厚煤层底板巷大断面在软岩支护技术中的应用

摘要： 本文论述了厚煤层底板巷大断面软岩支护技术的新尝试――“一梁三索”锚网索喷支护技术，以及支护参数。本法使用3.5m长“U”型梁“一梁三索”，使顶板支护成为一个整体，通过增加支护稳定性，解决了顶煤松软、破碎，抽漏造成锚杆、锚索支护失效的问题。切眼施工时采用炮掘施工，具体施工顺序：打前探锚杆―掘进机切割上半部――临时支护――打锚杆眼，安装锚杆――铺钢筋网――拧紧螺母――打锚索眼，上锚索――上“U”型钢梁，紧固――掘进机切割下半部――打两帮锚杆――铺钢筋网――拧紧螺母――喷浆。实践证明，厚煤层底板巷大断面“一梁三索”锚网索喷支护技术是一种技术先进，经济合理，安全可靠的支护方式。

Abstract: This article discusses a new attempt to large cross section in the application of soft rock supporting technology in thick coal seam floor tunnel ――"a beam three cable" anchor boltmesh supporting technology,and supporting parameters.The method use 3.5m long "U" shaped beam which called "a beam three rope" to make roof support as a whole, by increasing support stability to solve the soft top coal ,crushing, roof prone lacrosse, pumping leak caused bolt, anchor support failure. Cut using Excavating Constructionspecific construction sequence: bolt beat former exploration――roadheader cutting the upper half――temporary support――hitthe anchor rod eye，installationthe anchor rod――paved steel mesh――tighten the nuts――beat the anchor eye, placement of the anchor――placement of the "U" shaped steel beams, tightening――roadheader cutting the bottom half――beat sides to anchor rod――paved the steel mesh――tighten the nuts――guniting. Practice has proved，thick coal seam floor tunnel section, "a three-beam cable" anchor boltmesh supporting technology is an advanced technology which is economical, safe and reliable way of supporting.

关键词： 软岩支护；一梁三索；锚杆；锚网索喷

Key words: soft rock supporting；a beam with three cable；anchor rod；anchor boltmesh supporting

中图分类号：TU94+2 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）23-0137-03

0引言

龙煤集团鹤岗兴安煤矿矿老井深、地质条件复杂，水、火、瓦斯等各种灾害并存，尤其在进入四水平深部开采后，冲击地压显现日趋严重，并成为了威胁矿井安全生产、制约安全高效矿井建设的重大难题。

近年来，兴安煤矿按照龙煤集团鹤岗分公司的要求，大力推进技术革新，不断改进支护技术。特别是在2013年9月份，随煤矿技术人员不断学习和考察后，明确地牢固树立了“抽漏就是事故”理念，在开拓和回掘系统中也坚持“先做减法、再做加法”的主导思想，将原来的4个开拓区缩编为3个开拓区，而被撤销开拓区的生产连队人员全部被充实到其他3个开拓区，提高了各队适应艰苦复杂条件的能力。合区并队的当月，全矿开拓进尺不但没有减少，还比上个月多掘进了110m。收到了良好的成效。

在不断加大准备工作力度的基础上，兴安煤矿针对矿井赋存的特点，围绕加快安全高效矿井建设的总体目标，从上大设备、实现大生产和预防冲击地压的角度出发，经过科学研究和认真分析，从2013年10月份开始，将四水平北11层一三区二段底板层巷道断面增加到22m2，并在施工时采用“一梁三索”锚网索喷支护技术，并收到了良好效果。大断面月进尺可达到150m，比施工本区域一段的月平均进尺提高了近一倍；最高进尺达到了63m，锚网索喷支护断面利用率达到了100%。增强了矿井安全把握程度。

1工作面概况

该区段为四水平北11层一三区二段底板层。西部为四水平11层一段工作面，现已采完，轨道与一段机道留设5m保护煤柱。工作面走向长为480m，倾斜长为140m，煤层平均厚度8.0m，可采储量达到了70万吨。该区上段已采，下段未采。根据一段回采可见，该区段煤层赋存比较稳定，煤层由背斜逐渐转变为向斜赋存状态。倾角在19°～35°之间，平均倾角为25°，煤层厚度为7.42m～8.52m，一般厚度为8.0m，煤层结构较简单，煤质较软，块状，破碎，底板为6m灰色坚硬细砂岩。如图1所示。

2支护参数设计

2.1 机道设计兴安煤矿机道施工采用巷道宽为5.5m，中高4.0m，拱高为2.2m，墙高为1.8m，断面面积为：22m2。

锚索长度为8.3m，直径为17.9mm的钢绞线，间距为1.5m，排距0.8m，采用1支快速凝锚固剂和2支中速凝锚固剂，锚固长度为1900mm，锚固力≥250kN。在“一梁三索”结构中，巷道中间采用3.5m长的“U”型钢支护，两边采用0.5m工字钢或“U”型钢托梁。锚杆采用无纵筋预应力螺纹钢，直径为22mm，长度2400mm，间排距都为0.8m。假如顶板有淋水时，可加大速凝剂掺，且必须在喷浆机内均匀洒入。

