羅建強(qiáng)

【摘 要】為最大限度回收煤炭資源，在沖擊層附近施工較大斷面切眼，面臨頂板強(qiáng)度低、淋水等不利因素，通過進(jìn)一步優(yōu)化施工工藝，采取多手段聯(lián)合支護(hù)方法，保證了施工安全，取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】沖積層；大斷面；切眼；聯(lián)合支護(hù)

中圖分類號(hào)： TD35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）02-0160-002

【Abstract】In order to maximize the recovery of coal resources，a large cross-section cut near the impact layer is cut， which is confronted with unfavorable factors such as low roof strength and water spray.By further optimizing the construction technology and adopting multiple means of joint support methods，construction safety，Achieved good results.

【Key words】Alluvium；Large section；Cut eye；Joint support

河北金牛能源股份有限公司葛泉礦14214工作面切眼，是該礦僅有幾個(gè)布置在15m沖積層防水煤柱附近大斷面巷道，切眼采用錨網(wǎng)、錨索及單體交接頂梁聯(lián)合支護(hù)，并且該切眼順利穿過H=1.2m落差斷層。從支架安裝過程和工作面初采看，切眼內(nèi)支護(hù)效果良好，滿足了工作面安裝和開采的需要。

1 切眼概況

14214切眼自14212運(yùn)料巷開口，垂直14212運(yùn)料巷方向，沿2#煤層頂板掘進(jìn)，依據(jù)基巖層厚度變化，控制巷道頂板與沖積層之間巖柱厚度不小于防沙巖柱距離。該切眼直接頂泥直接頂質(zhì)粉砂巖淺灰色，平均厚度9m，隨著巷道頂板標(biāo)高遞增，風(fēng)化程度愈加明顯，巖石強(qiáng)度快速降低，切眼直接底為5.3m厚灰色粉砂巖。依據(jù)鉆探資料巷道頂板基巖厚12～15m，基巖之上為松散含水豐富砂礫層。由于基巖厚度縮小及切眼斷層、頂板裂隙影響，在錨桿、錨索施工中，多數(shù)支護(hù)錨桿及錨索存在滴水現(xiàn)象，在斷層附近錨索孔成線性淋水，明顯存在導(dǎo)通沖積層跡象。

2 施工中存在問題

基巖厚度縮小，切眼在施工中，頂板巖層不同程度受到?jīng)_積層含水層及風(fēng)化的影響，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上疏松、膠結(jié)程度差，自穩(wěn)性能與承載能力弱等不利情況，致使頂板巖層強(qiáng)度降低。對(duì)于現(xiàn)有錨網(wǎng)、索支護(hù)，在沒有穩(wěn)定巖層情況，其支護(hù)效果對(duì)頂板承載受到嚴(yán)重影響。因此選擇有效支護(hù)手段，防止頂板事故發(fā)生，確保切眼正常施工，為回收沖積層煤柱，提高煤炭資源回收具有重要意義。

3 切眼主要參數(shù)

3.1 合理確定切眼斷面：

切眼斷面主要考慮使用支架外形尺寸，選用綜采支架ZF3700/16/26，按其最小支撐長(zhǎng)度5m計(jì)算，同時(shí)考慮到支架在切眼內(nèi)能夠轉(zhuǎn)向，支架支撐的對(duì)角線長(zhǎng)度最小5.2m，并預(yù)留一定的安全距離及斷面收縮，切眼寬度取5.6m。切眼高度參考綜采支架最大采煤高度，支架最大支撐高度為2.6m，考慮一定的支護(hù)力度，取2.4m。具體件切眼斷面支護(hù)圖圖1。

3.2 支護(hù)參數(shù)

受特殊地質(zhì)及施工條件限制，切眼選用錨網(wǎng)

梁配以單體π型鋼復(fù)合支護(hù)。

錨桿支護(hù)參數(shù)確定：

頂錨桿：

錨桿選用φ22×2200mm螺紋鋼錨桿，采用類比，取間排距為700×800mm，采用一卷CK2330及一卷Z2360樹脂藥卷全長(zhǎng)錨固，設(shè)計(jì)錨固了不小于13t，預(yù)緊力不小于300N·M。在頂板受沖積層水腐蝕嚴(yán)重，預(yù)緊力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)在頂托盤下補(bǔ)加木墊板，增大與頂板接觸面積，同時(shí)配合垂巷鋼帶梁與頂板形成具有一定強(qiáng)度的組合梁，提高頂板自撐強(qiáng)度。

幫錨桿：

幫錨桿采用φ18×2000mm圓鋼錨桿，類比附近巷道支護(hù)情況，幫錨桿間排距取700×700mm，采用一卷Z2360樹脂藥卷端部錨固，對(duì)于煤壁松軟，有風(fēng)化現(xiàn)象，加長(zhǎng)錨桿錨桿錨固長(zhǎng)度，同時(shí)在幫托盤下補(bǔ)加木墊板。

