文/李亞東

大跨度切眼巷道聯(lián)合支護(hù)技術(shù)研究及應(yīng)用

文/李亞東

近年來，隨著煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的日趨成熟，錨桿支護(hù)得到了普遍的推廣應(yīng)用，但是依然無法很好解決大跨度、大斷面巷道的支護(hù)問題。山西陽(yáng)泉蔭營(yíng)煤礦在15#厚煤層開切眼時(shí)遭遇構(gòu)造區(qū)，擴(kuò)切眼前用巴斯夫煤巖體加固劑對(duì)煤體注漿加固，切眼掘進(jìn)寬度9.3m。采用錨桿+錨索+W鋼帶+金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，并在擴(kuò)幫側(cè)首次使用全螺紋玻璃鋼錨桿。施工表明，煤體完整，支護(hù)效果良好，為蔭營(yíng)煤礦在復(fù)雜地質(zhì)條件下施工大跨度、全煤巷積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

一、工程概況

150308切眼位于1503盤區(qū)，煤層厚度6.77m，其偽頂為0.8m炭質(zhì)泥巖和薄煤，直接頂為4.05m黑色頁(yè)巖，老頂為15.84m的石灰?guī)r與頁(yè)巖互層。據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)和實(shí)際揭露顯示，受一撓曲構(gòu)造影響，煤巖層破碎、裂隙發(fā)育，極易發(fā)生冒頂。

15#煤為陽(yáng)泉蔭營(yíng)煤礦主采煤層，采用綜放工藝開采，以往切眼一直采用木棚支護(hù)，單體柱+π型梁加固。150308切眼沿15#煤下層布置，長(zhǎng)180m，原設(shè)計(jì)為梯形巷道，掘進(jìn)上寬6.3m，掘進(jìn)高度2.67m，木棚+金屬網(wǎng)+單體柱支護(hù)，棚距800mm，采用先掘后擴(kuò)巷的施工方法。前期已按梯形斷面，掘進(jìn)上寬3.7m，木棚支護(hù)的方式將巷道掘出，施工中分別出現(xiàn)長(zhǎng)10m，高1～2.5m和長(zhǎng)6m，高1～-2.5m的兩處冒頂區(qū)，其余多處出現(xiàn)棚梁彎曲現(xiàn)象。

后期因工作面設(shè)備外形尺寸加大，原設(shè)計(jì)巷道寬度已不能滿足安裝要求，需采用矩形斷面擴(kuò)巷5m，掘進(jìn)高2.67m，

巷道掘進(jìn)總下寬度達(dá)到9.3m，掘進(jìn)總上寬8.7m?？紤]到地質(zhì)條件和巷道跨度等因素，需重新設(shè)計(jì)，決定采用錨桿+錨索+W鋼帶+金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，綜掘擴(kuò)巷。

二、錨桿+錨索+W鋼帶+金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工

1.巷道支護(hù)設(shè)計(jì)

頂板：選用直徑22mm、長(zhǎng)2.4m、牌號(hào)BHRB335左螺旋無縱筋等強(qiáng)錨桿，設(shè)計(jì)承載力不小于70KN，預(yù)緊力矩不小于150NM。每孔用一支K2340和一支Z2360錨固劑。

托板規(guī)格：120mm*120mm*10mm的碟形托板，每根錨桿螺母與托板之間安裝一個(gè)1010尼龍墊圈，用Φ30鉆頭打孔。

擴(kuò)巷一幫：選用直徑22mm、長(zhǎng)2.4m的全螺紋玻璃鋼錨桿，設(shè)計(jì)承載力不小于80KN，預(yù)緊力矩40～60NM。每孔用一支K2340和一支Z2360錨固劑，用Φ30鉆頭打孔。

W鋼帶：厚度4mm，寬度220mm，長(zhǎng)4.7m。金屬網(wǎng)：菱形。

錨索規(guī)格：1860級(jí)，1×19結(jié)構(gòu)，直徑22mm，初步確定長(zhǎng)度為9.6m，實(shí)際施工時(shí)，根據(jù)鉆探結(jié)果確定。設(shè)計(jì)承載力不小于500KN，預(yù)緊力260～290KN。每孔用一支K2340和一支Z2380錨固劑，用Φ30鉆頭打孔。

錨索附件：規(guī)格300mm*300mm*16mm鋼托板，索具：KM22，托梁：采用12#廢舊礦工鋼制作，梁長(zhǎng)2.6m，平面朝上。

2．原切眼的加固

采用巴斯夫煤巖體加固劑對(duì)兩冒頂區(qū)對(duì)應(yīng)的擴(kuò)幫段煤體頂幫進(jìn)行注槳加固，注漿深度6m，加固范圍為原冒頂區(qū)沿切眼方向前后各10m。隨后在原切眼每?jī)杉芘镏虚g加打2根錨索，間距1.6m，排距0.8m。最后，擴(kuò)巷前在原切眼木棚下靠擴(kuò)幫側(cè)垂直于原木棚打π型梁+單體柱進(jìn)行加固。

