田 磊

（山西西山煤電股份有限公司西銘礦，山西 太原 030052）

0 引 言

隨著煤礦井下裝備水平的不斷提升，礦井生產(chǎn)能力也有大幅度地提高，這就對(duì)礦井各運(yùn)輸環(huán)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率提出了更高的要求。單軌吊逐步廣泛應(yīng)用于各礦的輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)將地面作業(yè)人員、材料配件、機(jī)械設(shè)備直接運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅?，具有體積較小、靈活機(jī)動(dòng)、適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)載能力大、連續(xù)高效、不受底板影響等一系列優(yōu)勢(shì)。但是，單軌吊的懸吊要求必須保證巷道頂板支護(hù)效果。西銘礦48712 單軌吊巷在施工到560 m 時(shí)遇無(wú)炭柱并伴有裂隙水，因此為確保過(guò)無(wú)炭柱施工期間的安全，保證單軌吊懸吊質(zhì)量，需要對(duì)該地段支護(hù)進(jìn)行分析研究。

1 工作面概況

48712 工作面井下位于北七采區(qū)右翼。北鄰隨老母斷層；南鄰北七右翼集中巷；西鄰48710 采空區(qū)，間距15 m；東鄰48516 采空區(qū)，間距27 m。該面上覆2號(hào)煤為西銘礦西七盤(pán)區(qū)工作面所采；2 號(hào)煤與8 號(hào)煤層間距94 m，工作面北部上覆2 號(hào)煤局部為小窯所采。

48712 單軌吊巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1 553 m，回采時(shí)用于回風(fēng)及進(jìn)料。掘進(jìn)工作面開(kāi)掘8 號(hào)煤層48712 工作面頂?shù)装迩闆r見(jiàn)表1。

表1 4871 工作面頂?shù)装迩闆r表

2 巷道支護(hù)方案

2.1 正常段支護(hù)形式

48712 單軌吊巷正常段采用矩形斷面的形式，掘?qū)?.8 m，掘高3.8 m，掘進(jìn)斷面積18.24 m2。頂板采用錨桿配合10 號(hào)鐵絲編織的內(nèi)六邊形網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)形式，頂錨桿規(guī)格為φ20 mm×1.8 m 礦用螺紋鋼錨桿，并配合MSK2380 型、MSCKb2360 型藥脂錨固劑各一卷錨固。頂錨桿矩形布置，間、排距為1.5 m×1.5 m。幫錨桿規(guī)格為φ20 mm×1.8 m 螺紋鋼錨桿，采用3排矩形布置掛金屬網(wǎng)，戴1 個(gè)井字托片與方片護(hù)幫；間距1.5 m，排距1.4 m，上排距頂板0.3 m，錨固劑配比同頂錨桿，48712 單軌吊巷正常段支護(hù)見(jiàn)圖1。

圖1 48712 單軌吊巷正常段支護(hù)示意圖

2.2 過(guò)無(wú)炭柱段支護(hù)形式

48712 單軌吊巷過(guò)無(wú)炭柱段采用梯形斷面的形式，上寬4.3 m，下寬5.4 m，掘高3.8 m，掘進(jìn)斷面積18.43 m2。48712 單軌吊巷在過(guò)無(wú)炭柱時(shí)，配合11 號(hào)礦用工字鋼架棚支護(hù)，棚梁長(zhǎng)4.2 m、棚腿長(zhǎng)3.8 m，棚距0.8 m。具體方法：每架棚子設(shè)6 根長(zhǎng)為1.4 m、成品小破板構(gòu)頂，左右壓梁頭各1 根，其余均勻分布并鋪設(shè)金屬頂網(wǎng)；頂網(wǎng)規(guī)格1.0 m×4.4 m。設(shè)4 根長(zhǎng)為0.8m、寬度為70 mm、厚度為50 mm 的成品撐木，分別支設(shè)在2 梁頭棚腿槽內(nèi)和棚口向下1.0 m 處；每幫用4 根構(gòu)木攀幫，緊貼棚口設(shè)1 根，從梁口向下0.8 m和1.6、2.4 m 處各設(shè)1 根，頂網(wǎng)要鋪至2 梁頭下1.0 m 處并用構(gòu)木壓緊貼幫嚴(yán)實(shí)。采用2 根5.0 m 長(zhǎng)的11號(hào)礦用工字鋼梁托棚梁作前探梁，每根前探梁用3 個(gè)卡梁式懸吊器吊掛，前探梁間距3.0 m。

