預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂技術(shù)在新橋煤礦里切眼支護(hù)中的應(yīng)用

張 帥

（河南能化集團(tuán)永煤公司新橋煤礦，河南 永城 476600）

受地質(zhì)條件復(fù)雜多變的影響，工作面開(kāi)切眼掘進(jìn)過(guò)程中，局部地段開(kāi)切眼巷道高度過(guò)高的情況時(shí)有發(fā)生。這種情況既影響了巷道的支護(hù)效果，也給綜采工作面的安裝增加了難度。目前對(duì)于這種情況，通常采取通過(guò)液壓支柱與π型梁配合抬棚再絞接半圓木的絞頂方法。但是這種方法屬于被動(dòng)支護(hù)，不但投入比較大，而且支護(hù)效果較差。

為了提高開(kāi)切眼支護(hù)的合理性，永煤集團(tuán)新橋煤礦在2304綜采工作面開(kāi)切眼支護(hù)時(shí)研究設(shè)計(jì)了預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂技術(shù)，并獲得了成功。

1 工作面概況

新橋煤礦2304綜采工作面位于南三采區(qū)，東部為工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，西部為2304工作面實(shí)體煤（未采），北部臨近井田邊界，南部為2302工作面實(shí)體煤（未掘）。工作面平均埋深為690m，主采煤層為二2煤層，厚度平均為2.8m。直接頂以泥巖與砂質(zhì)泥巖為主，平均厚度為4.2m；基本頂以粉砂巖、粗砂巖與細(xì)砂巖為主，平均厚度為11.4m；直接底為0.85m的砂質(zhì)泥巖；基本底是平均厚度為12.89m的細(xì)砂巖及粉砂巖。

2304工作面里切眼平距總長(zhǎng)為167.4m，沿二2煤層頂板掘進(jìn)，坡度平均為10°，里切眼巷道斷面設(shè)計(jì)為倒梯形，斷面凈寬4000mm，當(dāng)煤層厚度小于2800mm時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采取破底施工方式保證巷道凈高不低于2700mm。

2 預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂技術(shù)

預(yù)應(yīng)力錨索梁加固圍巖的實(shí)質(zhì)，就是通過(guò)錨索對(duì)被加固的巖體施加預(yù)應(yīng)力，限制巖體有害變形的發(fā)展，從而保持巖體的穩(wěn)定。在頂板上打注錨索后，由于錨索的錨固點(diǎn)在深部穩(wěn)定巖層中，根據(jù)懸吊理論，下部不穩(wěn)定巖層通過(guò)錨索懸吊在上部穩(wěn)定巖層中，起到了懸吊頂板的作用，同時(shí)由于錨索預(yù)應(yīng)力作用，對(duì)已有錨桿支護(hù)的下部巖層進(jìn)行組合、加固，能有效控制頂板下沉，減少支架、錨桿受力，使群體支護(hù)達(dá)到良好的效果。

2304工作面在絞頂段巷道頂板施工18.9×9000mm錨索，每排打3根，3根錨索布置在與巷道掘進(jìn)方向垂直的同一斷面上，錨索距巷道左幫（回采側(cè)巷幫）分別為500mm、2100mm、3700mm，錨索排距1600mm。

預(yù)先在絞頂段巷道兩幫畫(huà)好腰線(xiàn)，腰線(xiàn)距巷道底板3200mm，注錨索時(shí)均注至錨索外露下段與腰線(xiàn)平齊，錨索打注完畢后，沿巷道掘進(jìn)方向上錨索梁，錨索梁長(zhǎng)2.0m，采用12#槽鋼加工而成，前后兩架錨索梁采用鎖具配合錨索梁小托盤(pán)鎖在同一根錨索上，鎖具以下錨索外露50～100mm，錨索梁相互交叉并交錯(cuò)上、下布置，錨索梁鎖好后作為絞頂?shù)准堋?/p>

絞頂?shù)准芗茉O(shè)好后，施工人員再按照要求對(duì)該段巷道進(jìn)行絞頂工作，具體施工方法：在施工好的錨索梁架上沿巷道傾向左、右側(cè)兩架間各布置2根2.0m長(zhǎng)半圓木，然后沿巷道走向各布置2根半圓木，按照“井”型錯(cuò)差搭接反復(fù)進(jìn)行，并用木楔子楔緊，直至接頂。待絞頂完畢后，再對(duì)錨索進(jìn)行加壓，如圖1所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂施工圖

3 礦壓監(jiān)測(cè)

預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂技術(shù)在2304工作面成功應(yīng)用后，對(duì)絞頂位置的5#頂板離層儀進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)記錄，數(shù)據(jù)處理結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖2 預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂施工前頂板位移記錄

圖3 預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂施工后頂板位移記錄

由圖2和圖3可以看出，初期巷道頂板位移量均較大，最大約為18mm。自預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂施工后，頂板位移量逐漸趨于平緩，穩(wěn)定在20mm左右。由此可知，采用預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂技術(shù)，能夠有效地加強(qiáng)頂板支護(hù)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

新橋煤礦2304工作面里切眼采用預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂方法，不但起到了主動(dòng)加固頂板的作用，而且還提前降低了切眼巷道高度，為綜采工作面安裝提供了便利條件。這是一種安全有效的管理煤巷頂板的途徑，預(yù)應(yīng)力錨索梁絞頂技術(shù)對(duì)于條件類(lèi)似的煤巷有借鑒意義。