李飛　彭建川

摘 要：為了解決趙固二礦破碎圍巖超大斷面切眼支護的難題，進行了現(xiàn)場調(diào)研，結(jié)果表明，1105工作面切眼圍巖破碎，切眼正常段寬度達到了9.2m。為了克服普通錨桿錨索在支護切眼過程中的不足，文章提出了長錨桿錨索聯(lián)合支護技術，并在趙固二礦1105工作面切眼現(xiàn)場應用。應用結(jié)果表明，使用長錨桿錨索聯(lián)合支護技術后，淺部長錨桿錨固區(qū)巖層穩(wěn)定，長錨桿很好地發(fā)揮了支護作用，破碎圍巖控制效果良好。

關鍵詞：破碎圍巖；超大斷面切眼；長錨桿

我國煤礦開采逐漸進入深部開采階段，深部軟巖巷道或者硐室不斷涌現(xiàn)。這類圍巖性質(zhì)軟弱、地應力大、圍巖變形嚴重[1-3]?，F(xiàn)在支護此類巷道或者硐室主要采用錨桿和錨索聯(lián)合支護或者二次支護技術。但現(xiàn)場實踐表明，錨索支護仍存在如下一些問題：（1）由于外端頭受力不良及與圍巖點接觸，軟弱巖體受點載荷，頂板強化效果不明顯；（2）抗變形性能差，錨索與錨桿承載不同步，易超前錨桿集中受力；（3）實測鋼絞線破斷力一般在180～250kN左右，而目前使用的等強型螺紋鋼錨桿破斷力在170～195kN相近，強度區(qū)別不明顯；（4）內(nèi)錨固端的三徑匹配不合理，錨固點位置常常內(nèi)移，錨固性能不可靠；（5）由于槽鋼托梁抗側(cè)壓能力極低，槽鋼很快形成倒扎角，不易形成有效支護。一旦發(fā)生變形，回收后難以再利用，這一特性決定了槽鋼二次支護利用率低的事實，因此增大了巷道的支護費用。

為了解決破碎圍巖大斷面切眼支護問題，文章提出了長錨桿錨索聯(lián)合支護技術。

1 工程概況

趙固二礦主采煤層為二-1煤層，厚度為6.0m～6.59m，平均6.32m，1105工作面長度為180m，采用一次采全高采煤法。1105工作面切眼圍巖破碎，切眼正常段寬度達到了9.2m，機頭機尾段長度共計31m，寬度達到了10.2m，高應力破碎圍巖條件下的大采高超大斷面切眼的支護問題在國內(nèi)尚無先例，因此對1105工作面高應力破碎圍巖超大斷面切眼支護技術進行系統(tǒng)研究具有重要意義。

2 長錨桿介紹

無縱肋螺紋鋼式樹脂錨桿金屬桿體，選用屈服強度大于335MPa，抗拉強度不小于490MPa的無縱肋左旋螺紋鋼，其外形尺寸符合錨桿專用螺紋鋼的要求。桿體的延伸率大于15%，桿體直線度≤2mm/m。

桿體直徑20mm，錨固力>105kN；尾部螺紋直徑M22mm，尾部螺紋承載力≥105kN；連接頭尺寸直徑26.5±5mm，連接頭長度50mm，連接螺栓規(guī)格M18×2，連接螺栓長度60±5，連接頭的承載力≥139kN；托盤的承載力≥105kN，尾部螺紋的承載力≥105kN。

長錨桿桿體長度可以根據(jù)巷道的高度和錨桿設計長度加工分成兩段或更多段用螺栓進行連接，利用錨桿鉆機的扭力自然的把兩段連接在一起，錨桿連接頭的承載力不小于桿體極限抗拉力的90%，遠大于錨固力值，桿體加長后可以保證其錨固力值不降低。具有以下優(yōu)點：錨桿延伸率與錨桿相同，是錨索的五倍；整體破斷力大于十八噸，相當于錨索破斷力；錨固力可靠，高于錨索錨固力；比錨索施工方便，成本更低，安全性更好等。

