锚网索联合支护在深井大断面切眼的应用王凤昌

锚网索联合支护在深井大断面切眼的应用

王凤昌

（莱芜市钢城区煤炭工业局，山东莱芜271104）

摘要该文通过对潘西煤矿后六采区煤19顶板岩性分析，提出了对6197综采面切眼进行锚网索联合支护设计方案，实现了快速施工，保证了支护质量，降低了综合施工成本。

关键词锚网索联合支护深井煤巷应用

中图分类号TD353文献标识码B

潘西煤矿6197工作面设计走向长2100m，倾斜宽169m，开采煤层为煤19。本区煤层为较稳定的中厚煤层，煤厚0．1 3．3m，平均煤厚1．8m，含夹矸一层，厚0 0．7m，平均0．2m，西部靠近切眼夹矸较厚，东部受煤层变薄影响，无夹矸。煤层倾角22 34ʎ平均倾角28ʎ。煤层顶底板岩性见表1。

6197切眼布置在19层煤中，根据相临6196运输巷矿压观测资料，140d时间水平移近量最大为236mm，垂直移近量最大为546mm，其中，顶板下沉量最大为42mm，底板底鼓量最大为504mm；该巷顶板岩石比较脆，易破碎，6197切眼顶板按Ⅳ类管理，尤其是遇地质构造时，会造成岩石破碎。

6197工作面切眼断面为矩形，掘进断面宽7000mm，高2800mm；净断面宽6800mm，高2600mm。开门处巷道底板标高－715m，埋深927．7m。

*收稿日期：2011－07－06

作者简介：王凤昌（1975－），男，山东莱芜人，工程师，1997年毕业于山东矿院，现任莱芜市钢城区煤炭工业局副局长，主要从事煤炭安全生产技术管理工作。

表1煤层顶底板岩性

顶、底板名称岩石名称厚度（m）特征

基本顶中砂岩19

基本顶为浅－灰白色中砂

岩，坚硬稳固不易冒落，厚

19m，f=6

直接顶粉砂岩6．5

顶板为灰色粉砂岩，钙泥质

胶结，层理节理发育，性脆易

碎易冒落，厚6．5m，f=3 4直接底砂质粘土岩3．6

底板为砂质粘土岩，灰色到

褐色，具有可塑性，遇水膨

胀，厚3．6m，f=3 4基本底细砂岩1．4

基本底为细砂岩，灰色，坚硬

致密，不含水，厚1．4m，f=6

8

1支护参数设计

该巷道自6197上巷导50点以西220m处开门，按方位16ʎ8'沿煤19采用综掘机施工全断面一次掘进成巷。先按净断面2600ˑ5800mm掘进完成后，再扩刷两帮至设计断面6800mm。顶板采用9根锚杆、2条W 钢带和3根锚索交错布置压金属网支护，左

、右两帮分别采用各4根锚杆和W型钢护板压金属网支护。1．1锚杆支护参数

了水和空气对煤体的氧化和剥蚀作用，延长了煤层的自然发火期。切眼使用预应力锚索，形成锚杆、钢筋网、混凝土、预应力锚索的加固体，与煤体一起构成“刚性梁”整体承受外来压力，从而保证巷道的稳定。

5支护对比

（1）通过打前探支架和台阶式施工提高了支护效果，防止了煤体因暴露时间过长而引起的抽漏现象。

（2）采用锚网、锚索支护解决了在松软煤层中施工，巷道变形量大、平整度很难控制、喷碹造型不美观、地质条件复杂等缺点。

（3）进行喷碹支护，隔绝了空气与煤体的接触，防止了抽顶和煤体的氧化，预防煤层自然发火的问题。

（4）通过观察，掘进期间巷道变形程度较少，保持了顶板的完整性，提高了支护的安全可靠性。同时简化了施工工艺。

（5）此种支护方法提高了掘进速度，缩短了切眼施工工期。

（6）安全状况得到明显改善。过去在施工切眼时使用单体木梁支护，经常出现局部冒顶、压力大、巷道变形严重等事情，在该切眼施工中未发生此类现象。

（7）支护形式的改变，比以前切眼单体钢梁支护节省了材料，节省了人工费用，降低了工人的劳动强度，加快了施工速度。

（8）综采支架安装时，不用回收和替柱，安装时间短。

（1）锚杆、锚盘、W护板及锚固剂：顶板采用Φ20ˑ2400mm的高强扭矩应力锚杆，左帮采用Φ20ˑ2400mm的全螺纹钢等强锚杆，每根锚杆均使用配套标准螺母紧固；右帮采用Φ32ˑ1800m的金属管缝式锚杆，木托盘：200ˑ300mm；顶板左肩角锚杆、两帮肩部锚杆及底角锚杆使用偏心锚盘蝶形托盘：长ˑ宽ˑ厚=150ˑ150ˑ10mm；高强托盘规格长ˑ宽ˑ厚=150ˑ150ˑ10mm；钢板锚盘：长ˑ宽ˑ厚=120ˑ120ˑ8mm；W护板：长ˑ宽ˑ厚=300ˑ280ˑ5mm；树脂锚固剂采用MSK28/500型，Φ28mm，长度500mm。