過(guò)無(wú)炭柱架棚頂部增打3 根4.0 m 注漿錨索，間距1.5 m、排距1.6 m，緊跟工作面。兩幫各增打1 根，間距1.6 m。頂板采用錨桿配合10 號(hào)鐵絲編織的內(nèi)六邊形網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)形式，頂錨桿規(guī)格為φ20mm×1.8m礦用螺紋鋼錨桿配MSK2380 型、MSCKb2360 型藥脂錨固劑各1 卷錨固。頂錨桿矩形布置，間、排距為1.5 m×1.5 m。幫錨桿規(guī)格為φ20 mm×1.8 m 螺紋鋼錨桿3 排矩形布置掛金屬網(wǎng)，戴1 個(gè)井字托片與方片護(hù)幫；間距1.5 m，排距1.4 m，上排距頂板0.3 m，錨固劑配比同頂錨桿。圖2 所示為48712 單軌吊巷過(guò)無(wú)炭柱段支護(hù)示意圖。

圖2 48712 單軌吊巷過(guò)無(wú)炭柱段支護(hù)示意圖

3 施工方法

48712 單軌吊巷過(guò)無(wú)炭柱時(shí)，利用EBZ-260（A）型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行開(kāi)掘作業(yè)，配合SJ-80 型帶式輸送機(jī)；循環(huán)作業(yè)進(jìn)度縮減到0.8 m，其中最大、最小控頂距分別為1.2、0.4 m。每掘完1 個(gè)循環(huán)，先進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)；再進(jìn)行永久支護(hù)。

過(guò)無(wú)炭柱期間如出現(xiàn)較硬巖層，致使掘進(jìn)機(jī)無(wú)法截割時(shí)，采用放震動(dòng)炮輔助施工。通過(guò)YTP-28 型高頻風(fēng)鉆進(jìn)行打設(shè)炮孔，炸藥選用礦用Ⅲ級(jí)乳化炸藥，配合礦用毫秒延期雷管進(jìn)行1 次爆破作業(yè)，采用EBZ-260（A）型掘進(jìn)機(jī)清除煤碴。循環(huán)作業(yè)進(jìn)度與其中最大、最小控頂距與機(jī)掘情況一致。

4 注漿錨索施工流程

施工流程：①按間排距鉆孔→②壓風(fēng)掃孔→③安裝注漿錨索及止?jié){塞→④安裝托盤(pán)張拉預(yù)緊→⑤安裝球形閥及注漿管→⑥檢查頂板完整性及裂隙發(fā)育程度→⑦噴漿（如巷道表面有裂隙）→⑧開(kāi)泵攪拌配漿并注漿（緩慢增壓）→⑨達(dá)到注漿參數(shù)時(shí)停止注漿→⑩30 min 后卸下球形閥；但不要過(guò)分用力，只要托盤(pán)貼緊巷壁，用板手上緊螺母即可。

5 中空注漿錨索施工工藝

5.1 施工準(zhǔn)備要求

1）在裝卸中空注漿錨索時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其保持小心輕放，避免對(duì)錨索尾部造成損壞，進(jìn)而影響其注漿效果。

2）在巷道運(yùn)輸中空注漿錨索時(shí)，應(yīng)保持錨索的表面清潔，避免粘滿錨索的泥、灰、煤粉和水等雜質(zhì)，影響錨索與樹(shù)脂、注漿液的粘結(jié)，以防止雜質(zhì)阻塞錨索的出漿口。

3）現(xiàn)場(chǎng)在運(yùn)輸中空注漿錨索時(shí)，可以讓其在一定程度上發(fā)生彎曲，但其彎曲半徑必須保持在1.5 m 以下，因?yàn)槿羝鋸澢霃竭^(guò)大，將會(huì)引起其注漿管發(fā)生折曲或者變形，嚴(yán)重時(shí)中空管擠出注漿口，造成錨索施工困難甚至出現(xiàn)錨索報(bào)廢問(wèn)題。

4）此外，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)還必須提前備好注漿工作時(shí)所必須的長(zhǎng)螺絲刀、扳手、管鉗、鋼絲刷、棉紗等工具，以應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)各種狀況。與此同時(shí)，在掘進(jìn)工作面的迎頭、巷道低洼處打設(shè)水窩，配備足夠的排水泵等設(shè)備，以疏排無(wú)炭柱構(gòu)造段出水和注漿作業(yè)用水。

5.2 鉆注漿錨索孔

1）根據(jù)支護(hù)方案，采用頂板錨桿鉆機(jī)、支腿式幫錨桿鉆機(jī)分別打設(shè)頂板及兩幫的錨索鉆孔，要求孔徑匹配所使用的錨索。

2）鉆孔位置盡量將圍巖表面處理平整，同時(shí)保證注漿錨索托盤(pán)安裝后不會(huì)覆蓋錨桿、托盤(pán)等已有材料，不得選擇破裂面邊緣施工，否則會(huì)無(wú)法封嚴(yán)孔口造成注漿時(shí)漏漿。