3 支護方案

根據(jù)切眼圍巖條件，提出破碎圍巖超大斷面切眼長錨桿錨索協(xié)調(diào)支護技術[4-5]，支護參數(shù)為：

（1）開切眼分兩次掘進，第一次掘進4800mm，然后擴刷至9200mm，第一次掘進支護形式：錨網(wǎng)（索）+槽鋼梁+W型鋼帶+鋼筋梯聯(lián)合支護。刷幫后支護形式：超長錨桿+錨索+金屬網(wǎng)+槽鋼梁+W型鋼帶+鋼筋梯聯(lián)合支護。

（2）錨桿規(guī)格：φ20×2400mm螺紋鋼錨桿；間排距：800×800mm，頂部、幫部錨桿錨固長度分別為1200mm、900mm（一卷快速錨固劑、一卷中速錨固劑），幫部錨桿托盤為W型鋼帶、δ10×150×150mm。超長錨桿規(guī)格：φ20×4000mm。

（3）托盤配合使用，頂部錨桿托盤為δ10×150×150mm托盤、鋼筋梯配合使用，鋼筋梯長度為4160mm。

（4）槽鋼梁錨索規(guī)格：Φ21.6×8250mm和Φ21.6×12000mm，間排距分別為：1400mm×1600mm和1600mm×1600mm，錨固長度均為2400mm（兩卷快速錨固劑、兩卷中速錨固劑），托盤規(guī)格：16#槽鋼梁與δ12×120×120mm、δ12×80×80mm鋼板和δ50×120×120mm木墊板配合使用；掘進斷面、擴刷斷面槽鋼梁長度分別為4500mm和5100mm，槽鋼梁不準截割，錨索預應力不低于30MPa。

（5）點錨第一列和第二列錨索規(guī)格為：Φ21.6×12000mm，其余點錨索規(guī)格為：Φ21.6×8250mm；間排距均為：1600mm×1600mm，錨固長度均為2400mm（兩卷快速錨固劑、兩卷中速錨固劑），托盤采用δ12×400×400mm、δ16×200×200mm鋼板和δ50×200×200mm木墊板配合使用，錨索預應力不低于30MPa。

（6）金屬網(wǎng)片為Φ5.6mm鋼筋焊接，網(wǎng)幅900×1700mm，網(wǎng)片搭接100mm，每格用14#鉛絲綁扎，錨桿與鋼筋梯打在金屬網(wǎng)片接茬處。

4 結(jié)束語

在工作面回采約6.2m時，采空區(qū)頂板位移產(chǎn)生突變，工作面回采約7.5m時，采空區(qū)頂板出現(xiàn)冒落。液壓支架頂梁長度為4.8米，所以此時支架頂梁離開切眼正常段1.4m（采空區(qū)頂板懸空10.6m）時，采空區(qū)頂板出現(xiàn)垮落跡象，支架頂梁離開切眼正常段2.7m（采空區(qū)頂板懸空11.9m）時，采空區(qū)頂板冒落，由此可以判斷，在相似地質(zhì)條件、開切眼斷面長度設計為9.2米條件下，超長錨桿錨索協(xié)調(diào)支護方案是合理安全的。

趙固二礦1105切眼頂板以砂質(zhì)泥巖為主，圍巖屬高應力環(huán)境下破碎圍巖。隨著工作面的推進，采空區(qū)切眼位置頂板深部巖層首先發(fā)生明顯位移，而淺部巖層離層不明顯，說明淺部長錨桿錨固區(qū)巖層穩(wěn)定，長錨桿很好地發(fā)揮了支護作用，破碎圍巖控制效果良好。

參考文獻

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作者簡介：李飛（1991-），男，河南濮陽人，在讀碩士研究生，主要從事巷道支護技術和礦山壓力及巖層控制的研究。