全煤巷道錨桿支護應(yīng)注意的問題

馮福現(xiàn)

平頂山天安煤業(yè)九礦有限責任公司 河南平頂山 467044

全煤巷道錨桿支護應(yīng)注意的問題

馮?，F(xiàn)

平頂山天安煤業(yè)九礦有限責任公司 河南平頂山 467044

錨桿支護密度對支護系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要，合理支護密度應(yīng)以保證安全為前提，并以最低的支護成本達到所要求的支護效果，不能認為支護密度越大越好。不能為降低支護成本，隨意增大錨桿支護間、排距，則達不到支護強度，造成頂板冒落事故，所以必須確定合理支護密度。

全煤巷；道錨桿支護；注意問題

一、全煤巷道錨桿支護

從全煤巷道錨桿支護看，掘進期間圍巖較穩(wěn)定，但是在服務(wù)期間，特別是在回采期間，巷道圍巖(煤體)變形較大，頂板及兩幫表面煤體發(fā)生破碎。在每排錨桿之間由于壓力作用出現(xiàn)大煤兜，但有錨桿及鋼筋框架位置變形較小，這說明有錨桿及鋼筋框架位置支護阻力高，控制了圍巖變形量。在斷層、復(fù)雜地質(zhì)條件地點，每排錨桿之間由于金屬網(wǎng)支護強度低，當巷道頂、幫壓力大時，不能達到維護圍巖強度，圍巖發(fā)生變形較大，在此類地質(zhì)條件下，應(yīng)提高支護密度，縮小錨桿支護間距、排距，將錨桿支護間距、排距設(shè)計為0.6m為宜，并且在施工中要將金屬網(wǎng)貼緊頂、幫，拉緊固牢，以增大支護剛度及強度，控制圍巖變形。錨桿支護間距、排距可按下列經(jīng)驗公式計算:D≤0.25Lm式中:D錨桿支護間排距(m)；L一錨桿長度。

二、錨固形式選擇及錨固效果

全煤巷道錨桿支護使用的錨固劑一般采用樹脂錨固劑，比快速水泥錨固效果好，安全可靠，設(shè)計錨固力可以得到保證，操作方便，有利于快速掘進。一般錨固形式有全長錨固、加長錨固、端頭錨固三種。全煤巷道錨桿支護不宜選擇加長錨固、端頭錨固，應(yīng)選擇全長錨固。因為全煤巷道錨固的頂板及巷道兩幫均為煤體，其強度及整體性、穩(wěn)定性低于巖石易破碎，使用全長錨固后頂板的整體性得以加強，有利于防止頂板層間的相互錯動或離層，而且使錨桿不易失效，頂板的整體性和穩(wěn)定性得到提高。由于全長錨固使錨桿全長都和圍巖產(chǎn)生較強的粘結(jié)，所以在錨固范圍內(nèi)任意一點發(fā)生離層和變形時都能有效地提供錨固力，提高支護系統(tǒng)剛度，控制圍巖變形。采用全長錨固，使錨桿沿鉆孔的全部長度范圍內(nèi)的圍巖都受到變形約束，限制離層現(xiàn)象發(fā)生，特別是頂板淺部圍巖離層能得到較好的控制，而保持頂板圍巖的穩(wěn)定性。施工中還應(yīng)注意錨固效果問題，一是要達到設(shè)計錨固力，二是要達到實際錨固長度，才能有效地控制巷道圍巖變形，特別是能控制巷道表面圍巖變形。

三、巷道規(guī)格、質(zhì)量問題

煤礦巷道規(guī)格、質(zhì)量是煤礦生產(chǎn)管理的重要工作，是煤礦實現(xiàn)安全生產(chǎn)、文明生產(chǎn)的前提，是關(guān)系到能否安全生產(chǎn)關(guān)鍵問題。特別是在錨桿支護中顯得尤為重要，施工全煤巷道錨桿支護，要求掘出的巷道斷面規(guī)格符合設(shè)計要求，嚴禁超高、超寬，并且要求掘出的巷道頂板平整、煤壁平直，才能使鋼帶、錨桿、金屬網(wǎng)、鋼筋架合理布置，達到最佳支護效果，這是煤巷錨桿支護最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的問題。

四、錨桿長度、托盤選擇

從經(jīng)濟上來說，錨桿越長，錨桿本身的材料費用也越高。但從整個錨桿支護系統(tǒng)來說，錨桿長度不能過短，過短就使整個錨桿加固圍巖強化圈的厚度過小，強度低，不利于圍巖的穩(wěn)定。錨桿長度選擇對巷道變形影響較大。全煤巷道錨桿支護實踐表明，使用全長錨固全煤巷道時，錨桿長度增加時，圍巖變形量相對變小，支護效果是明顯的。因此在全煤巷道錨桿支護中要比相同地質(zhì)條件下的巖石頂板錨桿長18%左右為宜。錨桿托盤較巖層支護適當大些，一般為150×150×6mm鋼板。

