沿空掘進(jìn)煤巷錨桿支護(hù)合理化施工與注意事項(xiàng)

蘭墩平

安徽省皖北煤電集團(tuán)公司劉橋一礦掘進(jìn)區(qū)，安徽皖北 235162

煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于廣大生產(chǎn)礦井，不論用于機(jī)巷、風(fēng)巷、軌道巷，還是沿?cái)鄬?、改造工作面巷道，都取得了極大的成功，是現(xiàn)代掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)中最為先進(jìn)的一種。但是煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)在沿空掘進(jìn)方面的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題尚待解決。下面以665風(fēng)巷沿空施工為例，談?wù)勓乜站蜻M(jìn)煤巷錨桿支護(hù)合理化施工與注意事項(xiàng)。

1 Ⅱ468機(jī)巷情況概述

665工作面為66采區(qū)設(shè)計(jì)第3個(gè)工作面，工作面下方為663工作面采空區(qū)，665風(fēng)巷跟六煤頂板（沿空留3m煤柱）開(kāi)窩施工，巷道全長(zhǎng)673m（平距）。巷道頂板巖性為：偽 頂：泥巖及碳質(zhì)泥巖，黑色，性軟，0.2m～1.4m；直接頂：深灰～灰黑色粉砂巖，夾有0.4m碳質(zhì)泥巖，含植物化石，局部為泥巖，厚5.54m±。老頂：深灰色～灰白色，細(xì)砂巖，成份以石英為主、長(zhǎng)石次之，含有白云母及其它礦物，鈣質(zhì)膠結(jié)，上部含碳質(zhì)，局部為粗粒砂巖，厚6.25m。

2 合理化施工建議與注意事項(xiàng)

合理選擇支護(hù)參數(shù)：采用類比法合理選擇錨桿支護(hù)參數(shù)，根據(jù)同煤層鄰近巷道663機(jī)巷、風(fēng)巷的支護(hù)經(jīng)驗(yàn)及觀測(cè)資料分析，巷道頂板錨桿選用φ20-L-2200mm型MSGLw-335左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，間排距：800mm×600mm，幫部錨桿選用φ20mm-L-2000mm型MSGLD-335右旋全螺紋錨桿，間排距：800mm×600mm，巷道錨索選用φ15.24mm的高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，間排距：1800mm×1800mm。錨梁網(wǎng)支護(hù)斷面尺寸：凈寬×凈高=4000mm×2600mm；

采用計(jì)算法校核錨桿支護(hù)參數(shù)：

按懸吊理論計(jì)算錨桿參數(shù)：

1）錨桿長(zhǎng)度計(jì)算：L=KH+L1+L2

式中：L為錨桿長(zhǎng)度m；H為冒落拱高度m；K為安全系數(shù)取2；L1為錨桿錨入穩(wěn)定巖層的深度一般取0.4m；L2為錨桿在巷道中的外露長(zhǎng)度取0.1m。

式中：B為巷道開(kāi)掘?qū)挾热?m； f為巖石堅(jiān)固系數(shù)取3。

則：L=2×0.67+0.4+0.1=1.84m

式中：α為錨桿間排距m；Q為錨桿設(shè)計(jì)錨固力88.2kN/根

H為冒落拱高度取2m；γ為被懸吊巖石的重力密度取26.7kN/m3；K為安全系數(shù)取2。

α=0.9m，施工時(shí)取600mm。

通過(guò)以上計(jì)算，頂板錨桿選用直徑20mm，長(zhǎng)度2200mm的左旋高強(qiáng)無(wú)縱筋螺紋錨桿，錨桿間、排距600mm。

按懸吊理論校核錨索排距：

1）施工中錨索使用φ15.24mm的鋼絞線，錨索的長(zhǎng)度為5.4m。用錨索將錨桿加固的“組合梁”整體懸吊于堅(jiān)硬巖層中，校核錨索間距，冒落方式按嚴(yán)重的冒落高度考慮。此時(shí)靠巷道兩幫的角錨桿和錨索一起發(fā)揮懸吊作用，在忽略巖體粘結(jié)力和內(nèi)摩擦力的條件下，取垂直方向力的平衡，可用下式計(jì)算錨索排距：L=nF2/[BHγ-（2F1sinθ）/L1]

