串草圪旦煤礦錨網(wǎng)索支護(hù)工藝參數(shù)設(shè)計

趙杰　董樹兵　雷劍波　班春生

摘 要：云飛公司串草圪旦煤礦4104綜采工作面設(shè)計走向1800 m，傾斜長260 m，直接頂中有雙層煤線，極易冒落，屬于復(fù)合型頂板巖性，若采用傳統(tǒng)的上繩、打大板單體柱支護(hù)收尾方式支護(hù)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此采用了錨桿支護(hù)配合錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)形式取代傳統(tǒng)的大板單體柱收尾工藝，并取得了滿意的效果，為其他條件相似礦井提供了可參考的工程類比依據(jù)。

關(guān)鍵詞：雙層煤線；復(fù)合型頂板；綜采工作面；收尾工藝

云飛公司串草圪旦煤礦4#煤層頂板為砂巖裂隙充水含水層，富水性較強(qiáng)，礦井水文地質(zhì)條件為簡單型。瓦斯絕對涌出量為2.34m3/min，相對涌出量為0.17m3/t，屬于瓦斯礦井。煤層自然發(fā)火等級為容易自燃，各煤層均有煤塵爆炸性。4104綜采工作面設(shè)計走向1800m，傾斜長260m，煤層平均厚度3.5m，平均傾角10°，煤層節(jié)理發(fā)育，直接頂中有2層煤線，極易冒落，屬于復(fù)合型頂板巖性，根據(jù)大巷掘進(jìn)及工作面揭露的地質(zhì)資料分析，該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，隱伏構(gòu)造發(fā)育，煤層產(chǎn)狀變化大，褶曲附近煤質(zhì)松軟，頂板裂隙發(fā)育、破碎、易抽煙。

對于以上所述情況若采用傳統(tǒng)的上繩、打大板單體柱支護(hù)收尾方式支護(hù)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。通過對現(xiàn)場實際情況的分析和周邊煤礦同類條件的礦井進(jìn)行調(diào)研，決定采用錨桿支護(hù)配合錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)形式取代傳統(tǒng)的大板單體柱收尾工藝。首先采用鋪網(wǎng)上繩的傳統(tǒng)工藝，支架定位后繼續(xù)推采回撤通道，回撤通道寬度為4.0m，為避免回撤通道離層冒落，采用錨網(wǎng)索支護(hù)，配合液壓支架上挑工字鋼梁打貼幫柱加強(qiáng)支護(hù)。云飛公司串草圪旦煤礦錨網(wǎng)索支護(hù)工藝設(shè)計及技術(shù)要求主要分為以下幾個方面：

（1）鋪網(wǎng)：當(dāng)工作面推進(jìn)到距停采線位置16m（剩20刀）開始鋪網(wǎng)，第1-15刀均為雙層網(wǎng)，工作面距停采線15m時開始鋪規(guī)格3000mm×1900mm（長×寬）的金屬網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)橫向為半網(wǎng)搭接，縱向為魚鱗對接。聯(lián)網(wǎng)用12號雙股鉛絲雙扣，扣距150mm。使用錨網(wǎng)+鋼梯支護(hù)時改為鋪設(shè)單層網(wǎng)。

（2）鋪掛鋼絲繩：當(dāng)工作面推進(jìn)到距停采線位置14m（剩18刀）開始在支架前梁下1.0m位置金屬網(wǎng)上掛繩，以后每0.6m鋪一道鋼絲繩，一直鋪到支架前梁前端，預(yù)計15條。

（3）距停采線8m（剩10刀）時，在頭三組和末三組支架上順傾向挑一對工字鋼梁，鋼梁長度4.5m，以后三刀每進(jìn)一刀挑一對，共挑四對工字鋼梁。

（4）當(dāng)工作面推進(jìn)到距停采線位置4.3m（剩5刀），即當(dāng)?shù)谝粭l繩到達(dá)支架掩護(hù)梁尾端時，把支架推移連接頭與前運(yùn)輸機(jī)解體，之后每刀只移溜割煤，不移架。

（5）當(dāng)工作面推進(jìn)到距停采線位置3.5m（剩4刀）即停架后割第一刀時伸出前探梁護(hù)頂。然后打兩排錨桿。

（6）當(dāng)工作面推進(jìn)到距停采線位置2.7m（剩3刀）即停架后割第二刀時，打第三排錨桿和第一排錨索。

（7）當(dāng)工作面推進(jìn)到距停采線位置1.9m（剩2刀）即停架后割第三刀時，打第四排錨桿。

（8）當(dāng)工作面推進(jìn)到距停采線位置0.8m（剩1刀）即停架后割第四刀時，打第五排錨桿和打第二排錨索。

（9）機(jī)組割最后一刀時，隨割煤隨打第六排錨桿。最后在綜采支架前梁上挑4.5m長工字鋼支護(hù)頂板，一端搭在支架前梁上不小于200mm，另一端靠煤壁側(cè)在工字鋼下打貼幫柱。

（10）為了保證回撤的空間，末采采面高度控制在3.3-3.5m。

（11）工作面停采時將采煤機(jī)停放在上出口下20-40m，然后工作面運(yùn)輸機(jī)拉回不小于1m，以便于拆除。

（12）工作面上端頭做一個曲率半徑2.5m抹角，成一個圓滑弧形狀，采用錨（索）網(wǎng)支護(hù)，并使用長度不小于4.5m工字鋼梁呈扇形支護(hù)，靠采面內(nèi)弧間距不大于0.35m外弧不大于0.7m。工字鋼梁兩端各兩根單體液壓支柱（外端在支架上除外）。

（13）錨桿錨索支護(hù)技術(shù)要求：

頂錨桿及錨索：開孔使用風(fēng)動或液壓錨桿機(jī)，配套六棱中空鉆桿及直徑27mm雙翼鉆頭，錨桿鉆桿長度2.0m，孔深1.9m，錨桿錨固力不小于70KN，螺母扭矩不小于120Nm；錨索長度6.3m，孔深6.1m，錨索錨固力不小于200KN，預(yù)緊力120KN。

幫錨桿：開孔使用水煤電鉆或手持幫錨桿機(jī)，配麻花鉆桿及直徑27mm鉆頭，錨桿鉆桿長度2.0m，孔深1.9m，錨桿錨固力不小于5KN，螺母扭矩不小于100Nm。

錨桿錨索安裝：錨固劑的攪拌要求一氣呵成，不得間斷反復(fù)攪拌，攪拌時間20-30s；錨桿尾部外露長度不大于100mm，錨索尾部外露長度200-300mm。頂錨桿使用配套的直徑120mm×厚度8mm預(yù)應(yīng)力托盤；錨索托盤：不小于300mm×300mm×10mm金屬托盤。

云飛公司串草圪旦煤礦采用的這種錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)形式有利于淺埋深煤層大架型工作面復(fù)合頂板的控制，通過收集的頂板離層儀數(shù)據(jù)可以看出，在此種地質(zhì)條件下采用本支護(hù)工藝能夠起到很好的控制頂板的作用，在工作面回撤過程中沒有出現(xiàn)支架被壓死的現(xiàn)象，給支架拆除提供了寬敞的空間。對于其他類似地質(zhì)條件下工作面回撤施工方案也有一定的借鑒意義。

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