三软煤层大跨度综采工作面切眼支护技术

跟掘进 面 ， 随掘 随 打 ， 不得 滞 后 ， 以便及 时有 效 地支
性 能 ， 强 围岩整 体性 和支 护体强 度 ， 高 围岩 自身 增 提 承载能力 ； 杆 、 索 的作 用力 互 相 叠 加 ， 胶 结 围 锚 锚 与
岩组成新 的“ 承载层 ” 充 分 发挥 围岩 自身 的承 载 能 ，
了单产 水平 ， 进 了“ 高 ” 井建 设 ， 济 效 益 和 社 会 效 益 显 著 。 促 双 矿 经
关键词 ： 软煤层 ； 三 大跨 度 综采 工 作 面 ； 护 支
中 图分 类号 ： Ｄ ５ Ｔ ３５ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ １ ） １— ０ ８— ３ １０ ０ ０ （ ０ １ １ ０５ ０
次施 工 ， 先掘 单 切 眼 ， 扩 双 切 眼 。顶 板 采 用 Ｍ Ｇ 再 Ｚ
型液 压锚 杆钻机 ２ ｍ 钻头 和 ２ ｍ 六方 中空 ７ｍ ４ｍ 钻杆 打顶 锚杆孑 和锚 索孔 ， Ｌ 搅拌 树脂 药卷 ， 安设顶 板
切眼， 棚距 ０ ６ ｍ。为 降 低 巷 道 支 护材 料 费 和 维 修 ．
力， 使锚 杆 、 索 支 护 的主 动性 、 时性 、 让性 、 锚 及 可 互 补 性得 到充分 发挥 ， 大提高 支护效 果 。 大
护顶板 ， 防止顶 板悬露 时 间过长 ， 使顶板 发 生变形离 层 。④ 小循 环掘 进 ， 临时支 护及 时到位 ， 由于 己三采
区煤层 为典 型三 软 煤 层 ， 板 围岩 层 理 、 理 、 隙 顶 节 裂 发育 ， 风 化掉 落 。 因此 ， 工 时 ， 环 进度 控 制在 易 施 循
产被动 ， 无法 满 足巷道 正常 安全使 用 。
为彻底 解决 制约矿 井 三软煤 层大跨 度综 采工作
育 。直接 顶 为砂 质 泥 岩 ， ３ ０ ｍ 以上 ， 顶 为 泥 厚 ． 伪 岩， 厚约 １ｍ， 理 发 育 ， 层破 碎 ， 易 垮 落 ， 板 层 岩 且 底
为泥 岩或 砂质 泥岩互 层 ， 潮或 吸水 后易 膨胀风 化 。 受
平煤 股份 五矿 己三 采 区位 于 矿 井 东翼 ， 高 在 标
一
岩 条件 下综 采工作 面切 眼 中实施 此 项 技 术 ， 善 了 改
巷 道 围岩体 结构 、 力学 性能 和受力 状况 ， 高 了围岩 提
２ ５ｍ水 平 以 下 ， 开 采 的 己 组 煤 层 厚 度 １ １～ ２ 所 ．
ｍ宽 ， 中柱 ， 锚 网索支 护一 出煤一 打帮锚 杆挂 网 打 顶
一
直 至切 眼施工 完 。
（ ） 工要求 。① 两帮 预 留 ２０ ｍ 的光 爆层 ， ２施 ０ ｍ
人工 刷 帮 ， 大 、 齐 后 ， 刷 刷 再安 设 帮锚 杆 、 帮 网 ， 铺 防
止巷 道顶 板受爆 破 震 动 而松 动 冒落 ， 引起 顶 板 松 动
锚杆 、 索 ； 锚 用普 通 煤 电钻 打 帮锚 杆 和安 设 帮 锚杆 。 每个 循环 施工 顺 序 ： 爆 法 落 煤 （ 掘 ３ ３ ｍ 宽 的 钻 先 ． 小切 眼 ） 临时 支护 一 顶板 锚 网索 支护 一 出煤 一 锚 一
帮锚 杆挂 帮 网一下循 环至 切 眼贯 通 一 扩切 眼 至 ６ ３ ．
的优 越性 。
软 ） 巷 道 围岩为 Ⅳ类 ， 不 稳定 围岩 。 围岩 松散 软 ， 属
