董晶晶

(晉能控股集團(tuán)長(zhǎng)平公司，山西 晉城 048000)

引 言

長(zhǎng)平公司地質(zhì)條件復(fù)雜，巷道在永久支護(hù)后，常因頂板破碎、不穩(wěn)定，出現(xiàn)網(wǎng)兜、離層，若不及時(shí)處理會(huì)發(fā)生頂板冒落，嚴(yán)重影響礦井的安全生產(chǎn)，所以，部分巷道在使用期間需進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，耗費(fèi)大量的人力和物力。因此，巷道在掘進(jìn)期間加強(qiáng)支護(hù)，避免二次維護(hù)，具有重要意義。

1 全錨索支護(hù)工藝概況

長(zhǎng)平公司在53082巷(采面順槽巷)、五盤區(qū)第一回風(fēng)巷(公共大巷)、5304底抽一巷(底抽巷)、53032巷(半煤巖巷)等多條巷道試驗(yàn)全錨索支護(hù)方式。全錨索支護(hù)方式主要是在巷道頂板施工頂錨索代替原有的錨桿進(jìn)行支護(hù)，并對(duì)錨桿錨索支護(hù)的頂錨索進(jìn)行加長(zhǎng)支護(hù)，其主要作用是更好的對(duì)直接頂和老頂起到懸吊作用，更大限度的控制偽頂和直接頂?shù)碾x層儀情況，從而達(dá)到減少巷道圍巖變形、避免二次維護(hù)的目的。

2 全錨索支護(hù)巷道合理性分析

2.1 巷道錨桿錨索支護(hù)方式具體實(shí)施方案及存在問題

長(zhǎng)平公司原使用錨桿、錨索聯(lián)網(wǎng)對(duì)巷道頂板進(jìn)行支護(hù)：每排施工5/6根長(zhǎng)度為2 m左右的錨桿，加裝鋼筋托梁，錨桿排檔中間施工2/3根長(zhǎng)度為6.3 m/8.3 m的錨索。錨桿錨固端固定在直接頂上，采用半長(zhǎng)錨固方式，主要對(duì)巷道上覆偽頂起到懸吊和組合作用；錨索錨固端固定在堅(jiān)硬的老頂上，采用端頭錨固的方式，主要對(duì)上覆直接頂起到懸吊作用。

由于長(zhǎng)平公司直接頂厚度2 m～3 m，錨桿支護(hù)起不到對(duì)直接頂?shù)膽业踝饔?，?dǎo)致錨索承載能力大，巷道會(huì)出現(xiàn)頂板破碎、形成網(wǎng)兜、淺部離層明顯、圍巖不穩(wěn)定等情況，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。因此，部分在用巷道出現(xiàn)以上情況時(shí)，需要二次補(bǔ)強(qiáng)維護(hù)。

2.2 巷道全錨索支護(hù)方式具體實(shí)施方案

長(zhǎng)平公司在53082巷(采面順槽巷)、五盤區(qū)第一回風(fēng)巷(公共大巷)、5304底抽一巷(底抽巷)、53032巷(半煤巖巷)等多條巷道試驗(yàn)全錨索支護(hù)方式，全錨索支護(hù)方式主要是將巷道頂板錨桿錨索支護(hù)的(每排5/6)根錨桿改用長(zhǎng)度為5.3 m的錨索，加裝單體錨索托盤，排檔中間施工的(2/3根)錨索加長(zhǎng)至7.3/8.3 m。兩種錨索均采用端頭錨固，錨固端均固定在堅(jiān)硬的老頂上，其作用為對(duì)巷道上覆偽頂和直接頂起到懸吊作用，但由于錨固端的位置不同，兩種錨索可相互減輕漲拉力。

2.3 兩種支護(hù)方式支護(hù)參數(shù)對(duì)比

巷道錨桿錨索支護(hù)方式：錨桿桿體長(zhǎng)度2 000 mm/2 400 mm，直徑22 mm，錨固力為190 kN，預(yù)緊力矩為400 N·m，錨固長(zhǎng)度設(shè)計(jì)值為1 208 mm；錨索長(zhǎng)度6 300 mm/8 300 mm，直徑22 mm，錨固力設(shè)計(jì)值為350 kN，損失后不小于300 kN，錨固長(zhǎng)度設(shè)計(jì)值為1 971 mm。

