B090308锚、网、带锚索联合支护技术在全煤巷道中的应用.doc

锚、网、带+锚索联合支护技术在全煤巷道中的应用王锦大同煤矿集团公司 忻州窑矿，山西 大同 037003）摘 要 介绍了忻州窑矿锚、网、带+锚索联合支护技术在全煤巷道的应用情况，分析了锚、网、带+锚索联合支护技术的原理，探讨了锚、网、带+锚索联合支护的方案设计、参数选择、以及支护效果和经济效益。关键词 全煤巷道 锚、网、带+锚索 联合支护 应用-前 言大同煤矿集团忻州窑矿随着中厚煤层资源的日渐枯竭，已逐渐转向对薄煤层和厚煤层的开采，厚煤层主要采用低位放顶煤的采煤方法。在放顶煤工作准备过程中，运输巷和回风巷均需沿底留顶煤布置。按以往的做法，采用梯形金属棚支护，不但施工速度慢，而且支护质量差，支护成本高，同时也不利于工作面安装时的设备运输。经过论证，在东三盘区11#层8519工作面准备巷道中进行了全煤巷道锚、网、带+锚索联合支护试验，收到了良好的支护效果和显著的经济效益。1 地质情况东三盘区11#层8519工作面准备巷道长950m，巷道所处的煤层为侏罗纪11#12#合并层，煤层倾角16，煤层理藏深度300400m，煤层厚度69.6m，平均厚度为7.2m，煤的硬度系数f值为3.44.5。准备巷道沿底留顶煤掘进，平均留顶煤厚度为4m，顶煤之上为层厚0.10.3m的粉砂岩伪顶，易冒落；直接顶为细、粉砂岩，层厚为12m；基本顶为中粗砂岩，层厚1630m。准备巷道北部30m为矿界（晋华宫矿），南部40m和60m分别为东三11#层回风上山和东三11#层轨道上山，巷道正处于保护煤柱区域内，压力显现为强烈。2 支护形式的确定巷道掘进断面为矩形，宽3.2m、高3m。支护形式如图1所示。图1 巷道支护断面示意图（1）顶板顶板采用打锚、网、带+锚索联合支护。顶板锚杆采用直径18mm、长2000mm的螺纹钢锚杆，顶板每排布置4根锚杆，间排距为8001000（mm），用树脂锚固剂端头锚固；顶板沿巷道横向挂设菱形金属网护顶，金属网规格为3.81.3（m），网与网搭接长度不少于0.2m；顶部使用直径16mm的圆钢焊接而成的钢筋钢带和混凝土托板。锚固力不低于50kN。顶板沿巷中布置1排锚索，锚索为直径15.2mm、长7.3m的钢绞线，间距为4m；锚索孔径为 23mm，每孔用2卷树脂锚固剂卷锚固，锚固长度不少于1.2m，锚固力要求达到100kN；锚索托板用厚度10mm的钢板制成，规格为250250（mm）。（2）两帮两帮采用锚、网支护。护帮锚杆采用直径18mm、长2000mm的螺纹钢锚杆，每排布置2根锚杆，上帮锚杆距顶400mm，间排距为10001000（mm），用树脂锚固剂端头锚固；使用混凝土托板；护帮金属网顺着巷道方向挂设，金属网规格为3.41.7（m），网与网搭接长度不少于0.2m。锚固力不低于50kN。3 施工工艺巷道采用爆破法掘进，掘进钻炮眼、锚杆钻孔及安装均采用M2型煤电钻，锚索钻孔及安装均使用MFC型气动锚杆钻机。施工工艺为：钻炮眼放炮落煤处理危岩、上临时支护清根、出煤打顶锚杆并挂网、上钢带托板出煤安设护帮锚杆、挂帮网安设锚索。顶锚杆及网紧跟工作面迎头施工，护帮锚杆及网可滞后工作面迎头10m内施工；顶部锚索可滞后工作面迎头5m内施工。4 支护原理及质保手段4.1支护原理 通过锚杆与围岩的相互作用，提高围岩的强度和稳定性，充分利用围岩自身的承载力来抵抗围岩的压力，保持围岩的长期稳定。 锚、网的作用主要是通过金属网对巷道围岩进行封闭支护，有效防止顶、帮冒落片帮伤人；同时也扩大了锚杆的有效承载面积，有利于保持巷道围岩的完整与稳定。 锚索端头可以直接锚固在坚硬的基本顶中，对伪顶、直接顶可起到悬吊作用，有效地防止了顶板离层、破坏。4.2 保证支护质量的手段 锚杆初锚力的大小是保证锚杆支护效果的关键。初锚力过小，对围岩的加固效果不利，因此锚杆初锚力应保持在40kN以上。 采用小孔径锚索是加强锚固效果的有效措施。尤其是在破碎面板条件下，锚索技术，可有效防止离层，对破碎顶板加固效果显著。同时，每掘15m，进行一次探顶，以便分析锚索锚固是否有效可靠。 加强对巷道煤帮的维护是保持巷道围岩稳定的重要环节，巷道两帮煤体由于受掘进爆破和开巷后压力集中的影响，暴露煤体较为松散破碎，常会发生片帮现象，使巷道悬顶面积扩大，最终导致顶板破坏、塌落。因此必须及时对两帮进行打锚杆挂网维护。 必须加强对巷道顶板的动态检测监控，确保煤巷锚网支护的效果。通过对巷道支护有效、经常性的监控观测，可以对异常情况及时采取补救措施；同时也可以不断优化、整改支护方案和参数，使支护技术更加科学、合理。5 支护效果及经济效益5.1支护效果比较由表1可以看出，采用锚、网、带+锚索联合支护巷道变形位移量小，断面收缩率仅为7.34%，锚、网、带+锚索联合支护可以有效控制围岩变形。表1 支护效果比较影响阶段项目位移量/mm位移速度/mmd-1锚、网、带+锚索联合支护断面收缩率/%锚、网、带+锚索架棚锚、网、带+锚索架棚掘进期顶板26401.322.22两帮452.25蠕变期顶板9700.453.52两帮552.75回采期顶板202601.0133.12两帮804.0合计顶板553707.34两帮1805.2 经济效益比较根据统计，采用锚、网、带+锚索联合支护比架棚支护每m巷道可节约支护材料费465.3元。按每个低位放顶煤工作面走向长度950m计算，准备1个工作面巷道支护材料费就可节约88万元。6 结 论 全煤巷道采用锚、网、带+锚索联合支护与传统的金属棚支护相比，支护成本下降了近52%，经济效益明显。 锚、网、带+锚索联合支护，构件简单，操作方便，既提高了支护速度，又减少了辅助运输工作量，减轻了职工的劳动强度。 采用锚、网、带+锚索联合支护，巷道断面利用率高，变形收缩率低，且避免了运输安装支架、设备作业时碰倒棚子现象的发生，为支架运输和回采创