼梁上[3]。考慮到作業(yè)中采用的順槽巷道通常都在一年以內(nèi)，因此，不必對(duì)其進(jìn)行特殊處理。

3 錨網(wǎng)索支護(hù)施工分析

3.1 錨桿施工

3.1.1 錨桿打眼

進(jìn)行錨桿打眼前，工作人員需要嚴(yán)格依據(jù)中線、腰線對(duì)巷道的具體斷面情況進(jìn)行檢查，如果經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，不符合規(guī)程要求時(shí)，必須要嚴(yán)格依據(jù)要求進(jìn)行科學(xué)處理。在進(jìn)行打眼作業(yè)前，要敲幫問(wèn)頂，對(duì)頂板圍巖具體情況進(jìn)行前面檢查，找到全部活石、危巖，經(jīng)過(guò)檢查確定安全之后，再依據(jù)事先做好的設(shè)計(jì)，對(duì)錨桿眼位進(jìn)行確定，要將誤差大小控制在4.8 cm，并且錨桿眼深度要與錨桿長(zhǎng)度匹配[4]。在進(jìn)行打眼時(shí)，要標(biāo)記好鉆桿，依據(jù)錨桿長(zhǎng)度進(jìn)行打眼，完成打眼后，要清理眼內(nèi)的積水、巖渣。需要注意的是，為了確保作業(yè)安全性，應(yīng)對(duì)每當(dāng)打完一個(gè)錨桿之后，確定其合格后，立即安裝，不得打完一排錨桿眼后，再進(jìn)行安裝，以免錨桿眼內(nèi)進(jìn)入雜物，對(duì)安裝作業(yè)造成不良影響，導(dǎo)致安裝后的錨桿質(zhì)量達(dá)不到要求標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行錨桿打眼時(shí)，應(yīng)對(duì)按照先頂后幫，由外向里順序開(kāi)展，當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度之后，關(guān)閉風(fēng)鉆，讓其停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不得出現(xiàn)鉆孔過(guò)深情況[5]。進(jìn)行打眼時(shí)，施工人員要來(lái)回抽拉幾次鉆桿，通過(guò)該方式，能夠?qū)@孔內(nèi)的巖粉全部拉出。

3.1.2 錨桿安裝

錨桿安裝是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)要求很高的工作，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)造成嚴(yán)重危害。因此，在安裝錨桿前，施工人員要清除錨桿內(nèi)的巖粉，利用壓力風(fēng)將孔內(nèi)積水清除，在該過(guò)程中操作人員需要站在孔口一側(cè)進(jìn)行操作，孔眼方向不得站人。工作人員要將樹(shù)脂錨固劑送入到孔眼底部，將作業(yè)中應(yīng)用的錨桿插入到錨桿眼內(nèi)，利用錨桿將錨樹(shù)脂錨固劑頂住，將螺帽套在外端頭上，采用氣扳機(jī)將螺帽卡住，啟動(dòng)氣扳機(jī)，緩慢勻速推進(jìn)，讓氣扳機(jī)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中可以能夠帶動(dòng)桿體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而讓錨桿旋入樹(shù)脂錨固劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)錨固劑的合理攪拌，整個(gè)作業(yè)要持續(xù)到錨桿達(dá)到指定設(shè)計(jì)深度位置[6]。完成上述作業(yè)后，施工人員要將金屬網(wǎng)掛好，上好托盤(pán)，將應(yīng)用的螺帽擰緊。為了確保錨桿質(zhì)量能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，安裝錨桿的質(zhì)量要達(dá)到下列要求：

1）樹(shù)脂錨桿錨固力要超過(guò)6.5 t。

2）錨桿排間距誤差要控制在4.8 cm 以內(nèi)。

3）錨桿托盤(pán)必須緊貼巖壁，采用力矩扳手或機(jī)械擰緊，該項(xiàng)操作要以無(wú)法擰動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)，托盤(pán)外錨桿長(zhǎng)度要?jiǎng)t需要控制在4.8 cm 以內(nèi)。

