浅谈兴安煤矿开拓工作面新兴支护

[摘 要]文章阐述了单体式临时支护、中空注浆锚索在开拓巷道中的支护特点及在兴安煤矿实际应用。

[关键词]开拓工作面；临时支护；中空注浆锚索

中图分类号：T11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0328-01

1、岩巷中临时支护的应用

①临时支护是在井下作业时，为了防止永久支护未施工前，炮后顶板破碎离层的岩石掉落伤人，采取的临时性措施支住顶板，使施工得以安全继续进行的一种暂时的支护方式。兴安煤矿开拓工作面使用NK25-250/90型内注式单体液压支柱和木梁配套维护顶板，掘进爆破之后，先进行敲帮问顶，去掉活矸松岩，再安装临时支护，在近几年的生产实践中取得了良好的效果，为安全生产做出了巨大的贡献。

②临时支护顺序：（1）炮后敲帮问顶，在适当位置挖好木鞋窝，放稳木鞋。（2）将原支护锚杆托盘及螺丝卸掉。（3）把事先联好的纵向2排钢网撑起，铺设到顶板，钢网间排距搭接0.2米。（4）钢网搭接处用铁线简单联接。（5）升起左右两侧单体液压支柱，下面放稳在木鞋上，上面顶牢背板使背板及背板上的钢筋网与顶板岩体接实。（6）液压单体上端头用防倒绳绑牢到钢网上，防止液压支柱侧倒伤人。（7）完成上述工作工序后将原支护锚杆托盘及螺丝上齐、紧固。（8）再安设两腮及两帮钢网，钢网搭接处先简单联接。钢网临时支护至场子头，防止片帮及顶板落块伤人。（9）临时支护设好后，再进行永久支护，顶板及两腮先施工锚杆，上齐锚杆托盘及螺丝，锚固顶板及两腮钢网，将临时支护撤下，再进行永久支护两腮及两帮，完成永久支护。（附临时支护三视图，图1）。

③临时支护的优点与推广前景：

A、有效地控制了顶板事故。

B、解决了在空顶条件下作业的弊端。

C、最大限度地减少顶板空顶时间，防止顶板抽漏。

D、有足够的支护强度，实现了掘进工作面空顶区的顶板控制与管理，保证掘进工作面的作业人员处于安全状态。

2、中空注浆锚索的尝试与推广

①随着煤矿开采深度的不断增加，巷道将处于更高的地应力环境中，巷道支护度稳定性更加难以保证。目前，进行复杂困难条件下支护较成熟的技术有两种：一是锚注支护技术；二是锚杆和棚式支架联合支护技术。长期以来，采用较多的形式是棚式支架与锚杆联合支护，已经有许多成功的实例。但是，常规的锚杆支护有一定的适用范围，超出这个范围，锚杆的作用便会大打折扣，比如巷道围岩松散破碎，锚杆的支护作用范围受到很大影响，进而，不可避免地影响到联合支护的效果。大量实践证明锚注支护技术在技术上和经济上更为显著。采用注浆锚索进行加固破碎围岩，将锚固、注浆加固一体化，可以改变围岩的松散结构，提高粘结力和内摩擦角，封闭裂隙，阻止水对岩体的侵蚀，使岩体强度显著提高，注浆加固可为锚杆提供可靠的着力基础，使锚杆对松软破碎围岩的锚固作用得以发挥。采用锚注支护，对巷道围岩强度高、裂隙发育、破碎的加固效果更突出。

②锚注加固机理：锚注加固的原理是将锚索的支护作用与注浆加固的作用组合起来，共同作用于巷道围岩，通过注浆锚索压注双液浆（水泥和添加剂），不仅能从根本上保证锚索锚固可靠，而且浆液能够渗透到钻孔周围较大范围的煤岩体中，对出现松动的煤岩体产生粘结固化作用，明显改善其整体性。使围岩受力均匀提高煤岩体的自撑能力，从而大大改善巷道支护效果，它具有强初撑、急增阻、高承载的特性，能够比较好地解决高应力区、断层带附近以及“三软”地层由于巷道围岩松动破碎和大变形引起的锚固力迅速衰减和丧失的难题。据测试，同样条件下其实际锚固力可比普通锚索提高1～3倍。通过锚索孔内注浆对锚索还起到隔绝空气、水侵、受潮锈蚀的封闭作用，大幅度提高了锚索的使用寿命（图2）。

③注浆锚索工艺流程 ：打注浆锚索孔―安装锚索、封孔―连接注浆设备―配浆―注浆。

④技术优点：

A、锚索索体为新型中空结构，自带注浆芯管，采用反向注浆方式，不仅消除了产生气穴空洞的可能，保证锚固浆液充满钻孔，而且省去了排气管和注浆管专用接头，也无须在现场绑匝注浆管、有排气、排水功能，以及封堵注浆孔，使施工步骤大为简化；该项支护新工艺，不怕松软、破碎、断层等复杂地质条件，注浆加固后围岩整体性完好。

B、索线上部为搅拌树脂药卷进行端头锚固，下端采用索具锁紧，安装后能立即承载。

C、索体及锁紧机构采用新型结构，在保证注浆通径的前提下，使索体直径达到最小化，所需安装孔径小，实现了小孔径、大吨位，索体结构本身满足高压注浆的要求，注浆压力可以达到 8Mpa，实现锚注结合，并且可加注单液浆或双液浆。

D、由于安装后能立即承载，因此注浆可以安排在迎头后方一定距离将一定范围的锚索一次注完，因此施工非常便利。

⑤实用效果检验：2014年兴安煤矿二开拓区522队施工四水平北11层边界区二段总机道，巷道设计长度980米，采用锚网索喷联合支护，该巷道施工中过12层、13层煤及多条断层，该区域属于深部掘进，且受地质条件影响，地应力极大，施工300米时，已施工巷道顶板下沉严重，采取加密支护的措施依然控制不住顶板下沉，严重影响了安全生产。为解决支护难题，我矿技术人员到新陆矿现场进行学习考察之后，二开成立注浆队，采用中空注浆锚索支护新工艺对其进行治理，在522队反复试验后，取得较好的效果，有效控制了顶板下沉现象，避免了巷道二次修复，同时也为今后深部及高应力集中区巷道掘进支护提供了参考。

3、结束语

科技是第一生产力，高度重视技术创新工作，积极采用新技术、新工艺、新设备，充分发挥群体的才智和热情，煤矿的明天会更好！

作者简介

张佳林，男，1987年4月出生，学历大学，毕业于黑龙江科技学院，现任龙煤鹤岗矿业公司兴安煤矿二开拓区助理工程师。