綜采工作面大斷面切眼錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)研究

朱玉峰 李魁

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的快速發(fā)展，采礦業(yè)的規(guī)模也變得越來越大，采礦業(yè)所針對(duì)的對(duì)象主要是一些金屬類物質(zhì)還有一些非金屬礦床，礦床的分布情況隨當(dāng)?shù)氐V石的物理性質(zhì)而分布不一，因此綜采工作面回采時(shí)效率也是有高有低，綜采工作面大采高支架迫切需要切眼滿足應(yīng)用要求，因此切眼斷面跨度比較大，文章主要針對(duì)這個(gè)問題，研究綜采工作面大斷面切眼錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；切眼；錨桿錨索技術(shù)

綜采工作面切眼支護(hù)問題一直是煤礦安全的重大難題，近些年研究人員在這方面做出很多研究，其中錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)更具有安全性和經(jīng)濟(jì)性，文章針對(duì)具體的工程實(shí)例，研究綜采工作面大斷面切眼錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。

1 工程地質(zhì)概況

文章所講述綜采工作面為本煤礦6#層煤東翼采區(qū)，屬于中等穩(wěn)定巖層，煤層厚度為2.6～4.2m，總體傾向于NNE，屬于單斜構(gòu)造，煤層傾角在2～8度，垂直抗壓強(qiáng)度在22.07MPa。煤層頂部主要為砂巖與泥巖混合厚度約為7.35m，煤層裂縫發(fā)育不甚，富水性比較弱，從切眼角度來看，部分地方出現(xiàn)淋水問題，瓦斯?jié)B漏量為5.294g/ cm3，導(dǎo)致空氣煤塵具有較強(qiáng)的爆炸危險(xiǎn)性。綜采工作面切眼位于195度方位角，如下圖1所示，長(zhǎng)約176m，分為兩段，切眼上段存在一層破碎帶斷層，因?yàn)闉楸苊鈹鄬拥挠绊?，需要增加走向長(zhǎng)度，常規(guī)的架棚支護(hù)技術(shù)，無法滿足施工和安裝的需要，因此需要采取錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，如下圖2所示，1表示錨索，2表示全錨樹脂錨桿，3表示竹錨桿，4表示端錨樹脂錨桿。

圖1 工作面平面布置

圖2 切眼支護(hù)斷面圖

2 施工方法

由于受到挖掘條件的限制，切眼的寬度不能采取一次挖掘完成，因此在施工時(shí)需要先進(jìn)行寬導(dǎo)硐的施工，在成巷完全后，再把切眼逐漸擴(kuò)寬。在施工中采用金屬前探臨時(shí)支護(hù)技術(shù)，使用SI50J型挖掘機(jī)采取一次性截割導(dǎo)硐全截面的方式，其中金屬前探梁由3根直徑50mm長(zhǎng)5000mm的鋼管、3根直徑20mm長(zhǎng)500mm圓鋼和6個(gè)卡子構(gòu)成。挖掘施工中，截面進(jìn)尺控制在2700～3000mm之間，在1個(gè)循環(huán)切割后，采取頂幫等永久支護(hù)的形式，同時(shí)還需要采取臨時(shí)支護(hù)，最上排的錨桿緊跟著迎頭進(jìn)行施工，而最下排的錨桿距離最上排的錨桿的距離不能超過15m，使用中要滯后于上排錨桿的施工，錨索永久支護(hù)在工作面后面（下面）距離不得超過30m，另外在頂錨桿和錨索的施工中需要使用風(fēng)動(dòng)錨桿機(jī)進(jìn)行， 而在錨桿的施工中，還需要采用風(fēng)鉆配合麻花鉆桿進(jìn)行施工。

在導(dǎo)硐成巷施工完成形成通風(fēng)系統(tǒng)后，先將挖掘機(jī)推到切眼下方，把巷道擴(kuò)幫至2800mm，施工方法為由下至上，一直到挖掘到老空幫煤壁，在采用金屬前探來作為臨時(shí)支護(hù)，循環(huán)進(jìn)尺，保證尺寸在1800～2000mm之間，同樣采取頂、幫永久支護(hù)，二者之間的距離不得超過30m。

