锚网索梁喷联合支护在深部软岩中的应用

锚网索梁喷联合支护在深部软岩中的应用

单忠祥

（龙煤集团鹤岗分公司开拓技术处，黑龙江鹤岗154100）

摘要该文论述了矿井深部巷道应用锚网索梁喷联合支护方式的作用、原理、施工工艺，阐述了该支护方式的优点，可操作性，取得了较好的经济效益，从而促进矿井深部软岩锚网索梁喷联合支护的推广应用。

关键词锚喷砌碹锚网索梁松动圈

中图分类号TD353+．9文献标识码B

1工程概况

益新煤矿三水平北一石门区是三、四水平延深工

程的首采区，北一石门轨道巷是该采区的关键工程。

该轨道巷位于地表下630m，断面13m2。根据地质资

料，该巷将穿11层煤，并且处于F13断层带、破碎带

内。自1993年开始先后采用锚杆喷券支护、工字钢梯

形棚喷券支护、U型钢圆形棚喷券支护、料石砌碹支护

等支护形式，始终末能解决三水平北一石门轨道巷穿

过断层破碎带支护难题。为此，巷道支护采用锚网索

梁喷支护新技术，并于2010年11月10日安全、准确

地与三水平北一石门大巷贯通，解决了这一难题。

2支护方式确定

由于该巷道服务年限长，巷道经过破碎带及深部

软岩，巷道开挖后，如不及时支护，极易抽顶、片帮。巷

道断面毛宽3．9m，毛高3．5m，由于巷道跨度和高度

均不适于一次性爆破成巷，因此采用正台阶施工方法。

上部高度2．3m，下部高度1．2m，上部与下部留6m

平台，上部前进一遍炮，下部跟进一遍，此种方法工序

简单，施工方便，不但作业安全，也有利于节约正规循

环时间，提高掘进速度。巷道采用锚网索梁喷（一梁三

索）联合支护方式。

3支护参数的选择

（1）锚杆选用Φ20mm左旋螺纹钢锚杆，根据加固

拱原理，确定支护参数。

锚杆长度：

L=N（1．1+B/10）=1．2ˑ（1．1+4．7/10）=1．88m

锚杆间距：D≤0．5L=0．5ˑ1．88=0．94m

式中：B－巷道跨度m；

N－围岩稳定性系数，Ⅴ类围岩取1．2。

锚杆长度取2．5m，间距取0．8m、排距取1．0m。

（2）锚索长度确定：L=L

1+L

2

+L

3

*收稿日期：2011－08－03

作者简介：单忠祥（1961－），男，毕业于黑龙江矿业学院地采专业，大专学历，工程师，现任龙煤矿业集团鹤岗分公司开拓技术处副主任工程师。式中：L－锚索长度；

L

1

－锚索外露长度取，0．3m；

L

2

－锚索有效长度；

L

3

－锚索锚固长度，一般取1 2m。

在锚杆失效的情况下，其潜在冒落高度为1．5倍的巷道宽度，L=8．0m（煤层厚度6m）。

锚索间排距的确定：

S

a

=3（δ

a

）/4a2rk

式中：δ

a

－单根锚索超极限破断力，取260kN；

a－巷道宽度，m；

r－上覆岩层平均容重，取25．3kN/m3；

k－安全系数，取2

。

图1锚网索梁喷巷道断面图（mm）

通过上式计算锚梁排距为1．0m，锚索梁选择长3．54m的29U型钢加工成拱形梁（见图2）。每根梁打3根锚索，梁距0．8m，钢筋网选择规格1．0ˑ2m，网眼规格75ˑ75mm，Φ4mm圆钢制成。使用425#水泥，水泥与沙石按1：2：2配比，水灰比0．45，混凝土标号达到200#，最终喷碹厚度为150mm。锚固剂选择聚脂树酯锚固剂，选用快速和中速两种，锚索锚固剂直径为23 mm，锚杆锚固剂为25mm，当锚索或锚（下转第33页）

（2）为防止揭露运煤通道后顶板破碎发生冒顶，提前在机头10组支架上金属网，同时针对运煤通道与辅助运输通道之间的三角煤柱压力大的特点，重点加强了此区域的顶板维护。

（3）工作面揭露老巷位置处，及时跟机打护板帮板拉移超前支架进行支护；顶板破碎时，随采煤机前滚筒割煤后立即移架，并尽可能采用带压移架；发现煤壁片帮严重时，割1组支架退回来支护好顶板再割，杜绝盲目冒进，造成冒顶。3．3设备管理

