涂智凌 趙偉豪

(河南理工大學(xué) 河南 焦作 454000)

回采巷道支護(hù)技術(shù)研究

涂智凌 趙偉豪

(河南理工大學(xué) 河南 焦作 454000)

本文針對(duì)新屯礦14476工作面順槽具體地質(zhì)條件來確定支護(hù)形式和參數(shù)。在14476工作面順槽開口往里90m和160m處設(shè)置了兩個(gè)測站，用十字布點(diǎn)法進(jìn)行測量，分別對(duì)工作面兩幫位移量和巷道頂?shù)装逦灰屏窟M(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明：工作面頂?shù)装逡平勘认锏纼蓭鸵平啃?，總的來說巷道圍巖變形量都在一個(gè)月內(nèi)趨于穩(wěn)定，有效控制了圍巖的變形?？梢詽M足工作面安全回采的要求。取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

工作面順槽；支護(hù)形式；監(jiān)測；圍巖控制

一、地質(zhì)概況

新屯井田位于河北省邯鄲市峰峰礦區(qū)東北部，包括原井田和東部擴(kuò)大區(qū)兩部分，井田面積8.4099km2，礦井地理位置優(yōu)越、區(qū)位優(yōu)勢明顯，資源可靠、儲(chǔ)量豐富，開采技術(shù)條件好，煤質(zhì)優(yōu)良，市場前景廣闊?？刹擅簩訛?號(hào)煤、4號(hào)煤、6號(hào)煤、7號(hào)煤、8號(hào)煤、9號(hào)煤[1]。目前新屯礦主要開采2號(hào)、4號(hào)、-240m以上6號(hào)煤層。其中，2號(hào)煤厚3.91m～6.95m，平均5.30m，采煤工藝以綜采放頂煤為主，村莊下開采采用充填開采，目前最深開采至750m。

目前正在準(zhǔn)備的14476工作面，地表位于東古佛村東北500m左右，皆為農(nóng)田。井下位置及四鄰采掘情況為：北至F30斷層防水煤柱線，南鄰14474工作面(未采)，東臨近BF1斷層，西至-600大巷保護(hù)煤柱線。

地面平均標(biāo)高為+168～+171m，工作面標(biāo)高-495～-535m，推進(jìn)長度454m，工作面長度80m，煤厚平均5.5m，儲(chǔ)量28萬噸。

本地區(qū)呈一單斜構(gòu)造，煤層基本穩(wěn)定，厚度均在1.2m左右。煤層傾角淺部較緩，深部較陡。斷層附近煤厚可能變薄。老頂為砂質(zhì)頁巖，厚度3.5m，深灰色質(zhì)硬，局部含硅質(zhì)層理明顯，含砂質(zhì)不均勻；直接頂為石灰?guī)r，厚度為0.3～2.0m，青灰色，性脆較硬，含有少量方解石脈；直接底為細(xì)砂巖，厚度為1.5～2.4m，深灰色，長石英為主，硅質(zhì)膠結(jié)，局部含黃鐵礦；老底為砂質(zhì)頁巖，厚度為4.5m，上部石英長石為主含云母，層理清晰。

二、工作面掘進(jìn)支護(hù)方式和支護(hù)參數(shù)

14476工作面順槽摸4#煤頂板掘進(jìn),斜矩形斷面，巷道規(guī)格為4.0m×2.4m(凈寬×凈高，巷中頂板向下2.4m到軌面距離)。巷道頂部采用錨索配合高凸T型鋼帶和專用T型鋼帶托板支護(hù)。錨索采用直徑21.6mm高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，長度8.0m，錨固長度1.8m，錨索預(yù)緊力為100kN。頂板鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)采用Φ6mm鋼筋焊接而成，網(wǎng)片規(guī)格為1500×1100mm，網(wǎng)孔規(guī)格100×100mm，搭接長度100mm，每100mm采用12#雙股綁絲綁扎一道。

三、工作面順槽支護(hù)技術(shù)方案

14476工作面順槽掘進(jìn)凈寬度為4000mm，巷中掘進(jìn)凈高度為2400mm，其錨桿、錨索布置方案如圖1所示。頂板為5根錨桿，間距900mm；上幫4根錨桿，間距為700mm，上部錨桿距頂板200mm，底部錨桿距底板310mm；下幫3根錨桿，間距為850mm，上部錨桿距頂板200mm，底部錨桿距底板290mm，錨桿排距參照間距確定為1000mm。其中具體的支護(hù)參數(shù)如下：

