錨網(wǎng)+工字鋼棚聯(lián)合支護(hù)過陷落柱的施工技術(shù)研究

韓紅強(qiáng)

（潞安集團(tuán)漳村煤礦， 山西 長治 046000）

1 工程概述

1303 工作面屬于首采工作面，開采3 號(hào)煤層，其厚度為7.5 m。在1303 工作面膠帶巷西側(cè)是礦井井田邊界，而相應(yīng)的東側(cè)是回采區(qū)域以及相應(yīng)的工作面分巷。其中巷道設(shè)計(jì)長度為2 050 m，當(dāng)在巷道掘進(jìn)到深度為647 m 時(shí)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)超前鉆探的實(shí)際以及相應(yīng)的瞬變電磁勘探顯示的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在其前30m位置會(huì)出現(xiàn)DX7陷落柱，其長軸軸線為N85°W，相應(yīng)的平面形態(tài)類似于橢圓形，其中長軸長度直徑達(dá)到72.6 m，短軸直徑達(dá)到41.4 m。由于受到DX7陷落柱限制，掘進(jìn)巷道長度僅僅為52 m，相應(yīng)的正常的涌水量可以達(dá)到5 m3/h，而最大涌水量可以達(dá)到30 m3/h。通過分析發(fā)現(xiàn)，1303 膠帶巷原支護(hù)選用錨網(wǎng)梁索支護(hù)的形式實(shí)現(xiàn)支撐。巷道支護(hù)的斷面選用矩形，其中巷道寬度達(dá)到5.2 m，巷道高度達(dá)到3.2 m。

2 過陷落柱支護(hù)方案

在DX7陷落柱的制約下，1303 工作面選用的支護(hù)方式已經(jīng)不能達(dá)到安全生產(chǎn)的需要，為此筆者選擇DX7陷落柱區(qū)段以及相應(yīng)的前后5 m 范圍內(nèi)，選用錨網(wǎng)以及對(duì)應(yīng)的工字鋼棚聯(lián)合實(shí)現(xiàn)支護(hù)保護(hù)，將原先的巷道斷面設(shè)置為梯形斷面，其中參數(shù)為：頂寬、底寬、巷高、掘進(jìn)斷面積對(duì)應(yīng)的參數(shù)為：4.6 m、5.774 m、3.33 m、17.273 m3。當(dāng)已經(jīng)通過DX7陷落柱之后，假如對(duì)應(yīng)的巷道頂幫已出現(xiàn)好轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，那么可以選用原來的支護(hù)方式。

2.1 臨時(shí)支護(hù)

當(dāng)1303 膠帶巷通過陷落柱的過程中，可以選用專用的工字卡把工字鋼棚固定在工字鋼棚上面，同時(shí)需要安裝防片幫，這樣才可以起到臨時(shí)支護(hù)的作用。

1）竄前探梁。在實(shí)施臨時(shí)支護(hù)的過程中，通常把前探梁管移動(dòng)到窩頭位置，同時(shí)選用工字鋼棚專用卡固定支護(hù)，與此同時(shí)把前探梁尾部防滑溝設(shè)置在頂網(wǎng)位置[1-2]。

2）安設(shè)防片幫裝置。當(dāng)已經(jīng)完成前探梁的固定，可以把丁字形鋼管掛在前探梁U 型槽內(nèi)，這時(shí)可以選用木板橫置于L 形掛鉤上，其參數(shù)為4 500 mm×200 mm×30 mm。最后可以通過調(diào)整鋼管的位置，以此來防片幫板和懸掛垂直。

2.2 錨網(wǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)

2.2.1 頂部錨桿（索）支護(hù)

1303 膠帶巷在通過陷落柱的過程中，所采用的支護(hù)形式為左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，型號(hào)為MS-GLW-335/20×2400。其中的錨桿間距設(shè)定為850 mm×800 mm，每一排設(shè)置6 根，處于中間的四根錨桿與頂板設(shè)置為垂直關(guān)系，而相應(yīng)靠近巷幫的頂角錨桿角度可以設(shè)置為10°，金屬網(wǎng)以及鋼筋托梁[3]。對(duì)于錨桿而言，可以選用如下兩種固劑進(jìn)行加固：2360 錨固劑、MSZ2360 錨固劑，數(shù)量各一支。在垂直于巷道頂板方向可以進(jìn)行搭設(shè)槽鋼錨索，其相應(yīng)的錨索間以及排距為1 800 mm×800 mm，所選用的錨索規(guī)格為SKL19-1/1 860 L-7300。對(duì)于錨索而言，可以選用如下固劑進(jìn)行加固：錨固劑、2360 錨固劑、MSZ2360 錨固劑，數(shù)量分別為3、1、2。