全錨索支護(hù)方式：代替錨桿支護(hù)的錨索長(zhǎng)度為5 300 mm，原施工錨索加長(zhǎng)至7 300 mm/8 300 mm，直徑均為22 mm，錨固力設(shè)計(jì)值均為350 kN，損失后不小于300 kN，錨固長(zhǎng)度設(shè)計(jì)值為1 971 mm。

兩種支護(hù)方式對(duì)比，如表1所示。從表1中可看出，全錨索支護(hù)比錨桿錨索支護(hù)的承載長(zhǎng)度、錨固力、錨固長(zhǎng)度等支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行了加強(qiáng)，全錨索支護(hù)后可更好的對(duì)巷道斷面提供保障。

表1 兩種支護(hù)方式對(duì)比圖表

3 全錨索支護(hù)方式效果論證

對(duì)53082巷(采面順槽巷)、五盤區(qū)第一回風(fēng)巷(公共大巷)、5304底抽一巷(底抽巷)和53032巷(半煤巖巷)四種性質(zhì)不同的在掘巷道通過圍巖變形觀測(cè)法對(duì)錨桿錨索支護(hù)和全錨索支護(hù)兩種支護(hù)方式進(jìn)行對(duì)比：

1) 53082巷(采面順槽巷)錨桿錨索支護(hù)斷面頂?shù)装迦找平吭?.06 mm～1.09 mm，兩幫日收縮量在0.49 mm～1.22 mm之間。使用全錨索支護(hù)后頂?shù)装迦找平吭跒?.37 mm，兩幫日收縮量為0.14 mm。

2) 五盤區(qū)第一回風(fēng)巷(公共大巷)錨桿錨索支護(hù)斷面頂?shù)装迦找平繛?.05 mm，兩幫日收縮量為1.2 mm。使用全錨索支護(hù)后頂?shù)装迦找平繛?.3 mm，兩幫日收縮量為0.2 mm；5304底抽一巷(底抽巷)錨桿錨索支護(hù)斷面頂?shù)装迦找平繛?.26 mm，兩幫日收縮量為0.28 mm。使用全錨索支護(hù)后頂?shù)装迦找平吭?.1 mm～0.2 mm，兩幫日收縮量在0.15 mm～0.16 mm之間；53032巷(半煤巖巷)錨桿錨索支護(hù)斷面頂?shù)装迦找平繛?.89 mm，兩幫日收縮量為0.66 mm。使用全錨索支護(hù)后頂?shù)装迦找平繛?.54 mm，兩幫日收縮量為0.27 mm。

通過以上數(shù)據(jù)對(duì)比分析，53082巷和五盤區(qū)第一回風(fēng)巷錨桿錨索支護(hù)斷面圍巖變形量較大，滿足不了要求，后期需進(jìn)行二次維護(hù)，改用全錨索支護(hù)后，可有效控制圍巖變形情況。5304底抽一巷圍巖情況比較穩(wěn)定，錨桿錨索支護(hù)斷面圍巖變形不大，但使用全錨索支護(hù)后變形量減少了一半，可更好的對(duì)巷道圍巖進(jìn)行保護(hù)。53032巷錨桿錨索支護(hù)斷面圍巖變形量大，滿足不了要求，使用全錨索支護(hù)后，圍巖變形大幅度的減少，但由于該段處于構(gòu)造區(qū)域，圍巖變形比較明顯，需再加強(qiáng)支護(hù)，確保安全生產(chǎn)。具體對(duì)比表，如表2所示。

表2 錨桿錨索支護(hù)方式與全錨索支護(hù)方式對(duì)比表

4 結(jié)語(yǔ)

通過支護(hù)強(qiáng)度理論和圍巖變形觀測(cè)法證明，全錨索支護(hù)方式可有效提高支護(hù)承載能力，減少巷道圍巖變形情況，確保巷道斷面面積，使巷道在掘進(jìn)過程中一次支護(hù)成形，避免巷道出現(xiàn)頂板破碎、離層、形成網(wǎng)兜、頂板冒落等現(xiàn)象，從而減少巷道的二次維護(hù)、降低支護(hù)成本和作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高礦井生產(chǎn)效率，為安全生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)的保障。