针对工作面过老巷区域刹刀量大，破底板岩石多的实际情况，将采煤机滚筒截齿全部更换为高强度、耐磨性好的截齿，同时，加强采煤机、刮板运输机、支架等设备的检修维护，为生产创造好条件。在工作面过老巷期间，没有出现因设备检修不到位，造成影响生产的事故。

3．4气体探测

为防止老巷内有害气体危害。工作面推进至距揭露4303老巷道位置前2m 开始探测老巷内气体，在对应支架前，钻孔探测气体，每推进两硐探测1次，钻孔施工时通防部门要安排瓦检员及时检测气体变化情况，老巷内的瓦斯浓度必须在《煤矿安全规程》规定的

浓度以内，工作面方可生产；否则，必须停止生产处理瓦斯。

3．5质量控制

（1）工作面过老巷期间安排质量验收员与分管班长对采煤机截割层位严格进行把关，防止割错层位。

（2）拉移支架前必须清理干净架前的煤矸，支架翘头及底座箱压推移连杆时，必须及时处理，尤其是老巷处的支架。（3）支架拉移过程中正确使用侧护板千斤顶及时对支架进行调正，防止支架歪斜而造成挤架、咬架。4

结语

43下103综采工作面老巷回采已完毕。在回采过程中，针对不同层位的老巷，采用不同的通过方法，既保证了工作面产量，又保证了安全生产。在过老巷期间，工作面没有出现顶板事故等问题，为日后工作面过复杂老巷的安全回采提供了可借鉴的经验。参考文献：

［1］吕继成，付和生．综放工作面过老巷实践．煤矿现代化，2006，（3）［2］栾兴亮，陈岐范，韩义．工作面过老巷技术．山东煤炭科技，2002，（6）

（上接第31页）杆使用2个锚固药卷时，眼底用快速锚固剂，外侧使用中速锚固剂

。

图2锚索梁示意图（mm ）

4支护顺序

巷道进行光爆之后，立即喷一层厚为30 50mm 的混凝土，用以充填围岩岩面裂隙，并迅速封闭围岩岩体，缩短暴露时间，防止风化膨胀。初喷初凝后，按设计间排距0．8ˑ1．0m 安设锚杆挂钢筋网，挂好后，上好锚杆托盘，上紧螺母将钢筋网紧压在喷层上，然后打锚索吊U 型钢梁，最后进行复喷，复喷厚度100mm 。复喷根据巷道设计轮廓线挂线进行，做到墙直拱圆。5

锚网索梁喷联合支护的作用与原理

锚杆的挤压加固作用在围岩中形成一定厚度、压

力均匀的连续压缩带，既能保持自身稳定，又能承受地压，阻止上部围岩松动变形。喷射混凝土，可及时封闭

煤层，

改善围岩应力状态，增强围岩稳定，起到柔性支护作用。钢筋网的使用，可以增强支护的整体性，起到桁架支承作用。锚索梁控制围岩松动圈不再向深部扩展，并增加巷道组合拱宽度及厚度，联合支护就是利用围岩自身的受力特点，提高围岩自身支承能力和外部支承能力，促进围岩提早形成稳定状态，尽量限制松动圈的扩展。6

注意事项

要提高巷道成形质量，首先最大限度地减轻爆破

时围岩的松动破坏，减少支护工作难度。作业规程中要求周边眼距250mm ，要求缩短围岩暴露时间，爆破后人工刷大断面，掌握好光面控制爆破，既控制好巷道周边轮廓，又能控制围岩松动范围，从而充分发挥围岩自身自承能力，改善锚杆受力状态，提高支护效果。

由于受围岩稳定的限制，若进度过大，极易产生片帮、抽冒顶现象，难以实施联合支护。因此要及时对工作面锚喷支护，循环进度控制在1．0m 以内。7

结束语

此次巷道联合支护的应用在技术上取得了突破，

实现了由被动支护向主动支护的过渡，对以后锚索梁支护技术的发展起到推动作用，实现了施工安全，减轻

了工人劳动强度，

节约了支护材料，增加了支护强度，提高了掘进速度，取得了显著的经济效益。