7707综放面主切眼施工顶板管理技术谈

[摘 要]简述了姚桥煤矿7707综放面主切眼掘进中的顶板支护方式及参数，采用了锚网（索）联合支护技术，及锚网（索）架棚联合支护技术。并介绍了顶板支护施工工艺流程，质量要求，以及巷道顶板破碎时采取的超前支护技术，提高了巷道的支护效果，降低了支护成本，保证了矿井安全生产。

[关键词]锚杆；锚索；锚架；支护；工艺流程

中图分类号：TD325 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）31-0241-02

1. 概况

7707综放工作面位于山东省微山县昭阳湖下，东六上山采区上部，其南为东六采区上山，北以袁堂断层防水煤柱线为界，东为7705设计综放工作面（实体煤）， 西为7709综放工作面（采空区）。工作面对应地面标高+31.30～+35.90m，工作面标高为-180～-280m，工作面走向水平长度为1360m左右， 7#煤煤层平均厚度5.75m，煤层结构简单，无夹矸，7#煤工业储量2.58Mt，回采煤量为2.01Mt，回采率为85%。工作面煤层倾角在1°～15°，平均倾角9°。工作面内8#煤平均厚度4.39m， 7、8#煤层间距平均厚度6.65m。工作面整体形态为向斜构造，北翼最大倾角为16°，南翼最大倾角为6°，工作面内无岩浆岩侵入。工作面直接顶为泥岩，老顶为砂质泥岩，直接底为泥岩。

7707综放工作面切眼外侧是落差为180m的袁堂支断层，断层使下盘奥灰水与上盘煤系地层对接，奥灰水对采掘工作有一定的威胁。现已对断层留设了安全防水煤柱。工作面采掘过程中，要严格按照设计施工，不得破坏防水煤柱。工作面回采期间涌水水源主要是7煤顶板砂岩裂隙水，预计工作面正常涌水量为5 m？/h，最大涌水量为15 m？/h。预计袁堂断层水对工作面回采无水害威胁，工作面回采前要在低洼区建立排水系统，及时排水。

按照设计主切眼与材料道夹角为90°，主切眼全长223m。主切眼开门按平巷施工追7#煤底板，追至7#煤底板后下帮沿7#煤底板掘进。

2.顶板管理

2.1 顶板支护方式选择

（1）切眼施工时顶板完整时采用锚网（索）支护方式；

（2）切眼施工时顶板破碎顶板难以控制或过断层时采用锚网（索）架棚联合支护方式；

（3）切眼施工过破碎带及断层时采用施工超前支护维护顶板完整性；

（4）当顶板出现网兜时，及时采用增补锚杆支护；

2.2 支护参数

2.2.1锚网（索）支护参数

（1）7707主切眼为矩形断面，巷道净宽4.6m，净高2.45m。巷道采用锚网（索）支护，顶部4根锚杆规格为Φ20×2000mm的螺纹钢锚杆，间排距为800mm×1000mm，锚索为Φ17.8 mm， L=7.2m，间排距为3200mm×3000mm。左帮（老塘帮）Φ20×2000mm的螺纹钢锚杆，间排距为700mm×1000mm；右帮（副切眼帮）为木锚杆支护，间排距为700mm×1000mm，如支护效果不好及时改为螺纹钢锚杆支护。支护断面如图1所示。

（2）循环方式：顶帮完整时一掘两排，循环进尺2.0m，最大控顶距2.4m，最小空顶距0.4m；当煤体破碎时，可适当缩小循环进尺为0.8m，及时打超前，超前管子间距不大于0.3m，超前管子两个循环之间必须有搭茬。

2.2.2 锚网（索）架棚联合支护参数

（1）架棚棚梁为：3.9m，棚腿为：2.7 m，中扎确保在250～300mm，巷道净高为2.45m。

（2）背板数量要足够，顶6块背板，顶部中间空1.2m不腰背板两头对称布置，两帮各4块背板，背板规格：1100mm×100mm×50mm。每侧一拉勾两木撑齐全且顺直，拉钩规格：φ14mm-800mm钢筋，顶要接实帮腰实且木楔打紧。支护断面如图2所示。

（3）架棚迎退山按每6～8度迎1度，棚子调斜、水平度及棚梁接口要符合工字钢支架巷道安全质量标准化验收标准。

（4）架（套）棚支护紧跟迎头，严格执行“一掘一排一锚一架”制度。循环进尺0.8m，最大控顶距1.2m，最小控顶距0.4m，架棚支护最多滞后锚网索支护一排半的距离。

（5）架棚柱窝150～200mm棚腿要尽可能栽在实底上，否则必须穿铁鞋或木鞋。

（6）架棚支护接顶量超过250mm时，棚梁两端用半圆木打井字形木垛接顶，接顶横向半圆木端头必须顶到煤壁，纵向半圆木端头外露棚梁不得小于100mm，木垛之间必须连接。腰帮量超过250mm时，采用3块半圆木代替4块背板。