4）進(jìn)行錨桿布置時(shí)，要讓錨桿與巖面或巷道輪廓保持垂直[7]。

3.2 錨索施工

打錨索作業(yè)開(kāi)展前，要進(jìn)行眼位設(shè)定，將誤差大小控制在80 mm 之間，利用風(fēng)動(dòng)錨索鉆機(jī)進(jìn)行打錨索眼，采取濕式法進(jìn)行鉆眼作業(yè)。在打錨索眼前，要先對(duì)鋼腳線長(zhǎng)度進(jìn)行量測(cè)，采用的鋼絞線要比眼深長(zhǎng)0.3 m，一般來(lái)說(shuō)，錨索可以滯后場(chǎng)子頭5.0 m 左右距離開(kāi)展施工，需要特別注意的是，如果圍巖破碎不穩(wěn)定，在進(jìn)行施工作業(yè)開(kāi)展時(shí)，必須緊跟場(chǎng)子頭。完成錨索打眼后，通過(guò)人工方式將三個(gè)藥卷緩慢輸送到錨索孔頂部，避免其遭受破壞，對(duì)煤礦開(kāi)采造成不良影響。錨索另一端通過(guò)攪拌機(jī)與錨索機(jī)相連，為了確保作業(yè)順利進(jìn)行，應(yīng)對(duì)邊推進(jìn)邊攪拌，快推猛攪20 s 左右，然后停止攪拌，讓錨索鉆機(jī)推進(jìn)180 s 后，將錨索鉆機(jī)撤下。攪拌錨索12 min 后，工作人員嚴(yán)格依據(jù)要求裝上索具、工字鋼，然后通過(guò)打壓機(jī)對(duì)采用的錨索進(jìn)行緊固處理，預(yù)緊力需要達(dá)到32 MPa。

采用錨索機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，要主指派專人對(duì)幫巖狀態(tài)、頂圍巖狀態(tài)進(jìn)行觀察，在觀察過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，必須要及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，確定幫巖狀態(tài)、頂圍巖狀態(tài)安全后，才能開(kāi)展下一步施工。錨索推進(jìn)力度和推進(jìn)速度必須適中，以免發(fā)生卡鉆問(wèn)題，導(dǎo)致鉆桿、鉆頭遭受破壞，無(wú)法繼續(xù)開(kāi)展作業(yè)，該過(guò)程中，需要提高對(duì)卡鉆產(chǎn)生反扭力的重視，避免受傷。錨索鉆機(jī)支腿收縮時(shí)，工作人員不得用手按住氣缸，避免手遭受擠壓，受到傷害。操作人員需要與錨索鉆機(jī)保持一定距離，避免在作業(yè)開(kāi)展時(shí)，鉆桿發(fā)生折斷，引發(fā)意外。同時(shí)，采用錨索鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)期間，要讓水流保持持續(xù)，不得發(fā)生中斷，進(jìn)行放炮作業(yè)時(shí)，要調(diào)整作業(yè)中應(yīng)用的錨索鉆機(jī)等各項(xiàng)設(shè)備，讓各項(xiàng)設(shè)備與放炮距離保持在60 m 之外，避免由于放炮，導(dǎo)致設(shè)備遭受破壞。

4 錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)應(yīng)用綜合效益分析

錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)在煤巷中應(yīng)用的效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）技術(shù)方面。與架棚支護(hù)技術(shù)相比，錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)具有顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)。錨網(wǎng)索支護(hù)是一種主動(dòng)支護(hù)方式，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)破裂煤體的加固，進(jìn)而使殘煤體殘余強(qiáng)度得到進(jìn)一步提高。同時(shí)，錨網(wǎng)索支護(hù)應(yīng)用效果良好，而且材料消耗低，動(dòng)壓適應(yīng)強(qiáng)，可以在大變動(dòng)采動(dòng)巷道中應(yīng)用，能夠在高效高產(chǎn)作業(yè)面中應(yīng)用。

2）社會(huì)方面。采用錨網(wǎng)索支護(hù)可以大幅度降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，與傳統(tǒng)鐵硼支護(hù)相比，可以減少坑木、鋼材施工量，降低輔助運(yùn)輸作業(yè)量，千米巷道能夠減少坑木約210 m3和鋼材850 t，減少材料運(yùn)輸中各種安全因素。此外，錨網(wǎng)索支護(hù)在一定程度上簡(jiǎn)化了作業(yè)面端頭支護(hù)施工，而且其抵抗煤幫變形能力強(qiáng)，進(jìn)行支護(hù)之后，基本不發(fā)生片幫現(xiàn)象，確保作業(yè)人員在工作期間能夠順利通行。同時(shí)，錨網(wǎng)索支護(hù)可以為作業(yè)面中采用的各種設(shè)備更新提供支持。

3）經(jīng)濟(jì)方面。錨索網(wǎng)支護(hù)技術(shù)在煤巷中應(yīng)用，與鐵棚支護(hù)相比，每米能夠節(jié)省約1 100 元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)錨網(wǎng)索的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)巷道的保護(hù)與支撐，提高巷道穩(wěn)定性，確保煤礦開(kāi)采作業(yè)的順利進(jìn)行。同時(shí)，將錨網(wǎng)索應(yīng)用在煤巷中，也具有較好的技術(shù)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。