錨帶網(wǎng)聯(lián)合支護在特厚復(fù)合頂板中的應(yīng)用

摘要：本文介紹了龍煤股份公司雞西分公司雙河煤礦首次采用新型高強度樹脂錨桿在動壓區(qū)內(nèi)支護3#煤層綜采工作面上巷的基本情況，通過支護實踐總結(jié)分析了在特厚復(fù)合頂板情況下在動壓區(qū)內(nèi)支護的一些經(jīng)驗和教訓(xùn)，為以后掘送3#煤層以及頂動壓掘送巷道提供了經(jīng)驗和借鑒。

關(guān)鍵詞：特厚復(fù)合頂板 動壓區(qū) 頂壓掘送

新型高強度錨桿支護技術(shù)在雞西分公司推廣和使用已比較普遍。但在動壓區(qū)內(nèi)特厚復(fù)合頂板的支護方面還是空白。下面談一談雙河礦西區(qū)3#層Ⅱ條帶采面上巷動壓區(qū)內(nèi)的特厚復(fù)合頂板的支護過程的施工工藝和具體要求。

1 工程概況

1.1 雙河煤礦三水平西區(qū)3#左部Ⅱ條帶，為同片盤內(nèi)Ⅰ條帶綜采接續(xù)面，其巷道布置如圖（1）示?？偣こ塘?050m，下巷520m，上巷560m，切面170m，尾排及橫川800m。

1.2 3#煤層屬中厚煤層，其煤層結(jié)構(gòu)比較簡單，煤層厚度2.4m，偽頂為細(xì)粉砂巖，厚度在1.5m左右，并且層理較發(fā)育，4#煤層位于其上方，厚度1.8～2.0m，4#煤層頂板為細(xì)砂巖，厚度為5m，3#煤層的直接底板是細(xì)砂巖，厚度為1.5～2.0m，并且層理較發(fā)育。煤層傾角在6°～14°之間，其走向變化較大。對于3#層Ⅱ條帶來說，主要位于三水平深部，其采深、垂直壓力分別為800m、 20Mpa，受F1大斷層的影響和制約，進一步擴大了地質(zhì)變化的范圍，3#、4#煤層的間距呈現(xiàn)變小的趨勢，由原來的16m變?yōu)?.5～4.0m，其煤層柱狀如圖（2）所示。

2 支護參數(shù)設(shè)置

對于支護材料，通常情況下，選擇φ18左旋縱筋螺紋鋼桿體，錨固劑端頭錨固選擇長2000mm，CK2335型樹脂，其錨固長度通常為700mm，錨桿之間的排距控制在900x1000mm，采用10#鍍鋅鐵絲編制的菱形網(wǎng)做金屬網(wǎng)，其網(wǎng)孔為40mmx40mm，規(guī)格1200mmx1800mm，鋼帶采用規(guī)格為2900mmx80mm和2.75mm鋼板制作的“W”鋼帶。

3 錨網(wǎng)鋼帶、錨索支護原理

3.1 支護工藝選擇新型高強度樹脂錨桿，在對錨桿進行安裝的過程中，頂錨桿的初錨力通常情況下需要達(dá)到80KN，在初錨力的作用下，錨桿產(chǎn)生的預(yù)緊力，進一步對圍巖進行約束，在錨桿的端點同時形成壓縮區(qū)，該壓縮區(qū)的特點是交叉重疊，同時形成剛性壓縮區(qū)域帶組合平衡拱，該平衡拱具有一定厚度，并且連續(xù)。

3.2 錨桿本身只起組合作用，不能承載。通常情況下，對于上覆巖體，組合平衡拱能夠起到支撐的作用，同時圍巖反作用于組合梁。在對巷道進行爆破的過程中，巷壁往往會產(chǎn)生一些裂隙，在錨桿預(yù)緊力的影響下，會導(dǎo)致錨桿間的巖塊脫落，進而在一定程度上造成錨桿失效，使組合梁的作用遭到破壞，進一步使得支護作用弱化或消失。

3.3 在靠近兩幫處，傾斜安裝兩根頂板錨桿，同時在兩幫煤體有效支撐的頂板范圍內(nèi)深入上部的錨固端，為了加強組合梁的支護強度，提高組合梁與靠煤幫角處的抗剪能力，采取措施使組合平衡拱縱深到煤幫有效支撐范圍內(nèi)。下端與錨桿之間通過鋼帶進行相互連接，同時施加預(yù)緊力，進一步使錨桿與鋼帶構(gòu)成一個整體，共同支撐上覆巖體。

