文/郭愛國(guó) 馬維宏

聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在巷道支護(hù)中的應(yīng)用

文/郭愛國(guó) 馬維宏

隨著我國(guó)煤礦開采深度不斷延深,地應(yīng)力逐漸增大，且綜采因技術(shù)發(fā)展架型越來越大，傳統(tǒng)煤錨支護(hù)或單一架棚支護(hù)已不能滿足安全生產(chǎn)要求。近年來，山西襄垣煤業(yè)有限公司根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況,提出了在厚煤層構(gòu)造區(qū)大跨度切眼施工采用錨桿+錨索+鋼帶聯(lián)合支護(hù)方式，不僅能較好地控制巷道圍巖變形和破壞，避免了二次支護(hù)和返修工作，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

一、施工區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

施工切眼位于1503盤區(qū)，煤層厚，其偽頂為炭質(zhì)泥巖和薄煤，直接頂為黑色頁巖，老頂為石灰?guī)r與頁巖互層。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，受彎曲構(gòu)造影響，煤巖層破碎、裂隙發(fā)育，極易發(fā)生冒頂。

二、支護(hù)改進(jìn)措施及施工操作

1.前期施工方式

山西襄垣煤業(yè)公司主采煤層開采方式采用綜放工藝，前期施工中，采用先掘后擴(kuò)巷的施工方法。切眼沿15號(hào)煤下層布置，長(zhǎng)180m，梯形斷面施工，掘進(jìn)上寬6.3m，掘進(jìn)高度2.67m。采用木棚+金屬網(wǎng)+單體柱支護(hù)工藝，棚距800mm。前期施工中分別出現(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。

2.改進(jìn)措施

隨著工作面設(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，必須采用矩形斷面擴(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。山西襄垣煤業(yè)公司技術(shù)人員考慮到地質(zhì)條件和巷道跨度等因素，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。

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鋼帶的厚度4mm，寬度220mm，長(zhǎng)4.7m。

金屬網(wǎng)為菱形。錨索規(guī)格：1860級(jí)，1×19結(jié)構(gòu)，直徑22mm，長(zhǎng)度以錨入老頂石灰?guī)r的長(zhǎng)度不小于1m為準(zhǔn)，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。

錨索附件為規(guī)格300mm×300mm×16mm鋼托板，KM22鎖具。托梁采用12#廢舊礦工鋼制作，梁長(zhǎng)2.6m，平面朝上。

3.具體操作方法

（1）加固原切眼

首先，用煤巖體加固劑對(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，加固范圍在原冒頂區(qū)沿切眼方向前后各加10m。

其次，在原切眼每?jī)杉芘镏虚g加打兩根錨索，間距1.6m，排距0.8m。同時(shí)在擴(kuò)巷前，對(duì)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。

（2）擴(kuò)巷支護(hù)

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，共用一根工字鋼托梁。

（3）錨索施工要求

除一般要求外，特別強(qiáng)調(diào)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。

錨索安裝前，鋼絞線錨固端必須清理干凈，不得有油、水、泥、煤、鐵銹等雜物。按照邊頂邊推的方法進(jìn)行攪拌，嚴(yán)禁提前捅破錨固劑或二次攪拌。攪拌時(shí)間，嚴(yán)格執(zhí)行錨固劑使用說明書，不得任意縮短或延長(zhǎng)。

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，開始上托梁、托板、鎖具、漲拉千斤，進(jìn)行漲拉。上托梁前，事先盡量把頂板處理平整，錨索與頂板不垂直時(shí)應(yīng)使用球形鎖具。漲拉前，要詳細(xì)檢查高壓油管有無破損、是否完好，接頭是否牢固，無關(guān)人員必須撤離至5m外。漲拉過程中，需2名人員配合進(jìn)行漲拉，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?。涣硪蝗苏驹诎踩攸c(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，鎖具外留鋼絞線250mm。

三、質(zhì)量保證措施

1.施工前組織培訓(xùn)，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，安全注意事項(xiàng)。生產(chǎn)技術(shù)科負(fù)責(zé)施工技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)督。

2.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，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。

3.每根錨桿錨索實(shí)行編號(hào)掛牌管理，并嚴(yán)格按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)。

4.生產(chǎn)技術(shù)科安排專人負(fù)責(zé)收集施工相關(guān)信息，并按《安全檢查表》的項(xiàng)目對(duì)各道工序進(jìn)行巡回檢查，并記錄分析和處理。

四、礦壓監(jiān)測(cè)管理

1.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

錨桿錨索受力監(jiān)測(cè)和頂板離層監(jiān)測(cè)。

2.測(cè)站布置

正常情況下，新舊切眼分別每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。每天觀測(cè)一次。

五、結(jié)語

錨桿+錨索+W鋼帶聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，在山西襄垣煤業(yè)公司巷道支護(hù)中的實(shí)踐應(yīng)用，從揭露圍巖看，煤層裂隙中注漿材料飽滿，頂板膠結(jié)完整，未出現(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，滿足巷道使用要求，為山西襄垣煤業(yè)公司在復(fù)雜地質(zhì)條件下施工大跨度、全煤巷積累了經(jīng)驗(yàn)，為錨桿錨索支護(hù)技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

（作者單位：山西襄礦集團(tuán)有限公司，山西襄礦西故縣煤業(yè)有限公司）

（責(zé)任編輯：周瓊）