肖立軍

（肥城礦業(yè)集團(tuán)單縣能源有限責(zé)任公司，山東 單縣274300）

穿層施工錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)

肖立軍

（肥城礦業(yè)集團(tuán)單縣能源有限責(zé)任公司，山東 單縣274300）

利用錨桿懸吊作用理論和錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，在穿層巷道施工中，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)方案支護(hù)巷道，達(dá)到了很好的支護(hù)效果。

穿層；錨網(wǎng)索；支護(hù)技術(shù)

1 現(xiàn)狀

我礦原有巷道穿層施工中，均采用礦用11#工字鋼架棚支護(hù)，施工中存在著以下缺點(diǎn)：巷道荒斷面大，有效斷面小。施工中出矸量大，運(yùn)輸量大。勞動(dòng)強(qiáng)度大。巷道使用期限長時(shí)，頂幫坑木易腐爛，造成巷道返修率大。

2 地質(zhì)條件

煤10Ⅱ?qū)用汉?.0m，以暗煤為主，煤層下部含一層粘土巖夾石，其直接頂為厚度0.7m左右的粉砂巖，深灰色，泥質(zhì)膠結(jié)，含植物化石，其上為煤10Ⅰ，厚度0.65m左右，以亮煤為主，結(jié)構(gòu)簡單，其直接頂為厚度2.0m左右的粉砂巖，巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=5，深灰色，泥質(zhì)膠結(jié)，含植物化石，其上為煤9，厚度1.60m左右，暗煤為主夾亮煤，中部含細(xì)砂巖一層，其直接頂為6.0m左右的粉砂巖，巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=5，深灰色，泥質(zhì)膠結(jié)，具層理，層面上有片狀黃鐵礦，10Ⅱ直接頂與10Ⅰ層煤相加厚度在1.35m左右，基本穩(wěn)定。9層、10Ⅰ層頂板圍巖屬Ⅲ類中等穩(wěn)定圍巖，10Ⅱ?qū)禹敯鍑鷰r屬Ⅳ類不穩(wěn)定圍巖，根據(jù)節(jié)理、層理發(fā)育程度分級，9層、10Ⅰ層頂板圍巖屬Ⅲ級中等發(fā)育圍巖，10Ⅱ?qū)禹敯鍑鷰r屬Ⅳ級中等發(fā)育圍巖。

3 穿層支護(hù)設(shè)計(jì)

在我礦已往施工中，九層煤巷錨桿支護(hù)已非常成熟，10Ⅰ層煤巷錨桿支護(hù)也得到了成功應(yīng)用，煤9、煤10Ⅰ直接頂板完全滿足于錨桿支護(hù)，在穿層中我們將根據(jù)地質(zhì)條件的分析，將錨桿、錨索有效的錨固于穩(wěn)定圍巖中，以起到良好的支護(hù)效果。

我們根據(jù)現(xiàn)場條件，依據(jù)《煤礦支護(hù)設(shè)計(jì)》、《肥城礦業(yè)集團(tuán)公司煤巷支護(hù)規(guī)范》等書籍，按照有關(guān)公式，采用懸吊理論和錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)的應(yīng)用，將支護(hù)方案選擇如下：

3.1 巷道設(shè)計(jì)形狀

支護(hù)斷面形式：采用自然拱斷面錨網(wǎng)索支護(hù)，巷道凈寬×凈高＝2.6m×2.3m。

3.2 永久支護(hù)方案設(shè)計(jì)

3.2.1頂部永久支護(hù)

按照錨桿懸吊作用理論，如果在距頂板表面向上一定范圍內(nèi)存在比較堅(jiān)固穩(wěn)定的巖層，而錨桿支護(hù)系統(tǒng)又能提供足夠的支護(hù)力將松脫的頂板懸吊在穩(wěn)定的圍巖上，就可以減小或限制頂板的滑移、離層冒落。

