復(fù)雜條件下綜采切眼支護研究

杜勇

摘要：文章介紹了近年來亳州煤業(yè)股份公司在復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面切眼施工過斷層、煤頂進行的支護研究，取得了很好的效果，為以后的切眼支護提供借鑒。

關(guān)鍵詞：注高分子材料 錨桿間排距 護頂錨桿 封山

煤炭是我國最主要的能源之一，在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中占74%左右。隨著社會的發(fā)展，對能源的需求量也在逐步增加。為滿足發(fā)展對煤炭的需要，開采深度不斷增加，采場的地質(zhì)條件也向復(fù)雜型靠近。

1 概況

亳州煤業(yè)股份公司隸屬于淮北礦業(yè)集團，坐落在渦陽縣境內(nèi)，是一座設(shè)計年產(chǎn)150萬噸的機械化礦井。礦井?dāng)鄬佣?，大斷層均有多條滋生小斷層伴隨。76采區(qū)主采7煤層，煤體多數(shù)為軟煤層，強度不高，頂板以泥巖為主、粉砂巖次之，局部為砂巖或輝綠巖。底板以粉砂巖為主，局部為泥巖。首采工作面為766工作面，在機、風(fēng)巷施工中揭露煤層厚度平均在4.5m，回采選用綜采大型支架。切眼施工要求大斷面，采用導(dǎo)硐法施工。在施工中遇到落差在5m以內(nèi)斷層4條，為確保施工眼導(dǎo)硐及刷大施工中能夠安全施工，針對復(fù)雜地質(zhì)條件下，切實做到切眼大斷面施工的安全，對過遇斷層、煤頂進行支護技術(shù)研究。

2 技術(shù)方案

2.1 以往支護方式

切眼施工整體采用錨帶網(wǎng)索+單體棚復(fù)合支護，切眼為矩形斷面：8000mm×3200mm，頂部采用高強錨桿+M鋼帶+菱形金屬網(wǎng)支護，并采用小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索補強，老塘側(cè)采用高強錨桿配合菱形金屬網(wǎng)支護，煤壁側(cè)采用玻璃鋼錨桿配合菱形金屬網(wǎng)支護，高強錨桿為左旋無縱筋高強錨桿，規(guī)格為：M22×2400mm，玻璃鋼錨桿規(guī)格為：M20×2000mm，每根錨桿2卷Z2550型樹脂錨固劑，每根錨索采用1卷K2550型樹脂錨固劑和2卷Z2550型樹脂錨固劑，M鋼帶規(guī)格為：4400×180mm、3600×180mm、2800

×180mm，菱形金屬網(wǎng)規(guī)格為：5000×900mm、3000×900mm，單體棚為3.15m單體+4m“Π”型鋼梁“一梁三柱”套棚。

2.2 現(xiàn)采用支護方式

在過煤頂斷層地段，為防止漏（冒）頂事故發(fā)生，整體支護形式不變，通過完善支護技術(shù)方案，來達到增加煤體強度和支護強度，主要技術(shù)有：

①縮小循環(huán)進尺，由正常施工時的1400mm縮小到700mm；

②超前注高分子材料（煤巖體加固劑），增強頂板煤體的整體性和抗壓強度；并在注漿完成2小時后打探查孔，檢驗注漿效果。用導(dǎo)硐施工完成時再刷大切眼，若刷大部分有斷層和煤頂，則在施工至此類地點5m時提前注漿高分子加固材料，注漿孔按照多打注漿孔、少注漿的原則，注漿孔角度與迎頭巷道坡度成45o打設(shè)，間距為1.5m，注漿孔采用6m風(fēng)錘釬子打設(shè)，單孔注入最大劑量合計不得超過5組（每組A、B組份分別不得超過125Kg）。

③采用玻璃鋼錨桿配合鐵笆、雙抗網(wǎng)對巷道迎頭進行封山；

④超前打設(shè)護頂錨桿，對頂板進行超前加固，護頂錨桿打設(shè)與巷道斷面頂部成45o角打設(shè)，間排拒以及規(guī)格均與頂部錨桿相同，護頂錨桿若不起到作用時，則預(yù)示著注漿效果差，易造成冒頂、片幫，則必須采用風(fēng)鎬挖掘一片鋼筋笆空當(dāng)，打一根錨桿錨固，待全斷面錨固夠一排錨桿空間時，再錨網(wǎng)支護頂部；