2.2 切眼和开帮设计切眼施工采用放炮掘进施工，巷道宽度为3.5m，中高为2.7m，断面面积为10m2。

锚索选用长8.3m，直径为17.9mm的钢绞线，间距长度为1.25m，排距为0.8m，每排3根。锚索托梁为3.5米长钻眼工字钢的“一梁三索”结构，与机道支护相似，均采用“U”型钢支架和工字钢支护。切眼开帮时宽度4.5m，中高2.7m，断面：13m2。开帮切眼开帮前先设计一个半圆拱型的巷道，达到宽度后，再设计一个长度相同的班员工型的巷道断面。如图2和3所示。

2.3 施工工艺设计具体施工顺序是：打前探锚杆―掘进机切割上半部――临时支护――打锚杆眼，安装锚杆――铺钢筋网――拧紧螺母――打锚索眼，上锚索――上“U”型钢梁，紧固――掘进机切割下半部――打两帮锚杆――铺钢筋网――拧紧螺母――喷浆。

①打锚杆：打锚杆眼位眼位误差不得超过30mm，锚杆眼深度与锚杆长度相等。

②铺设钢筋网：铺网时，应待上好顶板中间锚杆，将顶网吊好，再依次按照上方顶板两侧打锚杆，挂网上托盘，拧紧螺母，而后再由上往下打锚杆挂网。铺网时必须将挂网拉紧，紧贴煤岩面，使挂网具有一定的预紧力。

③锚索：底板层顶煤打锚索时，煤要经过水体冲刷，造成孔径增大，孔平整度差，树脂锚固剂很难送到眼底，造成药卷“穿糖葫芦”问题，达不到支护效果。经过现场实践，用塑料卷进行连接，并已管解决了送药卷难的难题。但还需注意一下几点：

1）打锚索眼时，锚索眼位置要准确，眼位误差不得超过30mm。

2）将树脂药卷用塑料管连接，在药卷下部插一根相同的塑料管。

3）将锚索线插入塑料管将药卷缓缓送入孔底。

4）使用锚索机带动转动锚索线，待药卷凝固后，撤下锚索机。用锚索将3.5m长、排拒为0.8m的“U”型钢梁及时支护，确保巷道的支护强度和施工安全。如图4所示。

针对施工中出现的由于顶煤松软、破碎，打锚索时水流冲刷，造成锚索孔增大，容易卡住药卷或将药卷“穿糖葫芦”的问题。将两卷树脂药卷用塑料管连接，在药卷下部插一根塑料管，再将锚索线插入塑料相限管，缓缓把药卷送入孔底，加以解决；针对由于顶煤松软、破碎，顶板易出现网兜、抽漏造成锚杆、锚索支护失效等问题。使用3.5m长“U”型梁“一梁三索”，使顶板支护成为一个整体，通过增加支护稳定性，加以解决。

5）采取的措施。为确保施工的效果应该注意一下几点：一是要求加强现场指挥，跟班到位。施工中进行多头同时平行作业。二是提高施工质量。锚杆、锚索药卷安装合理，保证锚索锚固到坚硬顶板岩石坚固。三是加强顶板监测。顶板下沉或失效锚杆及时进行补打锚杆、锚索。在顶板压力大或鼓帮时，锚杆、锚索间、排距加密。实践证明，厚煤层底板巷大断面“一梁三索”锚网索喷支护技术是一种技术先进，经济合理，安全可靠的支护方式。

3厚煤层底板巷大断面软岩支护技术的防治

①无论施工顶、底板层巷道，能使用掘进机的，一定要坚定不移的使用。能使用锚网索支护的，绝不架棚。在有充分技术保障的前提下，应尽量扩大巷道断面，以满足机械化大生产和防冲、防突及其他灾害防治的需要。

②机道掘进运输使用与采煤型号一致的设备，完工时直接交付采煤使用，避免二次回撤安装。

③掘进期间应提前做好探放水、过旧巷的准备工作，为正常回采打好基础，不留尾工。

④对于厚煤层底板层巷道施工，要防止顶板抽漏。

⑤对于厚煤层底板层巷道施工，必须每循环打好前探锚杆，掘进机割完煤后，及时打锚杆、锚索，避免出现空顶现象。

⑥对锚网索支护工艺流程进行进一步研究和改善，尽量缩短支护时间，提高掘进速度。

4总结

兴安煤矿在厚煤层底板巷大断面软岩支护技术上进行了一些尝试，采用了“一梁三索”锚网索喷支护技术取得了良好的效果，选择合格的技术和支护参数，沿煤送底板巷可行，有效地阻止了巷道围岩的变形，控制了巷道的破坏，达到一次成巷，为该煤矿大断面施工支护提供了有效的途径。

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