文章采取錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)來作為支護(hù)形式，支護(hù)的材料為直徑20mm長(zhǎng)2200mm的圓鋼錨桿、1.6m用來擴(kuò)幫老空煤幫的木錨桿、鐵托板、塑鋼網(wǎng)以及鋼絞線等。在挖掘?qū)ы蠒r(shí)，先將直徑18mm長(zhǎng)1800mm的木錨桿布置在巷幫，每根木錨桿上都安裝兩節(jié)直徑23mm長(zhǎng)350mm的藥卷，并且全部使用規(guī)格為400×200×50的木托盤，在木錨桿的頂部材料要選取螺紋鋼樹脂，規(guī)格為直徑20mm長(zhǎng)2200mm。在切眼成功擴(kuò)幫后在使用圓鋼錨桿進(jìn)行支護(hù)，間排距定為800×900mm，在錨桿定不同要需要采取規(guī)格為直徑20mm長(zhǎng)2200mm的螺紋鋼樹脂錨桿。錨索規(guī)格為直徑20mm長(zhǎng)7500mm，材料我鋼絞線，布置時(shí)間排距定為2000×2000mm，托盤選取材料為鋼板，規(guī)格為400×400×15，在切眼的正中以及左右位置都需要采取裝有6節(jié)樹脂藥卷的錨索，錨索與迎頭之間的距離必須小于30m，錨桿頂部安裝規(guī)格為3700×1000mm的金屬網(wǎng)，在巷道還需要安裝網(wǎng)格在50×50mm的塑鋼網(wǎng)，最終成巷后寬7400mm，包括8根錨桿、4排量幫錨桿、3排錨索以及1排單體液壓支柱。在施工中需要注意的是金屬網(wǎng)必須保證有100m雙股鉛絲搭接，木錨桿的預(yù)緊力必須大于30kN，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)巷邦的變化，施工中一定要做好數(shù)據(jù)記錄。

3 支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益分析

從綜采工作面大斷面切眼錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的支護(hù)效果分析，此技術(shù)充分利用了巖體的承載能力，能夠及時(shí)的控制頂板下沉量，另外錨索支護(hù)技術(shù)充分彌補(bǔ)了錨桿的不足之處，大大增強(qiáng)了錨桿的承載能力，同時(shí)也保證了巖層在施工中的穩(wěn)定性，增加煤礦的安全性。從錨桿錨索本身來講，構(gòu)件簡(jiǎn)單，便于運(yùn)輸和操作，在施工中，減少了運(yùn)輸環(huán)節(jié)和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，短掘短錨消除了空頂作業(yè)，增加工人的勞動(dòng)安全性。比起常規(guī)的架棚支護(hù)技術(shù)而言，每架支架的就位時(shí)間可提前約60min，依照每天安裝9架而言，安裝速度整整提高了40%，工期可提前約10天。對(duì)于生產(chǎn)環(huán)境而言，這種聯(lián)合支護(hù)技術(shù)使得通風(fēng)阻力下降約10%，巷道斷面利用率提高20%，明顯改善了生產(chǎn)環(huán)境。

從經(jīng)濟(jì)效益角度來看，首先錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)所用材料能夠極大地節(jié)省工字鋼、金屬單體柱以及坑木等的使用，依照市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行計(jì)算，錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)成本價(jià)在320元/m，依照復(fù)用4次進(jìn)行計(jì)算，工字鋼棚支護(hù)成本460元/m，從此可以看出，錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)能夠節(jié)省出大筆的資金，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

綜上所述，文章主要以具體工程為例，說明綜采工作面大斷面切眼錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的施工工藝和安全性經(jīng)濟(jì)效益等效果，隨著科技的不斷進(jìn)步，對(duì)于綜采工作面切眼支護(hù)問題還會(huì)有更加科學(xué)的支護(hù)技術(shù)，這些研究還需要更多的人去努力。

參考文獻(xiàn)

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