錨索：

錨索選用φ17.8×6000mm鋼絞線，采用一卷CK2333和2卷Z2360樹脂藥卷進(jìn)行端部錨固，對(duì)于頂板風(fēng)化嚴(yán)重頂板，錨索加長(zhǎng)錨固端，增加一卷Z2360中速藥卷。錨索對(duì)頂板錨固配以2m12#槽鋼，槽鋼順巷布置五道，間距2m，排距1m，形成與鋼帶梁交叉加固頂板。

單體鉸接頂梁：

單體液壓支柱選用DZ25-25/100，初撐力不小于9t，順巷布置兩道，分別距面幫2m、3m，與工作面之間留設(shè)運(yùn)輸機(jī)空間安裝，與老塘側(cè)鋪設(shè)支架運(yùn)輸軌道，確保支架順利安裝。交接頂梁長(zhǎng)度1m，與單體一梁一柱，垂巷鉸接布置，增加對(duì)頂板控頂面積。在保證初撐力前提下實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支撐加固頂板，代替木托棚、點(diǎn)柱支護(hù)。保證單體支柱對(duì)頂板具有持續(xù)高強(qiáng)支撐力，彌補(bǔ)錨桿、錨索在頂板無基本頂較難實(shí)現(xiàn)懸吊，未能有效主動(dòng)分擔(dān)頂板壓力不足，配合錨桿及錨索形成頂板組合梁形成有效支護(hù)體系。

3.3 切眼分次施工支護(hù)要求

擴(kuò)切眼時(shí)要求頂錨桿及鋼帶梁與原巷中錨桿布置前后交錯(cuò)布置，鋼帶梁深入原巷不少于200mm，擴(kuò)幫端部頂錨桿布置在小切眼中，同時(shí)要求擴(kuò)幫頂網(wǎng)片與小切眼中網(wǎng)片搭接不少于100mm，連接200mm。

4 切眼施工工藝及主要措施

4.1 切眼施工工藝：

切眼分次成巷，先施工3.0×2.4m規(guī)格小切眼，然后擴(kuò)面幫成巷。擴(kuò)幫前先在小切眼內(nèi)補(bǔ)打一排一梁一柱單體鉸接頂梁，隨擴(kuò)隨打第二排單體膠接頂梁。避免出現(xiàn)大跨度狀態(tài)下切眼頂板冒落。減少擴(kuò)切眼與安裝時(shí)間，控制在一個(gè)月內(nèi)，合理安排生產(chǎn)調(diào)度。

4.2 頂板水優(yōu)化處理

風(fēng)化頂板，在水的侵蝕下膨脹，為避免風(fēng)干后，頂板膨脹，膠結(jié)強(qiáng)度降低，在掘進(jìn)鉆探中，盡量減少對(duì)切眼附近水排放，對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵，減少?zèng)_積層局部積水流失，保持切眼周邊巖層原有狀態(tài)。

4.3 掘進(jìn)工藝優(yōu)化：

巷道掘進(jìn)擴(kuò)幫采用光面爆破，減少對(duì)圍巖，兩幫煤體破壞，保持其原有力學(xué)狀態(tài)，通過錨網(wǎng)索立即支護(hù)，及時(shí)預(yù)緊，加強(qiáng)對(duì)周邊煤體巖石支撐強(qiáng)度，減緩變形速度及程度，達(dá)到支護(hù)目的。

5 礦壓觀測(cè)

切眼掘進(jìn)及擴(kuò)幫中，通過觀測(cè)的頂板離層儀及單體支柱下縮量，并結(jié)合對(duì)頂、底幫礦壓觀測(cè)?？梢钥闯銮醒蹟U(kuò)幫后，在開始20天內(nèi)，頂板下沉及底板鼓出可達(dá)到5mm每天，而后頂板仍以每天1mm的速度移近。

回采時(shí)工作面推出切眼后頂板整體跨落，工作面初次來壓，支架受到頂板動(dòng)壓與正常工作狀態(tài)下工作阻力相當(dāng)，支架受到較大靜壓力。因此切眼支護(hù)以支柱主動(dòng)支護(hù)為主，配合錨網(wǎng)梁形成的組合梁支護(hù)是有效可行的。同時(shí)為保持持續(xù)的支撐頂板壓力，在施工中加強(qiáng)對(duì)支柱的二次注液。

6 結(jié)論

6.1 錨桿、錨索及單體鉸接頂梁在近沖積層下施工切眼，通過合理選擇工藝參數(shù)，對(duì)于控制頂板下沉、變形破壞，是安全可行的。

6.2 錨網(wǎng)索及單體支護(hù)在施工工藝上簡(jiǎn)單，相對(duì)架棚支護(hù)，在工作面安裝上節(jié)省了大量的替換支柱梁的繁重勞動(dòng)，工作空間寬，加快了工作面的安裝速度。

6.3 近沖積層切眼施工，對(duì)于增加沖積層附近編外儲(chǔ)量，回收沖積層煤柱，提高煤炭資源回收率，延長(zhǎng)礦井壽命具有重要意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》張榮立等主編，煤炭工業(yè)出版社.