錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

王金山　于海秋 董石紅　李春永　艾順嶺

摘 要：錨網(wǎng)索支護(hù)是一種安全、經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方式，是以錨桿和錨索為主體的支護(hù)結(jié)構(gòu)的總稱。項目針對錨網(wǎng)索支護(hù)的技術(shù)問題，分析了國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究的現(xiàn)狀，確定將云飛公司串草圪旦煤礦4104工作面作為研究地點，并采取錨桿、錨索支護(hù)后能夠有效地降低工作面兩條順槽的側(cè)幫移近量和工作面頂板的下沉量，達(dá)到控制圍巖變形的目的。其應(yīng)用對煤礦企業(yè)的巷道支護(hù)工程，特別是云飛公司串草圪旦煤礦大采高復(fù)合綜采工作面的支護(hù)工作具有重要意義。

關(guān)鍵詞：錨網(wǎng)索支護(hù)；側(cè)幫移近量；下沉量；圍巖變形

1 前言

隨著煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展，以及中厚煤層大功率高效綜合機(jī)械化采煤設(shè)備的引進(jìn)，綜采工作面單產(chǎn)和礦井生產(chǎn)的集中化程度大幅提高，傳統(tǒng)的工字鋼以及梯形棚等支護(hù)方式已明顯不能滿足巷道支護(hù)的需要。通過不斷的科研實踐以及一系列煤巷錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)研究，錨網(wǎng)索支護(hù)已基本取代工字鋼、梯形棚而成為煤層巷道的主要支護(hù)方式，項目以錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)在云飛公司串草圪旦煤礦4104工作面的應(yīng)用展開研究。

2 工作面概況

串草圪旦煤礦4104工作面位于水平南翼一盤區(qū)4#煤層輔助水平，工作面開采標(biāo)高990～1010m，下距5#煤層平均27m。煤層寬緩，褶曲、小構(gòu)造發(fā)育；煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含1～4層夾矸，夾矸沉積不穩(wěn)定，巖性變化較大；煤層走向0°～180°，傾角1°～10°，平均5°；煤層總體發(fā)育呈東北高，西南低；煤層傾角由南向北逐漸增大；煤層厚度2.5～4.4m，平均3.5m；煤層抗壓強(qiáng)度3.7Mpa；埋藏深度為末采停采位置約120～130m。工作面可采走向長度1710m，傾斜長度255m，采高3.5m。

3 回撤問題

云飛公司串草圪旦煤礦4104綜采工作面設(shè)計走向1800m，傾斜長度260m，直接頂中有2層煤線，極易冒落，屬于復(fù)合型頂板巖性。

工作面安裝ZY11000/22/45液壓支架150組，該支架運(yùn)輸外形尺寸為7270×1650×2200mm，這是云飛公司首次回撤大采高綜采設(shè)備的工作面。對于這種大采高復(fù)合頂板綜采工作面，采用傳統(tǒng)的上繩、打大板單體柱支護(hù)收尾方式支護(hù)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

4 解決方案

通過對現(xiàn)場實際情況的分析和周邊煤礦同類條件的礦井進(jìn)行調(diào)研，決定采用錨桿支護(hù)配合錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)形式，取代傳統(tǒng)的大板單體柱收尾工藝。首先采用鋪網(wǎng)上繩的傳統(tǒng)工藝，支架定位后繼續(xù)推采回撤通道，回撤通道寬度為4.0m，為避免回撤通道離層冒落，采用錨網(wǎng)索支護(hù)，配合液壓支架上挑工字鋼梁打貼幫助加強(qiáng)支護(hù)。

4.1 各巷道的具體布置

主運(yùn)輸巷：由4煤主運(yùn)大巷設(shè)計位置向南幫開口沿煤層按設(shè)計方向施工。

切眼：按設(shè)計位置，由主運(yùn)輸巷向東幫開口與輔助運(yùn)輸巷貫通或由輔運(yùn)巷向西幫開口與主運(yùn)輸巷貫通。

輔運(yùn)巷：由4煤回風(fēng)大巷設(shè)計位置向南幫開口，按設(shè)計方向破煤層頂板，按高程施工風(fēng)橋，從4煤主運(yùn)、輔運(yùn)大巷上方通過后，沿煤層按設(shè)計方向施工。

4.2 工作面支護(hù)

工作面采用全封閉安裝液壓支架方式，上下出口使用端頭液壓支架；輔運(yùn)及主運(yùn)巷超前支護(hù)均采用液壓支架超前支護(hù)（邁步推移）。

工作面安裝ZY11000/22/45型基本支架142架，ZYG11000/22/45型過度支架2架，ZYT11000/22/45D型端頭支架6架，共計150架。

上下出口支護(hù)超前支護(hù)：下出口安裝ZT20850/22/45型超前支架2架；上出口安裝ZT45800/22/45型超前支架2架。

5 效果驗證

為了對4104綜采工作面末采期間支護(hù)方案的效果進(jìn)行驗證，在工作面兩端的巷道幫上和頂板上布置測點。分析監(jiān)測結(jié)果，距離停采線3.5m范圍內(nèi)時，順槽側(cè)幫上的最大水平位移出現(xiàn)在距離停采線3.5m的運(yùn)輸順槽內(nèi)，其最大值為-0.02402m。然而與之形成對比的是，未采取錨桿、錨索支護(hù)的順槽則會出現(xiàn)較大的水平變形，其最大值同樣出現(xiàn)在距離停采線3.5m的運(yùn)輸順槽的側(cè)幫上，最大值更是達(dá)到了-0.23935m，支護(hù)對巷道側(cè)幫的加固效果明顯；這種情況同樣適用于工作面的軌道順槽。對于工作面的頂板變形，頂板最大下沉量為-0.05977m，出現(xiàn)在距離停采線3.5m的工作面頂板上，距離運(yùn)輸順槽160m的位置；同樣，未采取錨桿、錨索進(jìn)行支護(hù)的工作面頂板，其最大頂板下沉量為-0.45328m，同樣出現(xiàn)在距離停采線3.5m且距離運(yùn)輸順槽160m的位置?？梢姡扇″^桿、錨索支護(hù)后，能夠有效地降低工作面兩條順槽的側(cè)幫移近量，并顯著降低了工作面頂板的下沉量，達(dá)到控制圍巖變形的目的。

6 結(jié)論

（1）采用錨網(wǎng)索支護(hù)，配合液壓支架上挑工字鋼梁打貼幫柱加強(qiáng)支護(hù)的4104綜采工作面的末采支護(hù)方案能收到良好的效果。

（2）相比較與不采用錨桿和錨索的方案，本方案能夠顯著降低因為煤層開采而引起的圍巖變形，達(dá)到控制煤層頂板巖層穩(wěn)定和巷道圍巖穩(wěn)定的目的，保障4104綜采工作面末采期間作業(yè)的人員和設(shè)備的安全。

（3）應(yīng)用錨桿和錨索聯(lián)合支護(hù)的方案，可以有效控制圍巖塑性區(qū)的范圍，降低應(yīng)力集中程度，有利于上覆巖層的整體穩(wěn)定。

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