式中：L為錨索排距m；B為巷道最大冒落寬度4.0m；H為巷道按最嚴(yán)重冒落高度取3.0m；γ為巖體容重26.7kN/m3；L1為錨桿排距；F1為錨桿錨固力88.2kN；F2為錨索極限承載力230kN；θ為角錨桿與巷道頂板的夾角75°；n為錨索排數(shù)2；根據(jù)以上計(jì)算錨索排距必須小于5.1m，所選錨索參數(shù)滿足設(shè)計(jì)需要；

2）施工中加強(qiáng)巷道頂板巖性探查，由于巷道沿空施工，其巷道頂板可能受663工作面采空影響，頂板出現(xiàn)斷裂，所以在施工中，巷道每施工40m（特殊情況除外），垂直頂板施工一探查孔，由礦錨桿支護(hù)及地質(zhì)人員進(jìn)行影像資料的采集與分析，根據(jù)觀測(cè)情況選擇錨索長(zhǎng)度，確保錨索能深入穩(wěn)定巖層1.5m，確定支護(hù)的可靠性，并安裝頂板離層儀對(duì)頂板進(jìn)行離層監(jiān)測(cè)，同時(shí)要求當(dāng)班班長(zhǎng)根據(jù)打眼時(shí)巖性的軟硬程度作好本班錨桿孔、錨索孔的頂板巖性描述，并記錄錨索施工臺(tái)帳上，以便隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)頂板巖性情況，若巖性變差，必須改為架棚支護(hù)；

3）加強(qiáng)巷道施工支護(hù)質(zhì)量，嚴(yán)格使用《作業(yè)規(guī)程》規(guī)定的錨桿、錨索及相配套的支護(hù)材料，施工錨桿、錨索時(shí)做到鉆孔直徑、桿體直徑、錨固劑直徑必須“三徑”匹配。必須按規(guī)定使用樹(shù)脂錨固劑，錨桿使用2卷K2350型樹(shù)脂錨固劑；錨索使用1卷K2350型樹(shù)脂錨固劑和2卷Z2350型樹(shù)脂錨固劑，孔內(nèi)自上而下按快、中排列。嚴(yán)格錨桿、錨索的施工過(guò)程控制和監(jiān)督。當(dāng)遇巷道頂板破碎、軟巖地段或復(fù)合頂厚度較大時(shí)，可適當(dāng)加大錨固長(zhǎng)度，增加藥卷數(shù)量，增加藥卷為中速藥卷；

4）加強(qiáng)巷道礦壓監(jiān)測(cè)，采用“十字布點(diǎn)法”布置測(cè)站，監(jiān)測(cè)巷道頂?shù)装?，兩幫的壓力，若巷道頂板離層超過(guò)40mm，沿巷中打設(shè)一排“ 一梁三柱”走向挑棚，兩幫壓力大時(shí)，老塘幫采區(qū)貼幫打設(shè)“一梁三柱”走向挑棚，棚距500mm。以控制巷道壓力；

5）加強(qiáng)巷道施工過(guò)程中老塘幫瓦斯管理，施工時(shí)除嚴(yán)格按中線施工控制煤柱距離外，還要加強(qiáng)老塘幫瓦斯的探查，并在放炮過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行一炮三檢、一炮三泥及三人連鎖放炮制，確保安全施工。

5 結(jié)論

錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)是一種很好的支護(hù)方式，它具有較高的支護(hù)強(qiáng)度和控制變形能力，提高巷道支護(hù)效果，節(jié)約成本，有利于安全生產(chǎn)。該支護(hù)工藝推廣前景極為廣泛，是經(jīng)濟(jì)合理的錨桿支護(hù)技術(shù)。

[1]袁和生.煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1997.

[2]王慶弟.綜放沿空煤巷不同預(yù)應(yīng)力錨桿錨索支護(hù)效果分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2009(9).

[3]曹習(xí)華.煤巷錨桿支護(hù)沿空留巷技術(shù)在垞城礦應(yīng)用[J].能源技術(shù)與管理，2006(1).