（2）金属菱形网：采用10#镀锌铁丝编结的金属菱形网，规格：长ˑ宽=8．0ˑ1．0m，其网孔规格为：50ˑ50mm，网片之间采用专用串簧连网。

（3）W钢带：长ˑ宽ˑ厚=3400ˑ280ˑ2．75mm。1．2锚索支护参数

锚索选用Ф17．8mm的高强度、低松弛、1ˑ7粘接式钢绞锚索，所用锚索长度为6．0m，锚索排距为2700mm，每根锚索采用三支MSK28/500型树脂锚固剂进行锚固，锚固长度为1．5m，单根锚索设计锚固力不小于200kN，锚索外露丝长度不超过200mm。锚索托盘采用锰钢钢板制作，规格为：300ˑ300ˑ16mm。锚索距迎头不超过40m。

2施工工艺

2．1施工方法

采用EBZ－160TY型综掘机割煤矸全断面一次成巷。为确保巷道成型良好，综掘机掘进宽度定为5800mm，两帮各预留600mm手工刷大至设计断面。掘进时煤矸石采用EBZ－160TY型综掘机自备刮板输送机配合综掘机二运胶带输送机排至后跟的SPJ－800皮带，经6197上巷皮带进入后六原煤运输系统。

顶锚杆、锚索采用MQT－120JB型锚杆机打锚杆眼；两帮岩石中采用ZY－24M型风钻打锚杆眼；两帮煤层中采用ZMS－60型风煤钻配2．3m长的水式钎杆打锚杆眼。

迎头采用MS15－160型矿用锚索张拉仪张拉锚索，MLK－20T型锚杆拉力计拉拔锚杆。

综掘机截深0．5m，每循环进尺1．8m；顶板破碎时，循环进尺缩小为0．8m；综掘机割煤每完成一个循环后，按规定执行敲帮问顶制度，随即使用预紧式前探梁作为临时支护（前探梁采用3根钢管制作，间距0．9m，每根长5．0m），经班长现场检查确认安全后，即可进行永久支护。帮锚杆滞后不超过2排，锚索滞后不超过40m。2．2巷道工艺流程

交接班安全检查→检修机电设备→洒水防尘→校对中线后画出巷道轮廓线→掘进机割煤（洒水）及出矸→执行敲帮问顶制度→临时支护→退出综掘机→打注水孔注水和永久支护→进入下一个循环（每班两个循环）→质量验收→清理迎头。

2．3巷道施工质量要求

（1）巷道净宽：中线至任何一帮的误差为0 +150mm。

（2）巷道净高：误差为0 +200mm。

（3）锚杆安装牢固，托盘紧贴壁面，锚杆拧紧力矩不小于400N·m，锚杆构件完好。岩石中锚杆锚固力≥130kN，煤层中锚杆锚固力≥70kN。

（4）金属网紧贴岩面，网子拉紧不松动，网子之间采用串簧连严。

（5）锚杆外露丝长度达到15 50mm，上预紧的锚杆外露丝长度达到40 60mm。

（6）锚杆角度与巷道岩层面的夹角≥75ʎ；两帮底角锚杆距底板不大于300mm，并呈10ʎ 30ʎ向底板打入，两帮底角锚杆使用偏心钢板锚盘，左帮肩部锚杆向上倾斜30ʎ，并与顶板距离不大于300mm。

（7）锚杆间、排距为800ˑ800mm。

（8）锚固剂位置检测：

①树脂药卷必须从锚杆眼底部位向外依次放好，严禁放在眼口或中间部位。

②安装锚杆未上托盘前，采用一根长2m的8#铁丝对锚固剂位置进行检查，并填写在班记录中，即全螺纹钢等强锚杆眼口距树脂药卷外端距离1250mm，高强扭矩预应力锚杆眼口距树脂药卷外端距离1300mm，允许偏差为ʃ100mm。

③锚杆安装班次和人员要有明显标记，并记录于工程档案中。

（9）锚索与巷道轮廓线或岩层面的夹角≥75ʎ，允许偏差为ʃ5ʎ。锚索必须及时涨拉，顶板不平整处先垫木托板再张拉，锚索锚固力≥200kN。

3支护效果

（1）切眼采用综掘机施工，实现了大跨度巷道一次成巷，提高了围岩的整体强度和巷道的稳定性，巷道成型好，提高了掘进速度，降低了劳动强度。

（2）通过计算，采用锚网索联合支护较之采用工字钢棚支护每m约降低成本4000元，同时又避免了工字钢棚难回收的问题。