深埋煤层顺槽支护技术实践

2011-08-20王方凯李淞奎

山西建筑 2011年19期

王季王方凯李淞奎

111303工作面胶带机顺槽是千米深井口孜东矿的第一个胶带机顺槽，位于该矿中央采区，总掘进工程量2 462.2 m，由于煤层埋藏较深，地压较大，所以，必须采取合理的支护方式，才能保证巷道的正常使用。经过研究，采取直墙半圆拱形断面锚网索喷支护，当巷道围岩破碎易漏冒时可采用架棚喷支护，沿13煤层顶板施工。

1 地质概况

该段巷道主要在13-1煤层及其顶板泥岩、细砂岩层中掘进，13-1煤层厚度为4.36 m，中间含2层夹矸，主要为炭质泥岩和泥岩，夹矸厚度约0.4 m。该煤层剖面倾角东倾约1°～3°，断面倾角10°～20°。该13-1煤层直接顶板主要为泥岩和细砂岩，泥岩裂隙发育，局部较松软。

2 支护参数及材料

2.1 支护参数

1)巷道采取直墙半圆拱形断面锚网索喷支护，每排布置17根锚杆，锚杆间排距为700 mm×700 mm，锚索间排距为1.5 m×1.4 m，每排布置5根锚索。支护示意图见图1。2)锚网采用锚杆压槎;锚网搭接长度不小于100 mm，采用双股14号铁丝联网，联网点间距不大于300 mm。两个循环之间的锚网压槎不准卸掉锚杆垫板螺帽。3)安装锚杆时，每孔使用3卷Z2350型锚固剂，锚固剂搅拌时间为20 s～30 s。安装锚索时，每孔使用3卷Z2850型锚固剂，锚固剂搅拌时间为30 s～45 s。

2.2 支护材料

1)锚杆采用左旋无纵筋专用Ⅱ级高强螺纹钢加工，规格为φ22×2 500 mm。2)锚杆托板采用厚10 mm钢板加工成窝型托板，规格为长×宽×厚=120 mm×120 mm×10 mm。3)锚网采用φ6钢筋焊制，规格为长×宽=1.6 m×0.9 m，网孔规格为100 mm×100 mm。4)锚索采用φ21.8锚索，锚索长6.3 m。锚索托板采用厚14 mm钢板加工，采用大小两块托板叠加，大托板规格为长×宽×厚=300 mm×300 mm×14 mm，小托板规格为长×宽×厚=150 mm ×150 mm×14 mm。5)钢带:H 型，φ12×1 900 mm，φ12×3 000 mm，φ12×2 500 mm。6)锚固剂:Z2350型或Z2850型锚固剂。7)M钢带:M型钢带采用厚5 mm，钢板材质为 Q235，长3.1 m，宽190 mm，每隔1.4 m布置一直径30 mm的钻孔。

2.3 支护技术质量要求

锚杆抗拔力不小于80 kN/根，锚索预应力不小于160 kN/根;锚网紧贴岩壁，压槎符合要求并绑扎牢固。锚杆角度垂直巷壁，允许偏差不大于15°;锚索角度垂直巷壁，允许偏差不大于3°。钢筋网采用锚杆(钢带)压槎;钢筋网搭接不小于100 mm，钢带搭接100 mm～200 mm，用双股14号铁丝联网，联网点距不大于300 mm。

3 施工方法及支护工艺

采用综掘机掘进，综掘机、皮带机、链板机联合运输，多工序平行交叉作业，一次成巷的方法施工。最大循环进尺1.4 m，当顶板破碎时，循环进尺缩小为0.7 m。

掘出毛断面后，综掘机后退到距迎头大于6 m的位置，截割头落地，综掘机停电、闭锁、挂牌，进行安全检查，支护人员站在永久支护下，严格执行“敲帮问顶”制度，找尽顶、帮的浮矸危岩。确认安全后，在有专人看护的情况下挖戴帽点柱柱窝后挂网，打设好临时支护，确认巷道尺寸符合设计尺寸后，打正顶锚杆孔并安装好锚杆，然后依次打两边拱部锚杆孔并安装好锚杆，必须实行边打边安装，即打一根安装一根。锚杆施工由顶向帮、由外向里，逐排进行，严禁将全部锚杆孔打好以后再进行安装锚杆。

4 作业制度

采用“三八”制作业，为保证正规循环作业的完成，工作面施工作业必须根据劳动组织的人员配备，合理安排工序，各工序之间尽量做到交叉进行、平行作业，以充分利用工作时间，提高工时利用率。

5 顶板管理措施

1)禁止空顶作业。锚杆必须拧紧，确保锚杆托板紧贴顶板煤(岩)面。2)打拱部锚杆前必须打好戴帽点柱做临时支护，禁止空顶作业。打好拱部锚杆后方可摘除戴帽点柱。迎头严禁留伞檐。3)锚杆托板要与巷壁接触严密，严禁在托板后充填矸石。4)锚杆不得穿皮，不得沿裂隙布置。5)顶板破碎易漏冒时，在靠近迎头第一排锚杆的钢带上方以比巷道坡度大10°～15°角度增打密集超前钢筋控制顶板。超前锚杆采用φ30×3 000 mm螺纹钢筋，间距不超过200 mm。6)顶板离层后的加固措施:如顶板锚固区内离层量达到或超过规定临界值时(10 mm～15 mm)，在离层仪前后25 m范围内采取锚索吊梁或一梁三柱托棚的方法加强支护。锚索吊梁或一梁三柱托棚数量与位置根据现场情况确定，一般情况下锚索吊梁沿巷道中线平行布置四排(排距1.6 m);吊梁采用12号工字钢加工，长4.2 m，一梁四索。如以上加强支护措施不能满足要求，顶板继续下沉、压力显现明显、巷道变形严重时，要及时汇报矿领导和相关职能科室，经现场鉴定后决定加强支护方式。