高應(yīng)力區(qū)域錨網(wǎng)亮面的支護(hù)實(shí)踐

陳志強(qiáng)

（開(kāi)灤（集團(tuán)）唐山礦業(yè)分公司，河北 唐山063000）

1 工程概況

唐山礦業(yè)公司是一座具有120多年開(kāi)采歷史的老礦，隨著煤礦開(kāi)采深度地不斷加深，及生產(chǎn)接替等原因，常出現(xiàn)在煤柱下開(kāi)采和開(kāi)采孤島煤柱等現(xiàn)象。煤柱下開(kāi)采，由于前期采動(dòng)影響，煤柱內(nèi)殘存著較大的應(yīng)力，給剩余煤炭的開(kāi)采帶來(lái)一定的困難。特別是煤柱內(nèi)的全煤巷道的切眼支護(hù)問(wèn)題，是目前大型礦井內(nèi)生產(chǎn)能力超百萬(wàn)噸工作面切眼施工中最棘手的問(wèn)題。

T2193下工作面位于唐山礦業(yè)公司鐵二區(qū)南一采區(qū)，為8、9煤層合區(qū)回采工作面，煤層厚度約10m。該工作面南與T2193上工作面相鄰（1個(gè)月前剛回采完畢），北與T2194工作面采空區(qū)相鄰，西與T2294工作面采空區(qū)比鄰，上為T2153采空區(qū)及其殘留煤柱（詳見(jiàn)圖1）。工作面開(kāi)采深度：－650～－687m。

2 巷道布置、支護(hù)設(shè)計(jì)和施工情況

2.1 巷道布置布置形式為小煤柱沿空送巷，沿煤層底板托煤頂施工。

2.2 溜子道采用錨網(wǎng)支護(hù)，頂鋼帶使用120mm寬的“W“鋼帶，頂錨桿使用￠22mm×2.4m右旋等強(qiáng)錨桿，每個(gè)眼孔使用3個(gè)300mm長(zhǎng)的樹(shù)脂藥包錨固。頂錨桿設(shè)計(jì)錨固力不小于70KN，頂網(wǎng)采用12#鉛絲菱形金屬網(wǎng)，規(guī)格4200×900mm，板距700mm；幫錨桿使用￠20mm，長(zhǎng)2200mm的右旋等強(qiáng)錨桿，每個(gè)眼孔使用2個(gè)300mm長(zhǎng)的樹(shù)脂藥包錨固，幫錨桿不小于40KN。幫錨桿間距0.7m，幫網(wǎng)采用12#鉛絲金屬網(wǎng)，規(guī)格2700×1700mm。頂錨索：使用￠17.8mm×10m鋼絞線，采用交錯(cuò)布置，每?jī)膳佩^桿打一根。

圖2 溜子道變形圖

圖3 風(fēng)道支護(hù)效果圖

2.3 支護(hù)效果溜子道施工后，為確保施工安全及驗(yàn)證錨桿支護(hù)特性原理，在掘進(jìn)期間采用不同深度的方法，每掘進(jìn)30m安裝一組(2個(gè))離層儀，以觀測(cè)巷道上頂圍巖在錨固區(qū)內(nèi)外的離層情況。觀測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)圖2。

由圖表中我們不難看出其礦壓顯現(xiàn)規(guī)律是：以垂直變形最大，水平次之，底鼓最?。黄浯怪崩塾?jì)變形量是水平的1.45倍，是底鼓的3.08倍；說(shuō)明巷道上頂離層比較大。

2.4 針對(duì)溜子道的支護(hù)效果，我們對(duì)風(fēng)道的支護(hù)形式做了優(yōu)化調(diào)整。支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)為：頂鋼帶使用G DWⅡ140/20 T形鋼帶，頂錨桿使用￠22mm×2.4m左旋高強(qiáng)錨桿，每個(gè)眼孔使用2個(gè)500mm長(zhǎng)的樹(shù)脂藥包，頂錨桿設(shè)計(jì)錨固力不小于80KN，錨幫增打W鋼帶，其他設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)不變。支護(hù)效果見(jiàn)圖3。

3 切眼施工

切眼掘進(jìn)斷面規(guī)格為3.8×2.8m，然后擴(kuò)面到7.6×2.8m。設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)同風(fēng)道，但由于切眼位于采空區(qū)的壓力拱腳處，礦壓非常大，施工期間煤層非常破碎，掘進(jìn)時(shí)沒(méi)有較完好的層面而不能使用梯形鋼帶，被迫該用W鋼帶。但支護(hù)效果較差。

