錨桿支護(hù)在復(fù)合頂板下煤巷掘進(jìn)中的應(yīng)用

【摘 要】本文分析了七臺河分公司新鐵礦260采煤隊工作面機軌巷錨桿支護(hù)形式、斷面形狀與支護(hù)效果，初步得出在復(fù)合頂板下煤巷掘進(jìn)采用錨桿支護(hù)的可行性，并為該礦煤巷掘進(jìn)支護(hù)方式的改革提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】錨桿支護(hù)；復(fù)合頂板；煤巷掘進(jìn)

0 前言

錨桿支護(hù)是較科學(xué)、安全、省力、省耗的先進(jìn)支護(hù)工藝之一。龍煤七臺河分公司新鐵煤礦在不斷鞏固和發(fā)展巖巷錨桿支護(hù)的同時，從2004年2月開始在22上層煤（260備面）的煤巷掘進(jìn)中使用錨桿支護(hù)。

1 地質(zhì)概況

260工作面?zhèn)涿嫖挥诙奖?2上三區(qū)二段，軌道標(biāo)高+23，機道標(biāo)高一24，區(qū)段左部為FS斷層，右部為設(shè)計停采線。該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，區(qū)內(nèi)無較大落差斷層。該區(qū)22上煤層賦存較為穩(wěn)定，煤層傾角平均19°，煤層厚度平均3.lm。該區(qū)域上筱煤層為21層，層間距平均10m，已采。該區(qū)22上層直接頂為灰色細(xì)砂巖，厚度2.0m，較硬；老頂為厚度8m的灰色粉砂巖，堅硬。通過三段掘送及回采實踐，2m直接頂易脫落，在三段掘送中，頂板產(chǎn)生裂隙，根據(jù)局部頂板直觀現(xiàn)象分類，該區(qū)域定性為復(fù)合頂板。機軌兩巷均沿煤層頂板掘送，煤層層理較發(fā)育，煤質(zhì)中硬。

2 錨桿支護(hù)機理分析

錨桿支護(hù)的作用主要有加固拱作用、懸吊作用、組合梁作用、圍巖補強作用及減少巖梁撓度作用。這幾種作用并非單獨存在，往往是互為存在、相互補強，只不過在不同條件下，某種支護(hù)作用占主導(dǎo)地位而已。

研究與實踐證實，為使巷道穩(wěn)定，人們能夠提供的支護(hù)力是有限的。在開掘巷道以后形成的“支護(hù)—圍巖”力學(xué)平衡系統(tǒng)中，圍巖通常承擔(dān)著大部分巖層壓力，而支護(hù)僅僅承擔(dān)其中一部分。

錨桿支護(hù)的基本原理是將不同結(jié)構(gòu)類型的錨桿伸人到煤或圍巖內(nèi)部，對煤、巖進(jìn)行錨固，通過錨桿的懸吊作用、組合梁作用和擠壓加固作用維持巷道的穩(wěn)定性。錨桿伸入圍巖內(nèi)部后改變了圍巖本身的力學(xué)狀態(tài)，使巷道圍巖形成一個穩(wěn)定的承載梁支護(hù)，與圍巖共同承載，使巖體成為承載結(jié)構(gòu)的一部分，達(dá)到維護(hù)巷道的目的。

棚式支架是在圍巖的外部對巖石進(jìn)行支撐，它僅能消極地承受圍巖產(chǎn)生的壓力和防止破碎巖石冒落，是一種被動的支護(hù)方式。而錨桿支護(hù)則是通過錨人圍巖內(nèi)中的錨桿，改變圍巖自身的力學(xué)狀態(tài)，在巷道周圍形成一個整體而又穩(wěn)定的巖帶，利用錨桿與圍巖共同作用，達(dá)到維護(hù)巷道的目的，是一種積極主動的支護(hù)方法。其主要優(yōu)點有：①節(jié)約鋼材；②支護(hù)成本低；③提高巷道斷面利用率；④降低巷道維護(hù)費用；⑤工作安全勞動強度低；⑥有利于機械化施工；⑦減小通風(fēng)阻力；⑧有利于一次成巷施工和加快掘進(jìn)速度；⑨應(yīng)用范圍廣。

金屬網(wǎng)與錨桿配套聯(lián)合支護(hù)，能有效地防止破碎巖石抽漏而引起的錨桿支護(hù)失效，同時利用網(wǎng)的抗拉作用與錨桿配合，形成有效的擠壓加固拱。

3 錨桿支護(hù)的技術(shù)要求

（1）巷道斷面為不規(guī)則四邊形、斷面7.5m2礦，巷道凈寬3.0m，凈高2.5mm。

（2）根據(jù)地質(zhì)部門提供的資料及三段掘送、回采實踐，該區(qū)域頂板定性為復(fù)合頂板。復(fù)合層厚度約為2m。在該區(qū)域掘送時，采用錨桿、金屬網(wǎng)、鋼帶、木托板、錨索聯(lián)合支護(hù)，錨桿間排距0.8mx0.8m，錨桿每排10根，頂板4根，上幫4根，下幫2根，頂板用鋼帶，兩幫用木托板。每隔5m在頂板打一排錨索做為加強支護(hù)。錨索間距1.5m。

（3）錨桿體采用45#左旋無縱筋螺紋鋼，直徑為16mm，錨桿長度：頂板2.5m，幫2.0m。金屬網(wǎng)選用10#謬線編織菱形金屬網(wǎng)，網(wǎng)徑規(guī)格50mm，網(wǎng)寬1.0m，幫頂全部鋪上金屬網(wǎng)，要求網(wǎng)緊貼煤巖表面，聯(lián)網(wǎng)搭接0.2m，雙絲雙扣、逢環(huán)必須聯(lián)接。

（4）錨索的鋼絞線選用1860級（直徑為巧15.24mm），左捻低松馳鋼絞線，長度6.0m。

（5）錨固劑選用樹脂錨固劑，錨桿錨固長度不小于0.7m，頂板錨桿錨固力不小于70kN，兩幫錨桿錨固力不小于50kN。錨索錨固長度不小于1.2m，錨索設(shè)計承載力為230kN。

4 結(jié)語

（1）在掘送二水平北22上三區(qū)二段單一層機、軌道時，首次選用錨桿聯(lián)合支護(hù)。此次錨桿支護(hù)的試驗證實，新鐵煤礦在復(fù)合頂板下（復(fù)合層在2m以內(nèi)）機軌兩巷可以推廣使用錨桿支護(hù)；但錨桿支護(hù)形式、參數(shù)需進(jìn)一步改進(jìn)，同時，需加強錨桿支護(hù)現(xiàn)場監(jiān)測工作。

（2）31#掘進(jìn)隊通過采用錨桿支護(hù)，月單進(jìn)水平達(dá)到30m，目前效果良好。施工過程中降低了工人勞動強度，提高單進(jìn)，節(jié)約成本，取得了明顯的經(jīng)濟效益。為工作面實現(xiàn)高產(chǎn)、高效創(chuàng)造了有利條件。

（3）在施工過程中，應(yīng)安設(shè)頂板離層儀監(jiān)視頂板離層情況；并加強礦壓觀測工作，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)及時采取措施，避免出現(xiàn)失效錨桿，以便更有效地控制圍巖變形，消除安全隱患。

[責(zé)任編輯：丁艷]