⑤縮短錨桿間排距，由700mm×700mm調(diào)整為700mm×600mm，并全長錨固；

⑥若頂板巖性差，6.3m錨索不能錨固在硬巖上時，則采用加長錨索補強頂板支護，錨索改為8m或10錨索（根據(jù)現(xiàn)場煤頂厚度確定），確保末端錨固在硬巖層之中不低于2.0m，并全長錨固；

⑦縮小補強錨索排距，采用一排錨桿+一排錨索，確保頂板支護可靠；

⑧縮小單體棚棚距，由原來1400mm縮小至700mm，單體棚（一梁兩柱）緊跟迎頭，Π型梁與頂板之間用半圓木打木垛結(jié)實、調(diào)平；待綜掘機過去后及時補打中間一根單體支柱，形成一梁三柱；確保木垛與單體棚形成一個整體，保證支撐頂板壓力；

⑨導(dǎo)硐與刷大部分接茬處金屬網(wǎng)搭接長度不小于200mm，落差超過300mm的斜面處要打錨桿加固（700mm×700mm），頂板支護后，接木垛襯平，接木垛高度超過1.0m的要用錨索托梁將套棚鋼梁固定；

⑩不僅重視頂板的支護，同時也重視幫部的支護。為防止煤壁發(fā)生片幫，造成頂板跨度大，承載能力減弱發(fā)生冒頂，老塘側(cè)采用樹脂鐵錨桿配合菱形網(wǎng)支護，煤壁側(cè)采取用玻璃鋼錨桿配合菱形網(wǎng)支護（便于下次截割煤體），增加煤壁幫部的支護強度，達到增加穩(wěn)定頂板的效果。

2.3 支護質(zhì)量要求及監(jiān)測監(jiān)控

施工期間，要強化錨桿施工質(zhì)量，嚴格控制錨桿角度，發(fā)現(xiàn)不合格錨桿及時補打。錨桿安裝要牢固樹立“初錨力第一”的觀念，確保錨桿初錨扭矩符合要求。必須使用錨桿鉆機安裝錨桿，使樹脂錨固劑充分攪拌混合。并使用快速安裝工藝，即攪拌樹脂錨固劑、上托盤、擰緊螺母一次完成。嚴禁用錘擊或風(fēng)錘攪拌的方法安裝錨桿。

為檢查支護質(zhì)量，及時設(shè)置相應(yīng)的測站，對圍巖位移、頂板離層狀況、錨桿載荷等進行觀測，同時要認真執(zhí)行錨桿抽檢制度。正常情況下要求每隔50m在巷道頂板中央安設(shè)頂板離層指示儀一個，頂板不穩(wěn)定、地質(zhì)條件惡化時可適當(dāng)加密到30～40m一處，遇地質(zhì)構(gòu)造及頂板異常段增設(shè)頂板離層指示儀，并重點檢測頂板變化情況，檢測錨桿受力的液壓枕也要正常安設(shè)。要嚴格按照有關(guān)規(guī)定，認真落實小班自檢、大班日檢和礦井抽檢制度。

施工期間安排專人檢測單體支柱的初撐力，確保初撐力不小于70KN，發(fā)現(xiàn)卸載的支柱及時補液，失效支柱及時更換，且正常使用防倒繩，生產(chǎn)技術(shù)部要定期進行檢查，確保巷道支護可靠、有效。

3 推廣與應(yīng)用情況

766綜采工作面切眼導(dǎo)硐技術(shù)刷大施工過程中使用，在766切眼四次過斷層及媒頂特殊地段施工中沒有出現(xiàn)冒（漏）頂險情發(fā)生，施工順利，并通過驗收，投入使用。

該技術(shù)在施工過程中，沒有發(fā)生漏（冒）頂事故，施工安全順利，從而提高了綜采工作面切眼施工的可靠性和成功性，也提高了巷道施工的有效性，杜絕了因切眼頂板漏、冒而重新施工的可能，不僅為工作面盡快投產(chǎn)贏得了寶貴的時間，而且取得了良好的經(jīng)濟效益。

在該公司地質(zhì)條件極其復(fù)雜的情況下，該項技術(shù)可有效地指導(dǎo)大斷面過煤頂、斷層施工，為公司今后切眼施工積累了經(jīng)驗，提供了一項技術(shù)保障；同時也可應(yīng)用于類似該公司地質(zhì)條件的其他礦井，為其安全生產(chǎn)提供借鑒作用。

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