五、錨桿安裝

支護工藝巷道掘出斷面后要及時對暴露頂板進行支護，采取快速施工，快速安裝錨桿。安裝錨桿采取攪拌樹脂，上托盤，擰緊螺母，一次完成。并且支護到迎頭，不空頂，以減少頂板離層或下沉。安裝鋼帶、金屬網(wǎng)、鋼筋框架、托盤時要緊貼頂板及巷道兩幫，拉緊固牢，以增大支護剛度和支護阻力，并且使用力矩扳手檢查螺母緊固性，以保證支護效果。在地質(zhì)條件復(fù)雜、斷層、軟煤地段必須采用錨桿與錨索聯(lián)合支護形式，并且錨索錨固深度達到老頂巖石位置。

六、全煤巷道己16-17-22061風巷試驗分析

（一）己16-17-22061風巷地質(zhì)情況

己16-17-22061采面位于己二下延采區(qū)西翼，東起采區(qū)皮帶下山，西至井田邊界，上部為已回采的己15-22060采面，下部無采掘活動。

根據(jù)已開采的己15-22060采面及鉆孔資料分析，煤層厚度在4.5～5.5m之間，平均5.0m。煤層傾角東陡西緩,傾角16°～25°，平均21°，賦存不穩(wěn)定。（見下表）

該工作風巷相鄰邊莊逆斷層，受斷層的影響，工作面次生斷層較多，隱伏小斷層發(fā)育，且工作面煤層賦存不穩(wěn)定，煤層傾角、厚度及走向坡度變化較大。結(jié)合己15-22060采面中的無煤帶及附近鉆孔資料分析，在工作面風巷里段預(yù)計煤層賦存不穩(wěn)，斷層會給掘進施工帶來一定影響。

（二）巷道支護設(shè)計

該巷道設(shè)計為梯形，支護方式：錨網(wǎng)索+W鋼帶（頂）+W鋼帶（幫）或護幫板支護；

（1）凈寬：4600mm，中線至兩幫誤差：0～100mm；

凈高：3300mm（中心處），允許誤差：0～100mm。（2）錨桿間排距：800×800mm，誤差-100～100mm。（3）錨桿角度：與巷道輪廓線或巖面夾角≥75°。

（4）金屬網(wǎng)鋪設(shè)平整、緊貼巖面，網(wǎng)間壓接≥100mm，每200mm用12#以上鐵絲扎接一道。

（6）錨桿外露長度：10～40mm。

（7）錨索成矩形布置，間排距：1600×1600mm，偏差-100～100mm。

（9）錨索外露長度：安裝后鎖頭以下150～250mm。

（10）頂板末端和巷幫上末端錨桿上下垂直距離不超過300mm。

（11）巷道兩幫使用護幫板或者W鋼帶進行支護加固，護板規(guī)格：400×300mm，鋼帶規(guī)格長×寬×厚=4600/2000×275×4mm。

該工作風巷相鄰邊莊逆斷層，受斷層的影響，工作面次生斷層較多，隱伏小斷層發(fā)育，且工作面煤層賦存不穩(wěn)定，煤層傾角、厚度及走向坡度變化較大。結(jié)合己15-22060采面中的無煤帶及附近鉆孔資料分析，在工作面風巷里段預(yù)計煤層賦存不穩(wěn)，斷層會給掘進施工帶來一定影響。

（三）通過全煤巷道錨桿支護實踐、分析和總結(jié)

①全煤巷道錨桿支護要結(jié)合不同地質(zhì)條件，確定技術(shù)上可行，經(jīng)濟上合理的錨桿支護密度；②選擇全長錨固形式，它可以沿錨桿體全長都使圍巖和桿體產(chǎn)生較強的粘結(jié)，所以對錨固范圍內(nèi)任意一點發(fā)生離層和變形都能有效地提供錨固力，而保持頂板圍巖穩(wěn)定性；③全煤巷道錨桿支護要求掘出的巷道頂板平整，煤壁平直，才能使錨桿、鋼帶、金屬網(wǎng)、鋼筋框架等合理布置，達到最佳支護效果；④錨桿長度對控制巷道圍巖變形影響較大，錨桿過短加固圍巖強化圈的厚度過小，不利于巷道圍巖穩(wěn)定，過長則材料費用大，全煤巷道錨桿長度較巖層長18%左右為宜；⑤全煤巷道要求錨桿支護及時，快速施工、快速安裝、且支護到迎頭，不空頂；⑥全煤巷道錨桿支護施工期間要進行錨桿錨固力、拉拔力測試，并且對頂板進行日常監(jiān)測，確保巷道支護穩(wěn)定性?？傊?，不斷總結(jié)經(jīng)驗、掌握不同地質(zhì)條件下錨桿支護參數(shù)和施工工藝、巷道壓力顯現(xiàn)規(guī)律，才能使全煤巷道錨桿支護技術(shù)不斷完善，全煤巷道錨桿支護得到廣泛應(yīng)用。

煤層頂?shù)装迩闆r頂?shù)装迕Q 巖石名稱 厚度 (m) 巖性特征老頂 細中粒砂巖 7.0m 灰白色中厚層狀中粒砂巖直接頂 砂質(zhì)泥巖 4.0m 深灰色砂質(zhì)泥巖偽頂 炭質(zhì)泥巖 0.2m 深灰色泥巖直接底 泥巖 0.1～0.8m 深灰色泥巖老底 細中粒砂巖 5.8m 灰白色中細粒砂巖及砂質(zhì)泥巖互層