2.2.2 幫部錨桿支護(hù)

對(duì)于幫部錨桿支護(hù)而言，通常在巷道兩幫位置選用MS-GLW-335/20×2 000 左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間、排距分別為900 mm、800 mm。每一排設(shè)置4 根，在兩幫部頂角錨桿與水平位置之間的角度為10°，在幫部位置設(shè)置金屬網(wǎng)以及相應(yīng)的鋼筋托梁，同時(shí)選用1 支錨固劑進(jìn)行錨固[4]。

2.3 工字鋼棚支護(hù)

完成安裝錨網(wǎng)之后，可以搭建工字鋼棚。其中工字鋼選用11 號(hào)，4.6 m 的鋼梁以及相應(yīng)的3.26 m 工字鋼腿，此外棚距設(shè)置為800 mm。

1）對(duì)于工字鋼棚而言，通常選用剎桿和背板進(jìn)行配合，同時(shí)需要做到背板牢靠[5]。

2）可以在工字鋼棚幫頂位置兩端梁頭、兩幫距棚腿下端進(jìn)行撐桿，其具體參數(shù)位置為250 mm、1 910 mm，同時(shí)在幫頂安置剎桿，在棚腿位置墊鞋板。

3）對(duì)于工字鋼棚梁上的設(shè)置而言，距離梁頭位置400 m 處設(shè)置兩個(gè)拉桿，在棚腿下端1 635 m 位置設(shè)置一個(gè)欄桿。另外，在距離梁頭位置1 300 mm處設(shè)置兩個(gè)防倒器，在棚腿下端1 170 mm 位置，每?jī)杉芘? 組（4 道防倒器）。

4）在工字鋼棚棚腿位置通常需要設(shè)置護(hù)腿錨桿，同時(shí)護(hù)腿錨桿和卡蘭進(jìn)行配合，這樣可以起到固定棚腿的作用。在護(hù)腿錨桿與巷道底板之間的900 m位置可以設(shè)置1 組錨桿，本研究選用左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，型號(hào)為MSGWL335/20×2000，同時(shí)錨桿需要選用MSZ2360 錨固劑進(jìn)行錨固，見圖1。

3 施工順序

安全檢查→割煤→出矸→退綜掘機(jī)→敲幫問頂→移前探梁→搭設(shè)工作臺(tái)→錨網(wǎng)支護(hù)→工字鋼棚支護(hù)。

4 支護(hù)效果

通過支護(hù)改造之后的工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)1303 膠帶巷陷落柱之后，在分析離層儀觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以及對(duì)內(nèi)鄰近DX7陷落柱布置的錨桿（索）測(cè)力計(jì)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，此位置的巷道變形比較小，頂板離層不明顯。由此可以看出，錨網(wǎng)與工字鋼棚支護(hù)在經(jīng)過陷落柱之后能夠滿足工程的需要。

5 結(jié)語

圖1 1303 膠帶巷過DX7 陷落柱支護(hù)示意（mm）

通過分析1303 膠帶巷過DX7陷落柱工作過程發(fā)現(xiàn)，由于陷落柱誘發(fā)圍巖出現(xiàn)破碎以及在頂板管理方面難度系數(shù)比較大，因此對(duì)其進(jìn)行有效地改造。首先借助錨網(wǎng)對(duì)圍巖進(jìn)行加固，從而能夠使得圍巖變成一個(gè)整體，這樣當(dāng)遇到動(dòng)壓時(shí)，能夠充分發(fā)揮工字鋼棚承壓能力。經(jīng)過改造不僅可以有效地增強(qiáng)巷道的強(qiáng)度，而且能夠?yàn)榻窈蟮V井快速安全通過陷落柱提供有效保障。