3）鉆孔開(kāi)孔時(shí)，不得開(kāi)水，待鉆頭完全進(jìn)入煤體或巖體內(nèi)后，再開(kāi)水閥門(mén)。防止過(guò)早開(kāi)水將孔口煤體或巖體沖散，孔徑增大，形成喇叭口。

4）要求所有鉆孔的打設(shè)盡量同巖壁保持垂直，以保證張拉錨索時(shí)良好的注漿效果。在圍巖較為破碎的情況下，鉆孔孔口極易成為喇叭形，此時(shí)應(yīng)當(dāng)采用預(yù)先現(xiàn)場(chǎng)備好的紗布配合橡膠止?jié){塞，達(dá)到保證良好注漿效果的目的。最后必須做好封孔工作，因?yàn)榉饪踪|(zhì)量將對(duì)注漿作業(yè)的效果造成直接影響。

5）掌握好鉆孔深度，誤差在50 mm 之內(nèi)，以防外漏太長(zhǎng)，造成封孔長(zhǎng)度不夠，或外漏太短，無(wú)法進(jìn)行張拉操作。

6）鉆機(jī)打設(shè)錨索孔按照由頂板到兩幫的順序進(jìn)行，其中頂板先打設(shè)中間錨索孔再到兩側(cè)錨索孔，兩幫先打設(shè)上部錨索孔再打設(shè)下部錨索孔。

5.3 安裝注漿錨索

1）鉆孔后，立即進(jìn)行中空錨注錨索的安裝工作，以防塌孔，無(wú)法安裝。

2）安裝之前計(jì)算樹(shù)脂錨固劑錨固長(zhǎng)度，不得超過(guò)1.2 m，中空錨注錨索出漿口位于錨索前端1.5 m 處，錨固長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)會(huì)阻塞出漿口，無(wú)法出漿。

3）中空注漿錨索安裝之前檢查索體本身表面清潔，避免錨索粘滿泥、灰、煤粉、油和水影響錨索與樹(shù)脂和注漿液體的粘結(jié)效果，特別是出漿口位置不得堵塞，保持出漿暢通。

4）用中空錨注錨索將樹(shù)脂錨固劑頂入孔內(nèi)，不得用力過(guò)猛，以防樹(shù)脂錨固劑提前破裂。待樹(shù)脂錨固劑被頂入孔底之后再用鉆機(jī)攪拌錨索，在攪拌過(guò)程中也不宜用力過(guò)猛，防止攪斷錨索鋼絲焊接口。

5）現(xiàn)場(chǎng)按照設(shè)計(jì)要求對(duì)錨索孔的排距、角度和深度等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，在錨索錨固30 min 達(dá)到其錨固強(qiáng)度之后，再對(duì)其完成張拉、固定的作業(yè)工序，保證其預(yù)緊力不能小于100 kN；且各錨索的預(yù)緊力應(yīng)保持一致?，F(xiàn)場(chǎng)若出現(xiàn)錨索安裝不合格、注漿作業(yè)不成功等情況，必須及時(shí)在該錨索孔周?chē)a(bǔ)打錨索并保證其合格有效。

5.4 封 孔

1）待樹(shù)脂錨固劑完全錨固之后進(jìn)行封口工序。

2）封口之前先檢查孔口形狀及孔口表面平整度。將孔口凸起煤塊或巖石清除，防止托盤(pán)封口不嚴(yán)。

3）封口時(shí)將塔狀止?jié){塞穿入中空錨注錨索內(nèi)，使用推管將其與錨索錐狀止?jié){塞緊密頂緊，使其充滿孔洞，實(shí)現(xiàn)止?jié){。

4）止?jié){塞安裝完畢后安裝托盤(pán)、鎖具，進(jìn)行張拉工序，保證托盤(pán)貼近煤面或巖面。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)注漿錨索在西銘礦48712 單軌吊巷過(guò)無(wú)炭柱構(gòu)造地段的應(yīng)用，保證了現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)效果，滿足了單軌吊設(shè)備懸吊要求，達(dá)到了井下輔助運(yùn)輸安全高效運(yùn)行的目的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果，對(duì)西銘礦類似條件下單軌吊巷過(guò)無(wú)炭柱等頂板軟弱情況具有積極的推廣意義和實(shí)際參考價(jià)值。