從支護(hù)圖中可以看出：切眼施工后，巷道變形較大，頂板離層、下沉，日變形達(dá)到150mm，且頂板發(fā)生斷裂，并且有斷錨索的現(xiàn)象。為此我們采取了如下措施確保切眼施工和擴(kuò)面工作的安全。

3.1 加強(qiáng)兩幫的支護(hù)強(qiáng)度，幫的不穩(wěn)定（劈幫、松動(dòng)）回直接引發(fā)頂板的切眼巷道頂板的不穩(wěn)定，引發(fā)巷道頂板煤層抽冒，而無(wú)法采用錨桿亮面的方法施工切眼，給工程銜接帶來(lái)一定的困難?？蛇^(guò)去擴(kuò)面時(shí)往往忽視切眼兩幫的支護(hù)強(qiáng)度，特別是擴(kuò)面?zhèn)认飵偷闹ёo(hù)強(qiáng)度。為在切眼掘進(jìn)后在兩幫加打W鋼帶來(lái)增加切眼兩幫的支護(hù)強(qiáng)度，確保切眼巷道的穩(wěn)定。

3.2 在這樣的特殊區(qū)域，煤體已經(jīng)受過(guò)動(dòng)壓的影響，整體性較差，錨桿不能有效的錨固在穩(wěn)定的煤層內(nèi)，而是錨桿層成為由錨桿穿緊的松散體，所以要加強(qiáng)錨桿的支護(hù)強(qiáng)度，增打錨索，用錨固在煤層頂板內(nèi)的錨索懸吊錨桿穿緊的松散體。

3.3 煤體的整體性較差，特別是切眼開(kāi)挖后，立即引發(fā)圍巖內(nèi)極限平衡力的再分配，煤體非常破碎，以致于沒(méi)有較完整的層面做巷道的頂板來(lái)打錨桿。錨桿的可靠性和安全性無(wú)法保證。對(duì)此，我們采取了用瑪麗散對(duì)煤體固化，使煤體有較穩(wěn)定的人造層面做巷道的頂板，確保全煤巷道安全施工。

3.4 擴(kuò)面后，巷道頂板完成蠕動(dòng)變形后立即進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，使用3.6m長(zhǎng)的方子木和單體柱打抬板對(duì)切眼的頂板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

3.5 掘進(jìn)和擴(kuò)面時(shí)使用幫錨桿做撞楔，打好超前控頂錨桿，達(dá)到切眼掘進(jìn)和擴(kuò)面時(shí)在超前控頂錨桿的掩護(hù)下進(jìn)行，保證巷道掘進(jìn)、擴(kuò)面后不再抽冒。

在切眼掘進(jìn)和擴(kuò)面施工過(guò)程中，采取如上措施，保證了切眼掘進(jìn)和擴(kuò)面的正常施工，并保證了施工安全，支護(hù)效果較好。

4 體會(huì)

4.1 位于高應(yīng)力區(qū)域的全煤巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)亮面時(shí)，采取增打幫錨桿和幫錨索等手段以增強(qiáng)幫的支護(hù)強(qiáng)度，保證幫的穩(wěn)定是保證頂板穩(wěn)定的有效措施。

4.2 加打頂錨索，加打頂錨索的支護(hù)密度，用錨索懸吊松動(dòng)的煤體，是控制煤體下沉的有效手段。

4.3 選擇合適的時(shí)機(jī)，打抬板補(bǔ)強(qiáng)，是減小煤體下沉，保證巷道支護(hù)安全的有效方法之一。

4.4 用錨桿做撞楔超前控頂，能夠在破碎的煤體內(nèi)掘進(jìn)。

4.5 大規(guī)格的切眼，采用錨網(wǎng)亮面，能夠減少變板的工序環(huán)節(jié)，縮短工程工期，可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益320元/米。

在高應(yīng)力切區(qū)域，采取必要的特殊手段和方法，采用錨網(wǎng)亮面可獲得較好的支護(hù)效果和使用效果，在以后的同類工程中可以借鑒應(yīng)用。

[1]何滿朝、袁和生等，中國(guó)煤礦錨桿支護(hù)理論與實(shí)踐，[M].北京，科學(xué)出版社，2004.115～116