2.3 巷道顶板破碎、穿煤层、过断层时要采取超前支护方法如下：

（1）采用3000mm长1寸钢管作超前支护。

（2）在打超前支护钢管前，先将掘进迎头打超前支护钢管的位置用掘进机切割头或人工用手镐找平。

（3）超前支护钢管的眼口位置处于拟留巷道顶板位置，超前支护按煤层走向倾角上翘5°施工。

（4）超前支护钢管间距200～400mm，两肩窝钢管与巷帮成15°夹角，其它钢管与巷道掘进方向一致，所有超前支护钢管必须处于同一平面内。

（5）超前支护钢管打好后，掘进机切割深度以能够施工一排为原则，并及时打好支护顶锚杆、锚索（排距不作要求），以便使超前支护钢管尾部支撑于第一排顶锚杆钢带之上。

2.4 增补锚杆支护

当顶板出现网兜时，必须及时增补3根护顶锚杆（正顶一根，左右各1米一根）。当帮出现折帮或旷250mm以上时，必须采取措施，可增打锚杆或打设贴帮点柱，位置为沿巷道轮廓线。

3 施工工艺流程

3.1 锚杆施工工艺流程

工艺流程：掘进机切割一个循环后，退机、停机和断电源，敲帮问顶，除掉活矸，前移前探梁之后，联顶网，根据中线及排距确定眼位、打定位锚杆孔，安设定位锚杆，再打注其余锚杆。自上而下打帮锚杆，帮顶锚杆应随打随注，顶部锚杆眼的施工，除肩窝外，其余每打一个眼孔，移一次锚杆机，使锚杆与顶板垂直（或与顶板层理呈90°），打锚杆孔时，应先留出锚索孔位，待锚杆注好后，接着施工锚索孔。

3.2 锚索施工工艺流程

⑴ 按预留的锚索孔打锚索孔，打锚索孔够深钻机要反复升落2～3次。

⑵ 先用1m的锚索钎子施工，用1m接长钎子，打至设计要求，检查眼孔深度符合设计深度。

⑶ 放入两块CK2360树脂药卷巷，用钢绞线缓缓顶至眼底，并进行预压。

⑷ 用连接件配合锚杆机对药卷进行一次性搅拌8-15s，保持推力不少于1 min。

⑸ 10min后，垫好垫片，用张拉器紧固锁具至设计要求，即大于2t，小于3t。

⑹ 锚索外露长度不超过350mm。

⑺ 锚索破开捆，两人配合作业防止钢绞线弹出伤人，井下严禁切割锚索。

⑻ 张拉器必须固定可靠，下方严禁站人。

⑼ 锚索及索具出现破坏预兆时必须应及时卸载。

⑽ 初锚力不合格的锚索必须重新张拉，失效的锚索必须重新补打。

4. 质量要求

4.1 锚杆（索）支护质量要求

⑴顶锚杆扭矩≥150NM；帮锚杆扭矩≥150NM。

⑵帮锚杆锚固力≥3t，顶锚杆锚固力≥6.4t。

⑶锚杆间排距误差范围-100 ～+100mm。顶帮、锚杆成排成线，顶锚杆中线误差±50mm。

⑷两帮中线误差0～+250 mm，巷道净高度不小于设计高度2.6m。

⑸锚杆丝杆露出螺母长度为10-40mm；锚索外露锁头长度为100-250mm。

4.2 铺网质量要求

⑴顶板支护使用点焊网时，纵筋在下、横筋在上，两帮使用复合网，网与网搭接不小于100mm，每200mm用14#铁丝进行“V”字型联网。

⑵顶部使用钢带梁，两帮使用钢梯梁，顶帮钢带搭接100-200mm。

4.3 锚杆（索）施工质量要求

⑴顶部锚杆（除两肩窝外）垂直于顶板，严禁钻机在同一钻位打两个锚杆钻眼。

⑵安装锚杆（索）时，树脂药卷要搅拌均匀，搅拌时间为8～15s，要一气呵成，严禁二次重复搅拌，搅拌终止后要继续保持锚杆机推力约1 min，锚固剂固化时间不低于1 min。

⑶锚索随掘随锚并及时张紧好，锚索预紧力2t～3t。发现张拉不合格的锚索必须重新补打。

⑷锚杆排号用白色油漆在压风管路上编号，每五排一编号，所编排号滞后迎头不得大于80m。

⑸锚杆角度误差不大于±10°，并且控制好孔深。

5. 结语

姚桥煤矿在主切眼掘进中不断进行实践探索，证明采用锚网（索）、锚网（索）架棚联合支护技术不仅保证了主切眼支护要求，提高了掘进速度，而且降低了劳动强度，降低了支护成本，保证了安全生产，具有明显的经济效益。

作者简介：卞玉雷（1984.6―― ），安微淮北人，本科，助理工程师；工作单位：上海能源大屯煤电公司姚桥煤矿。