錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)在雙陽礦的應(yīng)用

軟巖礦區(qū)，巷道圍巖不僅具有松、散、軟、弱和遇水膨脹等特點，而且巷道壓力大，變形速度快，變形量大。這樣，給回采巷道支護(hù)工作帶來了極大的困難，支護(hù)成本高，難度大，返修次數(shù)多，直接影響著礦井的經(jīng)濟(jì)效益。近年來，我們針對我礦圍巖的特性。特別是回采巷道支護(hù)改革方面做了大量的工作?；夭上锏朗褂锰菪喂ぷ咒摻饘僦Ъ堋型鋼可縮支架等，但都收效甚微，盡管金璃支架具有可縮性及支撐能力大的優(yōu)點，但回收難度大，勞動強(qiáng)度高，費(fèi)工費(fèi)時，加之礦區(qū)沒有修復(fù)整形能力，以及初期支護(hù)成本高等多方面原因未能推廣。因此，回采巷道仍以木支護(hù)為主，采用木支護(hù)的兩巷在服務(wù)期間內(nèi)平均需維修2次，個別采區(qū)最多達(dá)4次。巷道坑木消耗平均達(dá)1.174m3／m。為了降低坑木消耗，改善作業(yè)環(huán)境，節(jié)省人力、物力，巷道支護(hù)形式的改革已迫在眉睫。通過調(diào)查研究，并結(jié)合本礦的生產(chǎn)實際，突破舊的條條框框，打破舊的傳統(tǒng)觀念，于2008年6月提出了在三采區(qū)8層一塊工作面溜子道采用錨網(wǎng)支護(hù)方案。于2008年8月至10月在三采區(qū)8層一塊溜子道及切眼采用錨網(wǎng)支護(hù)巷道167m，支護(hù)效果良好，現(xiàn)已壘礦推廣，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

一、工程地質(zhì)概況

1、工作面位置及煤層賦存條件

錨網(wǎng)支護(hù)在三采區(qū)8層一塊溜子道切眼進(jìn)行，工作面為傾斜長壁布置。開采層位為8層，煤層平均厚2.6m，夾矸厚0.75m，煤層走向N10’E，傾向N80°w，傾角7～10°，屬于復(fù)合煤層。

2、煤層的物理力學(xué)特征(表1)

3、頂?shù)装?/p>

6-5上分層頂板為頁巖，局部含砂巖，底板為頁巖及TY>層煤，巷道頂板為煤，底板為煤。

4、水、火、瓦斯、煤塵

該面水文地質(zhì)復(fù)雜，整個溜子道切眼均在干河河床及砂礫含水層下，含水層總厚度為22.10-23.20m，對施工影響很大。煤層自然發(fā)火期為3～6個月，屬低沼氣礦井，相對瓦斯涌出量O.06m3／t。煤塵有爆炸性，爆炸指數(shù)為45％。

二、支護(hù)斷面幾何尺寸的選擇與確定

依據(jù)四采區(qū)地質(zhì)條件及煤巖層物理力學(xué)性質(zhì)，經(jīng)局生產(chǎn)處和礦的多次論證研究，一致認(rèn)為該段巷道適合錨網(wǎng)支護(hù)。關(guān)于巷道幾何尺寸，我們在設(shè)計院的設(shè)計基礎(chǔ)上，做了兩次修改。

第一次修改設(shè)計，將原梯形斷面上寬1.4m改為1.1m，下寬3.4m改為2.3m，高2.2m改為2.1m。正式施工前進(jìn)8m后，片幫較嚴(yán)重。因此，第二次修改設(shè)計時，將原梯形斷面改為矩形斷面，克服了上述弊端，錨網(wǎng)支護(hù)效果十分理想。

三、工藝過程

1、幫錨錨桿及水泥藥卷的制作

(1)錨桿加工

將φ16ram的圓鋼截成1.6m長，將一頭套出100mm長螺紋，另一頭距頂端100mm處將圓鋼砸扁制成。

(2)錨盤加工

錨盤由廢舊u型鋼壓制而成。

(3)水泥藥卷的制作

先將藥卷裁成300mm×126mm的矩形，長邊對折，用縫紉機(jī)扎成紙袋，然后裝滿水泥，用線將口扎緊，放入木箱，待運(yùn)井下。

將φ16mm的圓鋼截成1.6m長，將一頭套出100mm長螺紋，另一頭距頂端100mm處將圓鋼砸扁制成。

(2)錨盤加工

錨盤由廢舊u型鋼壓制而成。

(3)水泥藥卷的制作

先將藥卷裁成300mm×126mm的矩形，長邊對折，用縫紉

機(jī)扎成紙袋，然后裝滿水泥，用線將口扎緊，放人木箱，待運(yùn)井下。

2、錨桿安裝工藝流程

斷面形成后打頂眼一浸水泥藥卷一裝水泥藥卷→插入錨桿→撤臨時支護(hù)→掛金屬網(wǎng)→上錨盤→上螺母15min→擰緊。

3施工工藝

(1)由于煤層層理、節(jié)理較發(fā)育，易片幫離層，周邊眼距巷道輪廓線的距離200mm左右為宜。

(2)錨桿眼的深度和角度必須嚴(yán)格按設(shè)計施工。錨桿眼過深，將影響錨桿的錨固力；過淺，因錨桿與網(wǎng)和煤壁接觸不嚴(yán)，則錨桿起不到懸吊作用。所以，錨桿外露長度控制在100mm為最佳。

(3冰泥藥卷的浸泡時間過長過短，不但影響錨固力和凝固時間，而且安裝錨桿也很困難，甚至出現(xiàn)廢桿。

(4)緊固螺母的時間對錨桿的支護(hù)強(qiáng)度也有很大的影響。錨桿插入5min后即可掛網(wǎng)，但錨盤螺母先不要上緊，只要能托住錨盤及金屬網(wǎng)即可，等15min，水泥藥卷凝固后再擰緊螺母。上緊螺母的

