錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在薄煤層復(fù)合頂板回采巷道的應(yīng)用

杜廣濤 蘆 鋼

（河南平禹煤電有限責(zé)任公司方山礦，河南 禹州 461686）

一﹑四4煤層地質(zhì)條件

平禹煤電公司方山礦主采五2﹑四4煤層，四4煤層賦存基本穩(wěn)定，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。位于四煤組中部，平均煤層厚度1.4m，煤層呈單斜形態(tài)，傾向106°。局部含一層夾矸。

四4煤層直接底板為深灰色泥巖，團(tuán)塊狀，多灰黑色菱鐵質(zhì)結(jié)核。直接頂板：灰色，深灰色以泥巖﹑砂質(zhì)泥巖為主，局部含假鮞。老頂上部為淺灰色細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，以灰黑色中細(xì)粒，硅質(zhì)膠結(jié)，中厚層狀，下部大部分為深灰色砂質(zhì)泥巖，局部為炭質(zhì)泥巖。

據(jù)已勘探情況情況，推斷四4-22160采面地質(zhì)條件較為復(fù)雜，平井田內(nèi)斷層以斷裂構(gòu)造為主，個(gè)方向斷層發(fā)育不均衡，且內(nèi)部小型斷層較多。掘進(jìn)期間會(huì)遇見(jiàn)地質(zhì)構(gòu)造帶，采面內(nèi)斷層﹑小褶曲地問(wèn)題，對(duì)煤層開(kāi)采影響很大。針對(duì)22160綜采面掘進(jìn)工程支護(hù)困難情況，采用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)通過(guò)科學(xué)留設(shè)保護(hù)煤柱保留了資源，避免資源浪費(fèi)，針對(duì)由于動(dòng)壓顯現(xiàn)會(huì)造成巷道失修問(wèn)題，通過(guò)此技術(shù)實(shí)踐實(shí)現(xiàn)正常安全接續(xù)，減少安全投入高額資金，經(jīng)濟(jì)效益增幅顯著。

圖1

圖2

二﹑巷道支護(hù)機(jī)理

巷道頂板因?yàn)槭苤亓ψ饔眉巴獠枯d荷作用會(huì)產(chǎn)生不小的拉應(yīng)力，巷道頂板為砂質(zhì)泥巖，更容易坍塌變形，利用鋼筋梯和礦用工字鋼對(duì)頂板進(jìn)行擠壓，會(huì)產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力，使巷道頂板受力平衡，甚至將拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)頂板的壓應(yīng)力，提高了巷道頂板的承載力和穩(wěn)定性。另外采用樹(shù)脂錨固劑，提高錨固力，解決了當(dāng)采用型鋼進(jìn)行支護(hù)時(shí)產(chǎn)生的巷道頂板錯(cuò)動(dòng)，離層變形問(wèn)題。兩幫采用樹(shù)脂錨和鋼筋錨桿結(jié)合支護(hù)方式，充分減小頂板跨度，提高兩幫對(duì)頂板的承載力，這樣能充分改善了巷道頂板支護(hù)狀況，支護(hù)效果良好。

三﹑錨桿錨索支護(hù)設(shè)計(jì)

巷道支護(hù)參數(shù)制定原則應(yīng)保證對(duì)巷道變形控制能力好，安全，施工簡(jiǎn)單，節(jié)省費(fèi)用等原則，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)。

1 錨桿參數(shù)計(jì)算

按懸吊理論計(jì)算錨桿長(zhǎng)度L，錨桿長(zhǎng)度L，施工時(shí)L取2000mm，錨桿間排距，施工時(shí)錨桿間排距都取800mm，錨桿直徑d取0.02m。按組合梁原理計(jì)算，錨桿長(zhǎng)度L計(jì)算為1.4206m，計(jì)算錨桿間距:

2 錨索參數(shù)計(jì)算

設(shè)計(jì)取錨索長(zhǎng)度為7.0m。錨索長(zhǎng)度要結(jié)合頂板具體施工情況選擇，但錨索錨入老頂?shù)拈L(zhǎng)度不得小于1.0m，保證施工安全，錨索傾角：錨索垂直巷道頂板安裝布置。通過(guò)以上計(jì)算，巷道安裝錨索時(shí)，2根即可滿足設(shè)計(jì)要求。

3 錨網(wǎng)，錨網(wǎng)梁，錨索托盤的作用

錨網(wǎng)保證對(duì)煤巖體表面全體覆蓋，但還不能浪費(fèi)材料，根據(jù)實(shí)際情況選擇鐵絲直徑，上下幫錨網(wǎng)規(guī)格。

錨網(wǎng)梁能實(shí)現(xiàn)錨桿成排， 實(shí)現(xiàn)連鎖加固頂板效果。

錨索托盤的作用就是增大錨索受力面積越大，在抗拉力不變的情況下，支護(hù)點(diǎn)收到的壓力越小，巷道頂板更安全，實(shí)際情況是，用廢舊工字鋼，并且將錨索排與排之間進(jìn)行邁步式交錯(cuò)連鎖，支護(hù)效果很好。

4 附圖

（1）支護(hù)斷面圖（見(jiàn)圖1）

（2）錨桿﹑錨網(wǎng)梁支護(hù)平面圖（見(jiàn)圖2）

四﹑掘進(jìn)支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)用

1 錨桿安裝工藝

（1）鉆具選型：打設(shè)頂錨桿使用MQT-120型風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)，打設(shè)幫錨桿使用ZQS-50型風(fēng)動(dòng)幫錨鉆機(jī)

（2）打眼操作，嚴(yán)格按操作規(guī)程，先檢查檢查頂幫，處理掉活矸危巖，確認(rèn)安全后方可作業(yè)。錨桿眼位置必須按作業(yè)規(guī)程規(guī)定的間﹑排距施工，眼位誤差不得超過(guò)100mm，眼向誤差不得大于15°。

（3）進(jìn)行錨桿安裝操作，期間要注意樹(shù)脂藥卷使用安全。對(duì)不合格及失效錨桿，要及時(shí)補(bǔ)打。

2 錨索加強(qiáng)支護(hù)

（1）鉆具選型

打設(shè)錨鎖鉆孔使用MQT-120型風(fēng)動(dòng)錨桿鉆機(jī)，張拉錨索使用MQ-16型風(fēng)動(dòng)幫錨鉆機(jī)

（2）進(jìn)行安裝，發(fā)現(xiàn)錨固不合格的錨索，也必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程重新安裝錨索。

結(jié)語(yǔ)

錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在薄煤層復(fù)合頂板回采巷道的應(yīng)用效果顯著，提高了煤巷掘進(jìn)支護(hù)水平，保證了煤巷掘進(jìn)安全快速施工。通過(guò)在四4-22160試驗(yàn)地點(diǎn)調(diào)查總結(jié)得出，方山礦通過(guò)使用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，不僅煤巷掘進(jìn)安全管理水平提高到一個(gè)新的高度，實(shí)現(xiàn)煤巷掘進(jìn)工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化，減少返工，節(jié)省成本，創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益。因此，在使用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)過(guò)程中也要認(rèn)真總結(jié)了在施工中所遇到的技術(shù)問(wèn)題，管理問(wèn)題，保證錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

[1]陳炎光，陸士良.中國(guó)煤礦巷道圍巖控制[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1994.