弱 ， 载能力 差 ， 承 遇水或 吸湿后 极 易泥化 、 风化 ， 造成 巷 道顶 板下沉 、 板 鼓起 ， 帮 内移 ， 重 破 坏 巷道 底 两 严 围岩 的稳定性 。随着 矿 井 开 采深 度 的不 断加 深 ， 巷 道 围岩 所受 的原 岩应力 逐渐增 大 ， 地压也 随之 增大 ，
其 次是选 择科 学经 济合理 的支 护形 式和 支护参 数 。
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ １— ６—２ ３
作 者 简 介 ：王 武 军 （ ９４ ）男 ， 南 汝 州 人 ， 册 安 全 工 程 师 ，９ ３ １７ 一 ， 河 注 １９ 年 毕业 于 焦作 煤 炭 工 业 学 校 ， 事 安全 技 术 管 理 工 作 ， 任 平 煤股 份 从 现
遇 水膨 胀变 软 ， 向抗压 强 度 为 １ ． ａ 己三采 单 ４ ２ ＭＰ 。
区 己组 煤 属 典 型 三 软 煤 层 （ 板 软 、 板 软 、 顶 底 围岩
己 ２ ２ ０采面 等 地 点顺 利 推 广 应 用 ， 得 了 明 显 ３１ 取 效 果 。与传 统 的工字 钢 、 ｕ型钢 支护 相 比 ， 具有 显 著
现 以五矿 己
２ １０综 采 工 作 面 切 眼 施 工 为 ３３
例 ， 锚 网索支 护技 术 在 三 软煤 层 大 跨 度综 采 工 作 对 面切 眼 中的应用 作一 介绍 。
围岩 自身 承 载强 度 降 低 ， 易 引起 巷 道 变 形 破 坏 。 极 传 统 的支护 形式 为 被 动支 护 ， 术 落 后 ， 初撑 力 ， 技 无 支撑强 度低 ， 护费用 高 ， 护效 果差 ； 工后 ， 支 支 施 巷道 变形严 重 ， 维修周 期 短 ， 护 工作 量 大 ， 响综 采工 维 影
费用 ， 减轻 工人劳 动强 度 ， 高综采 支架 安装 速度 和 提
安全 可靠性 ， 根据 三 软 煤层 大 跨 度 巷道 支 护 的实 践 经验 ， 采用 工程类 比法 ， 在跨 度 ６ ３ｍ 的综采 工作 面 ． 切 眼中选用 锚 网索 ＋ 中柱 联合 支护 。 木
锚 网索 支护是 利用 小孔 径全 长锚 固高强 树脂 螺
根据 该采 区巷 道支 护状况 ， 利用 工程 类 比法 ， 通
过 方案对 比和数据 分析 ， 确定选 用 的具体 参数 为 ： ①
顶 锚杆 采用 ２ ４ ０ｍ ０ｍｍ Ｘ ０ ｍ高 强度全 螺 纹等强 ２
手拧 紧 ； 索索 头用锚 索机具 上 紧 ， 锚 初始 预 紧力达到
２ 支 护 方 案 确 定
准备 巷道 完 工 后 ， 多 种 因 素 的 影 响 ， 现 变 受 出
形、 破坏 ， ： 围岩松 软 破 碎 ， 如 ① 自身承 载 能力 低 ； ② 支护 结构 、 护参数 不合 理 ； 巷道底 板 岩层稳 定性 支 ③
差； ④高应 力 和构 造 应力 的存 在 。控 制 巷 道 围岩 变 形 的关键 是要 提高 松 软 破 碎 围岩 自身 的 承载 能 力 ；
作 面正 常安 装 ， 成 采 面 安装 时 间长 ， 造 回采 困难 ， 生
１ 工 作 面 概 况
己 －３ ３ ２ １ ０采 面在 五矿 己三采 区下 部东 翼 ， 工
作面 标高 一 ０ 埋深 ６ ０ ｍ， ４ ０ｍ， ０ 地压 大 ， 工作 面走 向
长 １２ ０ ｍ， 眼 长 ２ ０ ｍ。采 己 。 ０ 切 ３ ， 煤层 ， ２ ０～ 厚 ． ４ ８ｍ， 角 ９ ． 倾 。～ｌ 。煤 岩坚 固性 系数 ｆ＜１ 裂 隙发 ２， ，