3.擴(kuò)巷部分支護(hù)設(shè)計(jì)

頂板：每排布置6根錨桿，均勻布置，共用一根W鋼帶。擴(kuò)幫側(cè)：每排布置3根玻璃鋼錨桿，均勻布置。錨桿排距0.8m，在每?jī)膳佩^桿中間布置2根錨索，共用一根礦工鋼托梁。

4.錨索施工技術(shù)要點(diǎn)

鉆孔孔深必須滿足設(shè)計(jì)要求，誤差50mm，不得過深或過淺。鉆孔完畢后，必須用水反復(fù)沖洗干凈。

安裝前，鋼絞線錨固端必須清理干凈，不得有油、水、泥、煤、鐵銹等雜物。按邊頂邊推的方法進(jìn)行攪拌，嚴(yán)禁提前捅破錨固劑或二次攪拌。錨固劑攪拌結(jié)束，達(dá)到其說明書規(guī)定的等待時(shí)間后，才能開始上托梁、托板、索具、漲拉千斤，進(jìn)行漲拉。

上托梁前，要盡量事先把頂板處理平整，錨索與頂板不垂直時(shí)應(yīng)使用球形索具。漲拉前，要詳細(xì)檢查高壓油管有無破損

漲拉過程中，需至少兩名人員配合進(jìn)行。一人操作漲拉泵并觀察壓力表的讀數(shù)，要求邊打壓邊報(bào)數(shù)，壓力表的讀數(shù)必須控制在作業(yè)規(guī)程規(guī)定的范圍之內(nèi)，不得過大或過小。另一人，站在安全地點(diǎn)觀察漲拉千斤的運(yùn)行情況，出現(xiàn)超過漲拉千斤行程或異常情況時(shí)，立即停止?jié)q拉。

漲拉后，索具外留鋼絞線250mm，多余部分現(xiàn)場(chǎng)施工人員不得隨意切割，必須提出書面申請(qǐng)并說明理由，經(jīng)生產(chǎn)技術(shù)科同意并派人監(jiān)督方可進(jìn)行。

三、工程質(zhì)量保證與檢驗(yàn)

1.工程質(zhì)量保證

施工前組織培訓(xùn)，從而使全體管理和施工人員熟悉錨桿錨索施工各項(xiàng)工序的技術(shù)要求及安全注意事項(xiàng)。每班開工前，結(jié)合上班情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；施工過程中，要結(jié)合手指口述對(duì)各道工序進(jìn)行安全確認(rèn)，關(guān)鍵工序必須經(jīng)當(dāng)班隊(duì)長(zhǎng)確認(rèn)；每班必須認(rèn)真做好施工原始記錄。每根錨桿錨索實(shí)行編號(hào)和掛牌管理。生產(chǎn)技術(shù)科負(fù)責(zé)施工技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督，每天按《安全檢查表》的項(xiàng)目對(duì)各道工序進(jìn)行巡回檢查，收集施工相關(guān)信息，并進(jìn)行分析處理。

2.工程質(zhì)量檢驗(yàn)

嚴(yán)格按照MT/T1104-2009《煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求，進(jìn)行錨桿抗拔力試驗(yàn)。并在實(shí)際施工中，堅(jiān)持定期進(jìn)行錨索抗拔力試驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)并解決了施工中存在的一系列問題。與此同時(shí)，還在新舊切眼每15m布置一個(gè)測(cè)站，頂板壓力大及原冒頂區(qū)每5m布置一個(gè)測(cè)站，每天進(jìn)行錨桿錨索受力監(jiān)測(cè)和頂板離層監(jiān)測(cè)。

四、支護(hù)效果分析

陽(yáng)泉蔭營(yíng)煤礦按上述設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，從揭露圍巖看，煤層裂隙中注漿材料飽滿，頂板膠結(jié)完整，沒有出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象，效果理想。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，所有測(cè)站，離層值均為零；頂錨桿受力普遍在30～50KN之間，個(gè)別達(dá)到70KN；錨索受力普遍在260～300KN之間，個(gè)別達(dá)到400KN，可以滿足巷道使用要求，達(dá)到了預(yù)期效果。

（作者單位：山西省陽(yáng)泉蔭營(yíng)煤礦）

（責(zé)任編輯：周瓊）