高 星

（山西晉盂煤業(yè)（集團(tuán)）有限公司，山西 盂縣 045100）

1 概況

躍進(jìn)礦三采區(qū)位于二采區(qū)的東南部，開采3煤層，煤層底板標(biāo)高為+760～ +763m。井田總體為一地塹，地塹內(nèi)為一傾向南南東-南東的單斜構(gòu)造，傾角2～3°左右，地塹的西北部為高廟山正斷層，東南部為高平正斷層[1]。井田內(nèi)無陷落柱，斷層不發(fā)育。

三采區(qū)回采面的切眼掘進(jìn)斷面設(shè)計(jì)為矩形，巷寬6.7m，高2.6m，巷道斷面積17.42m2，屬于大斷面巷道，分2次掘進(jìn)成巷，掘進(jìn)時沿3#煤層頂板掘進(jìn)，頂板為巖性軟弱的泥巖。

2 大斷面切眼二次掘進(jìn)支護(hù)方案

采用2次掘進(jìn)成巷，分次支護(hù)。一切眼寬4200mm，二切眼寬2500mm，大斷面切眼掘進(jìn)二次支護(hù)錨桿、錨索布置圖如圖1所示。頂板為8根錨桿，錨桿間距900mm；兩幫為3根錨桿，錨桿的間距為1000mm。為了保證支護(hù)的有效性，錨桿的排距為800mm。其具體支護(hù)參數(shù)見圖1。

圖1 大斷面切眼二次掘進(jìn)支護(hù)錨桿、錨索布置

2.1 一次掘進(jìn)時的支護(hù)參數(shù)

（1）頂板錨桿。使用左旋螺紋鋼高強(qiáng)錨桿，規(guī)格為Ф20×2400mm，采用配套的高強(qiáng)度螺母及托盤，規(guī)格為120×120×10mm。錨桿鉆孔直徑28mm，采用K2335和Z2360錨固劑。在巷道頂板采用金屬網(wǎng)和鋼筋梁加強(qiáng)支護(hù)，鋼筋梁為自行加工，有效長度4200m[2]，金屬網(wǎng)為型號4200×1100mm的菱形網(wǎng)，鐵絲聯(lián)結(jié)。安裝錨桿的預(yù)應(yīng)力不小于100kN，預(yù)緊力矩不小于300N·m。

（2）頂板錨索。采用Ф17.8mm，長7.3m的1×7股的高強(qiáng)錨索，間距1350mm，與錨桿交錯布置，錨索一排布置2根，排距2.0m。兩根錨索之間用16～20號槽鋼連接成一個整體，且錨索向外傾斜一定角度；錨索用1支型號K2335、2支型號Z23603的樹脂藥卷進(jìn)行錨固，匹配300×300×16mm的高強(qiáng)球型托盤，錨索預(yù)緊力≥200kN。錨固力大于300kN[3]。

（3）兩幫錨桿。錨桿規(guī)格內(nèi)側(cè)型號為Ф20×2000mm玻璃鋼高強(qiáng)錨桿，配套150×150×10mm高強(qiáng)拱形托盤和高強(qiáng)螺母。鉆孔直徑≤28mm，用K2335和Z2360各1支錨固劑，玻璃鋼錨桿預(yù)緊力矩不小于60N·m，錨桿錨固力大于80kN。

2.2 二次掘進(jìn)時的支護(hù)參數(shù)

（1）頂板錨桿。使用Ф20×2400mm左旋螺紋鋼高強(qiáng)錨桿，桿體屈服強(qiáng)度不低于335MPa，極限強(qiáng)度不低于380MPa，桿尾螺紋規(guī)格M22，采用滾壓加工工藝成型。采用配套的高強(qiáng)度螺母及托盤，規(guī)格為120×120×10mm。采用K2335和Z2360錨固劑。頂板配以金屬網(wǎng)與鋼筋梯子梁來進(jìn)行輔助支護(hù)，鋼筋梁為自行加工，有效長度4200m[4]；巷道頂板金屬網(wǎng)型號2600×1100mm的菱形網(wǎng)，鐵絲聯(lián)結(jié)，相鄰之間網(wǎng)搭接大約100mm。施工時錨桿預(yù)緊力矩要確保不小于300N·m，且不能大于500N·m。

（2）頂板錨索。采用Ф17.8mm，長7.3m的1×7股的高強(qiáng)錨索，錨索的有效長度為7.1m左右，一排一根，距離巷道中部錨索1350mm，與錨桿交錯布置，排距2000mm，錨索必須緊跟迎頭施工；施工時候錨索用1支型號K2335，2支型號Z23603樹脂藥卷來進(jìn)行錨固劑錨固，藥卷理論錨固長度是1.5m,在錨索錨固端1.4m處加擋圈，錨索托盤匹配300×300×16mm的高強(qiáng)球型托盤[5]，施工時候錨索預(yù)緊力應(yīng)≥200kN，錨索張拉后要對錨桿進(jìn)行二次緊固。

（3）外幫錨桿。煤柱側(cè)采用規(guī)格為Ф20×2000mm的高強(qiáng)玻璃鋼錨桿，錨桿托盤采用尺寸不小于120×120×10mm的配套托盤；錨桿鉆孔直徑28mm，K2335和Z2360錨固劑各1卷；網(wǎng)片規(guī)格：外側(cè)幫配以塑料拉伸網(wǎng)作為輔助支護(hù)，塑料網(wǎng)規(guī)格為2600×1100mm，網(wǎng)孔規(guī)格為40×40mm，沿巷道軸向相鄰網(wǎng)搭接約100mm，采用16#鐵絲鈕扣聯(lián)結(jié)，孔孔相連，每扣鐵絲至少擰3圈以上。

錨索支護(hù)施工完成后，應(yīng)采用單體支柱對頂板加強(qiáng)支護(hù)。單體支柱設(shè)置一排，排距2000mm，設(shè)置在大斷面切眼正中間。

3 監(jiān)測結(jié)果及分析

為了檢驗(yàn)大斷面切眼二次掘進(jìn)支護(hù)效果，在大斷面切眼掘進(jìn)200m處布置1個觀測點(diǎn)，間隔100m布置第2個監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測巷道圍巖變形位移變化情況。圖2為大斷面切眼巷道圍巖位移量圖。

由圖2可以看出，測點(diǎn)1和測點(diǎn)2總體變化趨于基本一致。測點(diǎn)1兩幫移近量最大為210mm，測點(diǎn)2兩幫移近量最大為220mm，測點(diǎn)1頂?shù)装逡平孔畲鬄?70mm，測點(diǎn)2頂?shù)装逡平孔畲鬄?60mm。兩測點(diǎn)數(shù)據(jù)表明大斷面切眼在掘進(jìn)支護(hù)后，圍巖變形在40d左右基本趨于穩(wěn)定，大斷面二次掘進(jìn)支護(hù)方案有效控制了切眼掘進(jìn)時圍巖變形，能夠保證安全生產(chǎn)。

圖2 大斷面切眼巷道圍巖位移量