后不能過長，否則，有可能造成頂板離層，破壞其完整性，影響支護(hù)效果。

(5)局部過斷層或破碎地段可采用復(fù)合支護(hù)錨網(wǎng)—木棚(金屬棚)。

4.工程實際效果

該段巷道總長度167m，日進(jìn)度6m左右。通過井下實際觀測，巷道收斂量微小，基本沒有什么變化，特別是此工作面自3月28日回采4月26日已推進(jìn)42m，經(jīng)受住了工作面老頂初次來壓和周期來壓的考驗。從下三角落頂處看，錨桿錨固的復(fù)合頂板沒有產(chǎn)生離層現(xiàn)象，對于此處的頂板必須采取強(qiáng)制性的落頂。頂板及兩幫移近量甚微，巷道不但不維修且不用超前支護(hù)，尤其是此工作面滯后10m處有一水倉，用于截住落塘水不涌人工作面。溜子道須沿空留巷10m左右，此處巷道硬幫及頂都是錨網(wǎng)支護(hù)，采空區(qū)側(cè)每1.0m支一顆木柱，節(jié)約了大量坑木。錨網(wǎng)支護(hù)同傳統(tǒng)的金屬支架及術(shù)支架比較，斷面利用率高，毛斷面減小，出矸量少，省工省力，勞動強(qiáng)度底，可以減少一道打超前支護(hù)的工序，節(jié)約了支護(hù)材料，同時，還可以大大減少巷道返修量。同原條帶溜子道木棚相比，木棚返修四次，錨網(wǎng)不用返修：同鐵棚相比，鐵棚施工3～4個月的時間內(nèi)，頂板普通有小漏頂及漏幫現(xiàn)象，最大達(dá)500mm，鐵棚不能緊靠煤壁，造成支架需重新剎幫剎頂，既浪費(fèi)木材又浪費(fèi)工時。總之，從整個溜子道切眼錨網(wǎng)支護(hù)來看，工程實際效果顯著，為我礦軟巖復(fù)合頂板，回采巷道支護(hù)開拓了一條新路子。

四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

1、錨網(wǎng)支護(hù)的技術(shù)性

(1)主要參數(shù)的選擇及確定

①錨桿錨固力設(shè)計為Q=40kN既滿足要求。通過工程實踐，利用錨桿拉撥技(MPG-3)測得Q=60～80kN。

②錨桿長度、間距的確定是以彈塑性理論為基礎(chǔ)，利用普氏公式、泰式公式及H Kastner公式計算校核錨桿長度為1.6m，間距0.8m，而工程實踐用錨桿應(yīng)力計(MGL-3)測得圍巖塑性屈服區(qū)半徑為0.5～0.8m。

(2)圍巖移動觀測

現(xiàn)場監(jiān)控觀測表明，在巷道服務(wù)期間內(nèi)，錨網(wǎng)支護(hù)的頂板位移量為39mm，底板位移量為17mm，垂直雷擊位移量為55mm，兩幫位移量為8mm，而與之同一水平采用木支護(hù)的風(fēng)道在支護(hù)回采之前就已經(jīng)套修三次并發(fā)生多次冒頂?；夭善陂g的距切口20m范圍內(nèi)盡管設(shè)置雙排超前支護(hù)，仍然保證不了正常使用斷面，人員必須爬行才能通過，隨時需要派人清理維修。

①木支護(hù)是把圍巖視作荷載，支護(hù)體看成是承載結(jié)果，既把圍巖與支護(hù)分開考慮，而錨網(wǎng)支護(hù)是支護(hù)體與圍眼為形成共同承載題。

②木支護(hù)是為承受圍巖所產(chǎn)生的荷載而設(shè)置，而錨網(wǎng)支護(hù)是以維持圍巖穩(wěn)定為目的，發(fā)揮圍巖的自身承載能力。

從上述分析及位移量曲線可知，錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)先進(jìn)，所選參數(shù)合理，完成控制了圍巖的變形，在工程實際中取得了事半功倍的效果。

2.錨網(wǎng)支護(hù)的經(jīng)濟(jì)性

為了獲得較為真實的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，我們曾對錨網(wǎng)支護(hù)、術(shù)支護(hù)和金屬支護(hù)各在其整個服務(wù)期間內(nèi)、進(jìn)行了全面仔細(xì)地調(diào)查，并就支護(hù)成本費(fèi)用和支護(hù)材料消耗進(jìn)行分析比較。在材料消耗上，和金屬支架相比，錨網(wǎng)支護(hù)可節(jié)約鋼材0.108t／m，只是金屬支架鋼材才消耗量的36％：和術(shù)支架相比，錨網(wǎng)支護(hù)可節(jié)省木材1.174m3／m。

五、幾點改進(jìn)意見

1.錨網(wǎng)支護(hù)初期造價高。為降低造價，頂部用鐵錨桿金屬網(wǎng)，兩幫用竹錨桿塑料網(wǎng)，這樣可以降低巷道支護(hù)成本；

2.網(wǎng)與網(wǎng)搭接需卸螺母錨盤，工序復(fù)雜，降低錨固力，浪費(fèi)材料，建議右搭接變?yōu)檫B網(wǎng)，

3.工作時打眼較多，鑿巖設(shè)備不夠用，速度慢，可用兩臺或多臺同時打眼；

4.打眼時工作面粉末較大，應(yīng)采用專用幫錨機(jī)打眼，降低粉塵。并加強(qiáng)工人的勞動保護(hù)。