錨桿錨索支護在厚煤層大斷面切眼中的應用

蘇貴春，王子峰，平曉明

（1.山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司，山西 左云 037104；2.山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責任公司，山西 長治 046606）

錨桿錨索支護在厚煤層大斷面切眼中的應用

蘇貴春1，王子峰1，平曉明2

（1.山西鋪龍灣煤業(yè)有限公司，山西 左云 037104；2.山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責任公司，山西 長治 046606）

針對鋪龍灣煤礦4102綜放工作面切眼實況，依據(jù)錨桿錨索支護原理，制定了合理的巷道支護方案及參數(shù)，并對實施效果進行檢測分析，證實“錨桿+錨索+金屬網(wǎng)”聯(lián)合支護方式在大斷面綜采切眼軟質(zhì)（不堅固）圍巖巷道一次成巷中的應用是可行的。

大斷面綜采切眼；一次成巷；錨桿錨索網(wǎng)聯(lián)合支護；巷道支護

鋪龍灣煤礦現(xiàn)開采太原組4號煤層；該煤層回采巷道均沿煤層底板留頂煤掘進，采用錨桿錨索金屬網(wǎng)聯(lián)合支護。

4102綜放工作面切眼沿4號煤層底板留頂煤掘進，綜合機械化掘進施工，切眼凈寬7.0 m，凈高2.65 m，凈斷面積18.55 m2。該面煤層埋藏深度約255 m，煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，層理、節(jié)理、裂隙發(fā)育，平均厚度約5.3m，屬脆性中等強度煤層。4號煤層頂板由泥巖、細粒砂巖、砂質(zhì)泥巖組成，巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育，強度較低。4號煤層底板為泥巖、炭質(zhì)泥巖，水平層理發(fā)育，強度較低，在地層壓力下局部地段可產(chǎn)生底鼓。4號煤層上距2號煤層1.08 m～2.10 m，平均1.55m，2號煤層屬不穩(wěn)定局部可采煤層，在該處平均厚度約1.2m，其頂板為炭質(zhì)泥巖、泥巖。

1 錨桿錨索金屬網(wǎng)聯(lián)合支護

（1）巷道圍巖特征：由4號煤層頂、底板巖性可知，巷道頂板巖層為碎塊-塊狀結(jié)構(gòu)特征，巷道巖石分類屬于軟質(zhì)、不堅固巖石，且兩幫與頂、底間層理明顯。4號煤層上覆1號、2號不穩(wěn)定煤層，其中距2號煤層1.5m～2.0m，距1號煤層12.0m～19.3m。屬極近距離煤層。

（2）巷道礦壓特征：巷道頂板與兩幫礦壓顯現(xiàn)，存在著“頂板彎曲變形→兩幫擠壓破碎→局部位移、片幫、垮幫→兩幫對頂板支撐減弱→頂板彎曲變形加劇、整體下沉→兩幫破壞加劇、位移量增大”的互動特征。

（3）采用的圍巖控制方式：根據(jù)圍巖特征，施工地點巷道頂、幫的控制應按不同支護原則。頂板控制應使圍巖處于彈塑性穩(wěn)定狀態(tài)，兩幫控制應使圍巖處于松動性穩(wěn)定狀態(tài)。

（4）巷道采用的錨桿支護形式：巷道頂、幫錨桿支護應按不同支護原理。頂板錨桿支護依據(jù)組合梁理論和懸吊理論；兩幫錨桿支護采用擠壓加固和整體錨固結(jié)合方式。

2 支護方案及相關(guān)參數(shù)

（1）頂板支護：采用錨桿＋錨索＋金屬網(wǎng)聯(lián)合支護并配合液壓單體支柱形式，見圖1。①錨桿布置。錨桿間距800 mm，排距800 mm，每排9根，兩側(cè)頂錨桿距幫300 mm，安設(shè)角度向外與頂板成75°，其余與頂板垂直布置，采用高強度鋼托板固定。錨桿為Φ20 mm×2400 mm，端頭錨固式；托板為高強度鐵托板，規(guī)格為150 mm×150 mm×10 mm；采用樹脂錨固，錨固劑型號MSK2360，錨固長度600 mm，預緊力3.5 t，錨固力6t。②錨索布置。錨索規(guī)格Φ15.24mm×8500 mm，采用矩形布置，方式為一排三根（配合300 mm×300mm×10mm的高強度鋼托板），間距2 000 mm，排距2400 mm，錨索支護距工作面距離最大2.7 m，嚴禁滯后。錨固方式為端頭錨固，錨固劑型號MSK2360，錨固長度1200 mm，預緊力10 t，錨固力25 t。③頂部金屬網(wǎng)。采用10號鐵絲編制成3500 mm×1 000 mm的菱形金屬網(wǎng)（網(wǎng)孔100 mm×100 mm），網(wǎng)與網(wǎng)搭接100 mm，用14號鐵絲綁扎，綁扎間距200mm。④液壓單體支柱布置。采用DW31-200/100型液壓單體支柱配合HDJB-1200型鉸接頂梁支護。沿巷中布置二排，排距4.0 m，柱距1.5m，鉸接頂梁與切眼前進方向垂直。