1）錨桿長度

L=L1+L2+L3

式中L1—錨桿外露長度，一般取L1=0.15m。

L2—錨桿有效長度，m；

L3—錨桿錨固段長度，一般L3=0.3～0.4m，本例取0.4m。

L1=墊板厚度+螺母厚度+（0.02～0.03）m。

L2=B/2f

式中B—巷道跨度m（荒寬）；

f—普氏巖石堅(jiān)固性系數(shù)，取f=3。

解得L2=0.5m

則L=L1+L2+L3=0.15+0.5+0.4=1.05m

為增加支護(hù)效果，結(jié)合錨桿長度，根據(jù)煤巷頂板錨桿支護(hù)形式與主要支護(hù)參數(shù)選擇表。

表3，取L=2.0m。

2）錨桿桿體直徑

d=35.52√Q/σt

式中d—錨桿桿體直徑；

Q—錨固力，KN；

σt—桿體材料抗拉強(qiáng)度，Mpa。

解得d=14.56mm

根據(jù)煤巷頂板錨桿支護(hù)形式與主要支護(hù)參數(shù)選擇表，表3，取d=18mm。

3）錨桿間排距

根據(jù)每根錨桿懸吊巖石載荷大小確定錨桿間距（a）與排距（b），通常a=b。

a=0.028d√σt/KrL2

式中a—錨桿間距；

K—錨桿安全系數(shù)，一般取K=1.5～1.8；

r—巖石容重，KN/m3。

解得a=1.075m

根據(jù)煤巷頂板錨桿支護(hù)形式與主要支護(hù)參數(shù)選擇表，表3，取錨桿間排距為800mm*800mm。

4）錨固力

Q=PD2=2.4*11*0.82*10=12.9KN

根據(jù)煤巷頂板錨桿支護(hù)形式與主要支護(hù)參數(shù)選擇表，表3，取錨固力Q=64KN，采用樹脂錨桿支護(hù)。

頂部永久支護(hù)設(shè)計(jì)如下：

頂部5根錨桿采用Φ18mm的螺紋鋼等強(qiáng)錨桿，長度2.0m，采用K2540型樹脂錨固劑，每根錨桿錨注樹脂錨固劑不少于2卷，錨桿錨固力不小于64KN/根，錨桿預(yù)緊力矩為100N.m，錨桿用液壓錨桿拉力計(jì)檢查時(shí)為17.6MPa/根，錨桿間排距為800mm×800mm，木托盤規(guī)格長×寬×厚=300×180×40（mm），在木托盤和頂板之間敷設(shè)8#，冷拔絲經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)格為50×50（mm），規(guī)格長×寬=2500mm×1000mm，錨桿外露螺帽長度15～40mm。

3.2.2兩幫支護(hù)

兩幫采用Φ14mm的平頭式圓鋼錨桿，長1450mm，采用快速水泥錨固劑，每根不少于2卷，錨固力40KN/根，采用液壓錨桿拉力計(jì)檢查時(shí)為11MPa/根，錨桿間排距800×1000（mm），砼托盤規(guī)格長×寬×厚=300mm×180mm×40mm，在砼托盤和巖（煤）幫之間敷設(shè)10#鐵絲菱形網(wǎng)，網(wǎng)格為50×50（mm），規(guī)格長度=2200mm×1000mm，錨桿外露螺母長度15～40mm。

3.2.3頂部加強(qiáng)支護(hù)

錨索采用Φ=15.24mm的鋼絞線制作，長度3.5m，錨索間排距1.5m×3m，均勻分布在巷道中心線兩側(cè)，錨索采用不少于3塊K2540樹脂錨固劑錨注，錨固力200KN，采用溜槽幫托盤，長度300mm，錨索專用錨具，錨索拖后迎頭不超過兩個(gè)錨索間距打設(shè)。

3.2.4網(wǎng)片聯(lián)接

頂幫網(wǎng)片搭接長度不少于60mm，每隔300mm用不小于12#鐵絲綁扎牢固，頂部網(wǎng)片與兩幫網(wǎng)片聯(lián)成一體，使整個(gè)斷面形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)。

4 臨時(shí)支護(hù)

采用長度不小于4.5m的規(guī)格大于等于15kg/m的鐵路制作的前探梁，三根前探梁臨時(shí)支護(hù)頂板，每根前探梁采用3個(gè)吊環(huán)交替前移，放炮后及時(shí)敲幫問頂，竄入前探支架，維護(hù)頂板，頂板采用厚度0.05m的板梁、木棒、楔子等加固牢固，剎頂前及時(shí)敷設(shè)好網(wǎng)片，吊掛前探支架的錨桿，每根錨固力不低于64KN，前探支架最大控頂距1.5m。

5 效果分析

采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)應(yīng)用于穿層巷道中，經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，達(dá)到了很好的支護(hù)效果。

肖立軍（1969—），男，現(xiàn)就職于肥城礦業(yè)集團(tuán)單縣能源有限責(zé)任公司從事采礦技術(shù)工作。