頂板錨桿：型號(hào)用20mm×2400mm左旋螺紋鋼高強(qiáng)錨桿，匹配150mm×150mm×12mm高強(qiáng)螺母與高強(qiáng)拱形托盤，如果錨桿不能垂直巷道頂板布置，應(yīng)加設(shè)調(diào)心球墊。鉆孔直徑用28mm加長樹脂錨固，型號(hào)K2335與Z2360錨固劑各一支，頂板配以鋼筋網(wǎng)作為輔助支護(hù)，鋼筋網(wǎng)采用6mm的鋼筋自行焊接制作，頂板鋼筋網(wǎng)規(guī)格為2000mm×1100mm，相鄰網(wǎng)搭接約100mm，鐵絲鈕扣聯(lián)結(jié)。錨桿安裝預(yù)緊力：先使用錨桿鉆機(jī)安裝錨桿攪拌樹脂錨固劑，然后采用大扭矩扳手?jǐn)Q緊螺母，錨桿預(yù)緊力矩不小于400Nm。

頂板錨索：采用1×7股高強(qiáng)度低松弛鋼絞線制，直徑21.6mm，長7300mm，有效長度7000mm左右，一排兩根，間距2000mm，排距2000mm，兩根錨索分別距離巷道兩幫1000mm，錨索應(yīng)緊跟掘進(jìn)迎頭施工。錨索采用3支樹脂錨固劑錨固，1支K2335，2支Z2360，理論錨固長度約為1400mm，在錨索錨固端1300mm處施加擋圈。錨索托盤采用300mm×300mm×12mm的高強(qiáng)托盤，如果錨索不能垂直巷道頂板布置，應(yīng)加設(shè)調(diào)心球墊，錨索預(yù)緊力應(yīng)≥250KN。遇地質(zhì)條件變化較大的地段，錨索長度可根據(jù)需要調(diào)整，但錨索長度只可加長，不可隨意縮短[4]。

兩幫錨桿：兩幫使用左旋螺紋鋼高強(qiáng)錨桿，錨桿鋼材屈服強(qiáng)度不低于335MPa，規(guī)格為Ф20×2400mm，配150mm×150mm×12mm高強(qiáng)拱形托盤和高強(qiáng)螺母，為配套產(chǎn)品；鉆孔直徑為28mm，加長錨固，每孔兩支樹脂錨固劑，錨固劑規(guī)格為K2335和Z2360各一支，選用鋼筋網(wǎng)護(hù)幫，鋼筋網(wǎng)采用6mm的鋼筋自行焊接制作，兩幫金屬網(wǎng)規(guī)格分別為2610mm×1100mm和2190mm×1100mm，相鄰網(wǎng)搭接約100mm，鐵絲鈕扣聯(lián)結(jié)，網(wǎng)扣間距不大于200mm。兩幫錨桿預(yù)緊力矩應(yīng)不小于200N·m。

圖1 工作面順槽錨桿、錨索布置圖

四、工業(yè)性試驗(yàn)

為全面檢查工作面順槽錨桿支護(hù)的工作狀態(tài)，監(jiān)控巷道受到采動(dòng)影響前后的狀況，掌握圍巖的變形規(guī)律，以確定巷道的穩(wěn)定程度，以便及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施，并且通過監(jiān)測來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，檢驗(yàn)支護(hù)質(zhì)量，同時(shí)為修改設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。選擇有代表性圍巖條件，或選擇特殊條件進(jìn)行專項(xiàng)觀測。為了確保14476工作面順槽正?；夭傻那闆r，在14476工作面順槽開口往里90m和160m處設(shè)置了兩個(gè)測站，用十字布點(diǎn)法進(jìn)行測量，分別對(duì)工作面兩幫位移量和巷道頂?shù)装逦灰屏窟M(jìn)行監(jiān)測。

監(jiān)測結(jié)果表明：在第20d后測站1頂?shù)装逡平口呌诜€(wěn)定在255mm左右；在第21d后測站2頂?shù)装逡平口呌诜€(wěn)定在310mm左右；總的來說巷道圍巖變形量都在一個(gè)月內(nèi)趨于穩(wěn)定，有效控制了圍巖的變形，可以滿足工作面安全回采的要求。

[1]侯朝炯，郭勵(lì)生，勾攀峰.煤巷錨桿支護(hù)[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

[2]康紅普,姜鐵明,高富強(qiáng).預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)參數(shù)的設(shè)計(jì)[J].煤炭學(xué)報(bào),2008,07:721-726.

[3]楊玉亮.采動(dòng)巷道支護(hù)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].煤炭技術(shù)，2011，(3)：81-82.

[4]張慎勇.機(jī)巷錨桿支護(hù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].江西煤炭科技，2008，(2)：8-9.

涂智凌(1992-)，男，漢族，江西豐城人，碩士研究生，河南理工大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院礦業(yè)工程專業(yè)；趙偉豪(1998-)，男，漢族，河南社旗縣人，本科，河南理工大學(xué)電氣學(xué)院電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)。