（2）巷幫支護：①錨桿布置。間距900 mm，排距800 mm，每排2根，巷幫兩側(cè)最上端錨桿距頂板300 mm，安設(shè)角度水平方向0°與巷幫垂直，采用鋼托板固定。其中工作面?zhèn)葹棣?6mm×1600mm粗糙表面式樹脂玻璃纖維增強塑料桿體錨桿，端頭錨固式；采空區(qū)側(cè)為Φ16 mm×1600 mm端頭麻花式圓鋼錨桿，端頭錨固式；托板均為高強度鋼托板，規(guī)格150 mm×150 mm×10 mm；錨桿固定采用樹脂端頭錨固，錨固劑型號MSK2335，錨固長度350 mm，預緊力2 t，錨固力5 t。②巷幫網(wǎng)。采空區(qū)側(cè)采用10號鐵絲編制成3 000 mm×1 000 mm的菱形金屬網(wǎng)（網(wǎng)孔100 mm×100 mm）；工作面?zhèn)炔捎? 000 mm×1 000 mm高分子尼龍網(wǎng)（網(wǎng)孔40mm×40mm）。

圖1 厚煤層切眼錨桿支護簡圖

3 巷道支護檢測和結(jié)果分析

（1）錨桿、錨索預緊力和錨固力檢測：施工中，進行當班跟蹤檢測。頂、幫錨桿均采用風動錨桿機安裝。其中：頂板錨桿預緊力合格率98%，兩幫錨桿錨固力合格率97%，頂錨桿錨固力合格率96%，頂板錨索錨固力合格率100%。安裝效果符合設(shè)計要求。

（2）表面位移檢測：切眼內(nèi)布置2個觀測站，采用十字布點法測量。通過位移觀測表明，頂板最大下沉量31mm，兩幫最大移近量15mm，巷道開掘7 d后基本趨于穩(wěn)定。

（3）頂板離層檢測：為準確掌握頂板錨固質(zhì)量和錨固范圍內(nèi)的頂板離層情況，巷道內(nèi)安設(shè)了4組KBY-2平行直讀式頂板離層指示儀檢測頂板情況。每組為長度9500 mm、5500 mm、3500 mm、2500 mm的4個測點。經(jīng)檢測，錨桿錨固范圍內(nèi)的最大離層量8 mm，錨桿錨固范圍外的最大離層量10 mm，總離層量的最大值18mm。頂板離層均在安全范圍內(nèi)，表明設(shè)計參數(shù)和施工質(zhì)量能夠保證安全。

（4）結(jié)果分析：巷道開挖后，通過錨桿的組合、懸吊作用，使巷道圍巖具的一定的承載能力；通過錨索加固，減小巷道圍巖變形，增加其承載能力和自穩(wěn)性。從支護效果看，錨桿＋錨索＋金屬網(wǎng)聯(lián)合支護方式可有效阻止錨固范圍內(nèi)的頂板離層和煤壁片幫，支護基本合理。

Application of Bolt-anchor Support in Large Section Open-off Cut of Thick Seam

SU Gui-chun1,WANG Zi-feng1,PING Xiao-ming2
(1.Shanxi Pulongwan Coal Co.,Zuoyun Shanxi 037104;2.Shanxi Huoerxinhe Coal Co.,Changzhi Shanxi 046606)

For the open-off cut in4102 fully-mechanized working face of Pulongwan mine,based on bolt-anchor supporting theory,a roadway supporting plan with rational parameters was made.Effect testing and analysis proved that the bolt-anchor-net combined support was feasible in large section open-off cut in soft(loose)surrounding rock roadways.

large section open-off cut;simultaneous drifting;bolt-anchor-net combined support; roadway support

TD353.6

A

1672-5050（2012）09-0068-02

2012-05-10

蘇貴春（1970—），男，山西懷仁人，大學本科，助理工程師，從事煤礦開采技術(shù)研究。

劉新光