3.4 將錨索支護工藝應(yīng)用到支護過程中，將組合梁懸吊在巷道頂板上部的穩(wěn)定巖層中，對于錨索來說，由于施加的預(yù)緊力較大，因此在一定程度上擠壓巖層中的層理、節(jié)理、裂隙等不連接面，進一步增加了彼此之間的摩擦力，圍巖的強度大大提高，錨網(wǎng)鋼帶的支護作用得以鞏固和強化。

3.5 對煤幫加大支護的力度，在支護過程中，支護網(wǎng)選擇使用φ16圓鋼錨桿配合菱形錨網(wǎng)，其初錨力通常情況下為30KN。通過上述處理，煤幫的承載能力進一步增加，同時支撐對上覆巖體及組合平衡拱，在動壓的影響下，導(dǎo)致采空區(qū)的煤幫劇烈變性，進一步增加了煤幫的承載能力，對煤幫片落進行有效的束縛，巷壁對頂板支護作用大大增強。

3.6 支護的原則：在對上覆巖體進行支護的過程中，通常情況下需要遵守“三高一大兩到邊”的原則，所謂三高一大兩到邊就是：在設(shè)計錨桿的過程中，在強度、預(yù)緊力、可靠性三個方面要高，間排距要科學(xué)合理地增大，頂板和幫要支護到邊，并且不大于300mm和200mm。

4 施工工藝

4.1 在巷道掘進施工過程中，采用綜掘機進行施工，巷道斷面為8.0m2，最大控頂距控制在1.2m，在施工過程中，頂板掛菱形金屬網(wǎng)，并且需要抻緊金屬網(wǎng)，避免出現(xiàn)松懈，可以在工作面后面打幫錨桿，但是滯后距離控制在30m，錨桿托盤與巷壁之間要貼緊，防止松動。

4.2 改方案后的施工要求。將一排錨索補布在原巷道頂板，錨索的規(guī)格為：直徑φ15.24mm，長7.0m，預(yù)緊力大于13噸，錨索間距2.0m，采用φ16圓鋼樹脂錨桿制作幫錨桿，長度1.6m，預(yù)緊力大于3噸，幫補掛菱形金屬網(wǎng)，并且布置兩排，間排距為1.0m×1.2m，要求60天內(nèi)完成200m巷道預(yù)留變形量，盡量避免強烈破壞圍巖。

5 3#左部II條帶動壓區(qū)支護總結(jié)分析及效果

5.1 通過對支護經(jīng)驗進行總結(jié)，重新確定支護方式，在巷道支護過程中，通過采用錨網(wǎng)、鋼帶、錨索等聯(lián)合支護，對于幫的支護要給予高度關(guān)注，在動壓區(qū)內(nèi)，有效地支護了動壓顯現(xiàn)劇烈的掘進巷道，通過支護，頂板下沉量控制在300mm，巷幫移近量較大的地方有兩處，其變形量400mm，不影響巷道的使用。

5.2 更新支護概念，對支護加大投入，施工作業(yè)嚴(yán)格遵守施工工藝要求，對幫支護給予高度的重視。在I條帶施工，由于原來采用的支護方式如圖（3）所示，對頂板進行有效的支護。另外，在II條帶施工過程中，由于使用自制鋼絲繩和鋼帶，質(zhì)量難以保證，因此在頂板來壓時，經(jīng)常會導(dǎo)致鋼帶失效，對于頂幫來說，由于移近量過大，影響對圍巖的支護。所以以后進行施工時，為了提高支護質(zhì)量，通常需要采用新的支護設(shè)計方案，如圖（4）所示，這種支護方式能夠?qū)鷰r進行有效的支護。

5.3 對施工工藝加強管理，提高員工素質(zhì)，強化責(zé)任心，對支護加大監(jiān)督檢查的力度。在施工過程中，為了確保工程質(zhì)量，錨桿要杜絕失效，鋪平伸直錨網(wǎng)，密實接觸幫，保證錨索錨固的深度和初錨力等。

5.4 根據(jù)地質(zhì)條件的實際情況，對支護方案進行及時的調(diào)整，及時采區(qū)補救措施，對發(fā)現(xiàn)的支護薄弱環(huán)節(jié)進行處理，II條帶在I條帶深部，其圍巖變化顯著，特別3#煤層與上部4#煤層層間距由原來的16m左右，變?yōu)?.5～4m，巖性變化較大，增加了符合頂板厚度。

6 結(jié)論

通過西區(qū)3#層II條采面上巷的施工，我們認(rèn)識到，在今后的采區(qū)巷道布局上盡量避免頂壓施工，造成支護成本加大，在本層接續(xù)中，人員隊組過于集中，也不利于安全管理。

參考文獻：

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作者簡介：郭大力（1968-），男，現(xiàn)就職于黑龍江龍煤礦業(yè)集團雞西分公司安全監(jiān)察部。