淺談十字頭支護(hù)方式在孟津煤礦煤巷的應(yīng)用

周雁彬

義馬煤業(yè)集團(tuán)公司孟津煤礦有限責(zé)任公司，河南 宜陽 471600

淺談十字頭支護(hù)方式在孟津煤礦煤巷的應(yīng)用

周雁彬

義馬煤業(yè)集團(tuán)公司孟津煤礦有限責(zé)任公司，河南 宜陽 471600

孟津煤礦屬煤與瓦斯突出礦井，2005年開工建設(shè)，一、二期工程于2009年9月份結(jié)束，現(xiàn)已進(jìn)入三期工程。該礦煤層松軟賦存深、礦壓大、瓦斯含量高、壓力大。煤巷十字頭普通支護(hù)方式無法滿足頂板支護(hù)強(qiáng)度，通過十字頭多種支護(hù)方式的實(shí)踐和對比，最終選擇錨網(wǎng)+錨索梁主動支護(hù)方式，使用后效果明顯。

十字頭；支護(hù)

1、地質(zhì)概況

孟津礦可采煤層為二1、二2煤，二2煤層在上部層位，二1煤層在下部層位，垂直法線距離17.0m～23.0m，夾層巖層主要為大占砂巖，巖石普氏系數(shù)f=8～10，主采二1煤，煤厚2.5～7.2m,平均厚度4.8m，煤層頂板偽頂為0.3m～1.4m炭質(zhì)泥巖，直接頂為1.2m厚砂質(zhì)泥巖，基本頂為9.0m厚大占砂巖。二2煤厚0.8m～1.4m，

平均厚1.1m。

2、支護(hù)方案設(shè)計(jì)

由于二1煤采高達(dá)到4.0m以上，且作為主采煤層，順槽煤巷大斷面支護(hù)，礦壓顯現(xiàn)較為明顯，主要針對二1煤煤巷十字頭進(jìn)行支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)和對比。

2.1 煤巷沿煤層底板掘進(jìn)，由于頂板為煤頂，采取架設(shè)36U可伸縮性金屬支架的被動支護(hù)方式。施工到十字頭位置采用3根錨索加12#礦用工字鋼構(gòu)成錨索托梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)。

支護(hù)參數(shù)：錨索托梁使用3根6m長12#工字鋼，工字鋼每隔2000mm布置3個(gè)錨索眼，錨索托梁水平間距1500mm，錨索規(guī)格φ 15.24mm×8000mm，使用4支CK2335樹脂錨固劑錨固，錨索外露長度不超過300mm，預(yù)應(yīng)力不小于100KN，錨固力不低于200KN。十字頭位置錨索托梁托36U可伸縮性金屬支架頂梁主動支護(hù)頂板，十字頭肩窩處采用半圓木絞架接頂支護(hù)見圖1。

2.2 煤巷沿煤層頂板掘進(jìn)，頂板為巖頂，采用錨網(wǎng)索+36U可伸縮性金屬支架聯(lián)合支護(hù)，十字頭頭位置采用錨索梁+工字鋼穿桿進(jìn)行支護(hù)。

支護(hù)參數(shù)：錨索梁使用2根6m長12#工字鋼，工字鋼每隔2000mm布置3個(gè)錨索眼，錨索托梁水平間距1000mm，錨索規(guī)格φ15.24mm×8000mm，使用4支CK2335樹脂錨固劑錨固，錨索外露長度不超過300mm，預(yù)應(yīng)力不小于100KN，錨固力不低于200KN，錨索梁居中打設(shè)在頂板上，并采用4根6m長12#工字鋼穿桿布置在36U可伸縮性金屬支架肩窩處，緊貼巖頂，用半圓木垛托穿桿支護(hù)見圖2。

2.3 煤巷沿煤層頂板掘進(jìn)，頂板為巖頂，采取錨網(wǎng)索+36U可伸縮性金屬支架聯(lián)合支護(hù)，十字頭頭位置采用錨網(wǎng)+錨索梁主動支護(hù)方式。

支護(hù)參數(shù)：頂板（巖頂）錨網(wǎng)支護(hù)，錨桿規(guī)格φ 22mm×2200mm，等距布置，間排距800mm×800mm，每排打設(shè)5根。金屬網(wǎng)采用菱形金屬網(wǎng)，規(guī)格長×寬=2.8m×1.4m，搭接長度100mm，錨索梁使用6根6m長12#工字鋼，工字鋼每隔2000mm布置3個(gè)錨索眼，錨索梁水平間距1000mm，錨索規(guī)格φ15.24mm×8000mm，使用4支CK2335樹脂錨固劑錨固，錨索外露長度不超過300mm，預(yù)應(yīng)力不小于100KN，錨固力不低于200KN，錨索梁緊貼頂板打設(shè)見圖3。

3、支護(hù)效果比較及原因分析

2009年9月以來，煤巷十字頭采用三種支護(hù)方式共施工10個(gè)，其中采用第1種支護(hù)方式3個(gè)，第2種2個(gè)，第三種5個(gè)。前兩種支護(hù)方式效果差，支架和頂板變形量、下沉量較大。第三種支護(hù)方式效果較為理想，錨索梁變形量不大，頂板下沉量僅為30mm～50mm。分析其原因：

3.1 順槽巷道沿煤層底板掘進(jìn)采用第一種支護(hù)方式，錨索梁托支架頂梁支護(hù)，由于只有支架頂梁中段受力，且控頂面積小，造成支架頂梁變形大，頂板下沉量大等。同時(shí)頂梁外露部分造成十字頭位置斷面小、管線吊掛難、大型設(shè)備運(yùn)輸難等問題。二1煤松軟易碎，沿煤層底板掘進(jìn)中，頂板煤層不易控制，容易造成片幫冒頂，其中采用該支護(hù)方式的2個(gè)十字頭均出現(xiàn)片幫、冒頂。

3.2 煤層直接頂為堅(jiān)硬砂巖，易于主動支護(hù)，巷道沿煤層頂板掘進(jìn)采用第二種支護(hù)方式，但由于工字鋼穿桿布置在巷道肩窩處且不主動支護(hù)頂板，造成工字鋼穿桿變形量大，支護(hù)效果不理想。

3.3 煤層直接頂為堅(jiān)硬砂巖，加強(qiáng)主動支護(hù)，使直接頂在一段時(shí)間內(nèi)能夠達(dá)到自穩(wěn)狀態(tài)。錨網(wǎng)+錨索梁支護(hù)方式能夠主動及時(shí)支護(hù)頂板。一段時(shí)間后現(xiàn)場測量，巷道頂板下沉量僅為30mm～50mm。支護(hù)效果良好。

4、結(jié)語

通過十字頭圍巖（煤）及支護(hù)材料變形分析，巷道沿煤層頂板掘進(jìn)，頂板易于控制和支護(hù)，支護(hù)應(yīng)優(yōu)先選擇主動支護(hù)方式。十字頭采用錨網(wǎng)+錨索梁支護(hù)方式，施工安全可靠、工藝簡單，能夠取得良好的安全生產(chǎn)效益，也為孟津煤礦的支護(hù)設(shè)計(jì)和管理提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.021

圖1

圖2

圖3