１０ｋ 。⑧扩 切 眼工作 要在准 备安装 前集 中力 量快 ０ Ｎ 速施工 ， 以缩 短 大 断 面顶 板 悬露 时 间。⑨ 加 强 工程
质量管 理 。巷道 跨度 大 ， 支护质 量不合 格 ， 板离 若 顶 层 ， 杆支 护就会 失 效 ， 锚 因此 ， 工 中必 须 牢 固树 立 施
３ 锚 网 索支 护参 数 的选 择
己 ”２ １０综采 工作 面切 眼为矩 形断 面 ， １３３ 宽度
１— ２排 ， 可 能减少 空顶 时 间 。⑤巷 道 顶 角锚 杆 向 尽 两侧倾 斜一 定 角度 ， 应 顶 角 应力 集 中的要 求 。⑥ 适
锚杆锚 索必 须及 时支 护 ， 紧跟掘进 面 ， 取在 顶板未 争 发生离 层 时打好 ， 中柱 也 要及 时跟 上 打 牢 。⑦ 锚 木
面切 眼支护 难题 ， 五矿 自 ２ ０ ０ ５年 以来在 三软煤 层 复 杂地质 条件 下积 极 推 广 长走 向 、 采 长 、 采 高 、 大 大 大 跨度综 采工 作面 。在 大跨度 综采 工作 面切 眼 的施 工 中， 进过 去传 统 的双 切 眼架 设 工 字钢 对 棚 支 护 的 改 方式 ， 采用 锚 网索 ＋木 中柱 联 合 支护 技 术 。通 过 在 “ 三软 一大 ” 顶 、 （ 底板 及 两 帮 围岩软 松 、 力 大 ） 压 围
４ ８ｍ， ． 煤层倾 角 ５ 。～１ 。单 向抗 压强 度 ５ ３ ａ ８， ． ９ＭＰ ，
煤 的坚 固性 系数 ｆ ． ０ ６ 属松 软煤层 。直 接顶 ＝０ ４～ ． ，
体 自身承载 能力 ， 强化 支护体 结构 和支 护效果 ， 证 保
了巷道 施工 后能 正 常安 全 使 用 ， 少 了巷 道 维 修 工 减 作 量 。 大 跨 度 综 采 工 作 面 切 眼 支 护 技 术 先 后 在
己 －３ ３ ２ １ ０、 己 １ ２ １ ０、 己 ｌ－３ ０ ５ ３９ — ５２ ２ ０、 己 ｌ—３ ２ ５２ ２ ０、
为 泥岩 、 砂质 泥岩 ， 向抗压 强度 １ ． ａ 围岩层 单 ６ ８ＭＰ ，
理 、 理 、 隙发 育 ， 松软 顶 板 ， 节 裂 属 底板 为 砂 质 泥岩 ，
杆安装 后 ， 托盘要 紧贴 顶帮煤 岩壁 面 ， 杆螺 帽用扳 锚
６ ３ｍ， ． 高度 ２ ８ｍ， ２次 施工 ， ． 分 先掘 ３ ３ｍ Ｘ ． ． ８ｍ ２ 单切眼， 然后 在采 面推进 方 向侧 再 扩掘 ３ ０ ｍ×２ ８ ． ． ｍ小 断 面 ， 以满 足综 采支架 安装 需要 。
２ １ 年第 １ 期 ０１ １
中州 煤 炭
总第 １ １ ９ 期
三 软 煤 层 大 跨 度 综 采 工 作 面 切 眼 支 护 技 术
王武 军
（ 煤股份 五矿 ， 南 平顶 山 平 河 ４７９ ） ６ ０ １
摘 要 ： 煤 股 份 五 矿 己三 采 区三 软 煤 层 综 采 工作 面切 眼 支 护存 在 问题 ， 矿 在 综 采 工 作 面 施 工 单 切 眼 到 扩 切 平 该 眼 安装 期 间选 用 了锚 网 索 ＋木 中柱 联 合 支 护 技 术 。 该 支 护 方 式 不 仅 提 高 了 围岩 体 自身 承 载 能 力 ， 化 了支 强 护体 结 构 ， 减 少 了巷 道 维 修 工 作 量 ， 约 了大 量 支 护 材 料 费 ， 轻 了工 人 劳 动 强度 ， 快 了工 程 进 度 ， 高 且 节 减 加 提