錨桿、錨索、錨網(wǎng)、注膠聯(lián)合支護(hù)在厚煤層深部開采巷道過斷層中的應(yīng)用

摘 要:成山礦東一采區(qū)3#煤層煤厚開采垂深在900m，煤厚4.0～4.5米，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，礦壓大，施工下山絞車道中遇一落差8.5米的正斷層，圍巖破碎，采用先注膠后用錨桿、錨索、錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，起到了良好的支護(hù)效果。

關(guān)鍵詞:厚煤層圍巖破碎注膠聯(lián)合支護(hù)。

中圖分類號(hào):U2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(b)-0070-01

前言

成山礦東一采區(qū)是城山礦主要采區(qū)， 3#層屬于優(yōu)質(zhì)煤層，低灰分、低硫。煤層高度4.0～4.5m。頂板為復(fù)合頂板，現(xiàn)開采垂深900m。礦壓大、構(gòu)造多。在巷道掘進(jìn)過斷層過程中因不能及時(shí)采取有效的支護(hù)形式，多次產(chǎn)生煤壁片幫、內(nèi)移、頂板下沉、底版鼓起現(xiàn)象。而采用先注膠后用錨桿、錨索、錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，使其圍巖共同承載礦壓。基本解決這一難題。

1 深部厚煤層沿煤層掘送過斷層支護(hù)應(yīng)考慮的問題及解決的方法

從理論分析和工程實(shí)踐中得出，深部厚煤層過斷層支護(hù)應(yīng)遵循“支護(hù)及時(shí)，先柔后剛，先讓后抗，柔性適度，穩(wěn)定支護(hù)，護(hù)頂先護(hù)幫”的基本原則。特別是圍巖破碎用錨桿、錨索、金屬網(wǎng)滿足不了支護(hù)要求時(shí)，可采用先在圍巖內(nèi)注膠使幫、頂破碎圍巖有機(jī)的結(jié)合起來，形成一個(gè)有機(jī)體;增加巷道圍巖的強(qiáng)度，開鑿后采用錨桿、錨索、錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)可達(dá)到巷幫共同承載壓力的目的。從而解決了圍巖破碎用錨桿、錨索、金屬網(wǎng)滿足不了支護(hù)的難題。

2 錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)、注膠聯(lián)合支護(hù)機(jī)理

巷道開挖后，圍巖的受力狀態(tài)發(fā)生改變。不同部位

巖體，由于其受力狀態(tài)不同，所表現(xiàn)出的強(qiáng)度也各不相同，當(dāng)打入錨桿后。(1)由于錨桿與圍巖的相互作用，使得巷道圍巖受力狀態(tài)又發(fā)生改變。錨桿與巖體粘結(jié)在一起，提高了巖體的整體剛度，增強(qiáng)了巖體的抗變形能力，加強(qiáng)了巖體的整體性。(2)由于錨索的懸吊作用，對(duì)于層狀巖體，當(dāng)錨索穿過破碎巖層深入穩(wěn)定巖層時(shí)，由于錨索的懸吊作用，對(duì)不穩(wěn)定巖層起著懸吊作用，對(duì)巖層離層起到了一定的阻礙作用。(3)使用金屬網(wǎng)、鋼帶能與頂板和幫壁完全接觸把單根錨桿、錨索組合成新的組合梁。(4)注膠可以是破碎圍巖有機(jī)的粘合在一起，形成一個(gè)新的有機(jī)體，提高巖層的整體承載能力，使其由二維應(yīng)力受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為三維受力狀態(tài)。

3 施工中需注意的幾個(gè)問題

(1)適當(dāng)增加錨桿長(zhǎng)度和密度，其長(zhǎng)度要超過圍巖松動(dòng)圈的深度，有助于對(duì)圍巖施加比較均勻的錨固力。錨桿應(yīng)該沿垂直于失穩(wěn)塊體主滑動(dòng)面的方向布置，在層狀巖體中應(yīng)盡量與層面有一定夾角布置。

(2)盡可能使用金屬網(wǎng)、鋼帶把單根錨桿組合成整體的支護(hù)體系，充分發(fā)揮各自的效能，最大限度的利用圍巖的自穩(wěn)能力。

(3)網(wǎng)要緊貼圍巖、煤壁，可保護(hù)表面煤、巖體，防止松動(dòng)位移，錨桿失效。

(4)支護(hù)必須及時(shí)，眼徑與桿體匹配，保證錨固力。

(5)圍巖破碎需注膠時(shí)，應(yīng)先注幫，后注頂。應(yīng)在工作面向施工方向成45°夾角施工注膠眼，注膠眼不小于9m，注膠泵的壓力表達(dá)到15MPa效果最佳。注膠有效半徑可達(dá)5～6m，注膠后一次施工距離不能大于注膠的半徑。

4 支護(hù)效果及綜合效益分析

(1)注膠初期投資大，支護(hù)成本高，膠的成本每噸32000元，因此，巷道注膠適用于巷道服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)，礦壓大的巷道。能有效減少后期巷道維修量大的難題。注膠的優(yōu)點(diǎn)就在于支護(hù)及時(shí)，施工難度小，施工工序大大簡(jiǎn)化，提高掘進(jìn)速度，注膠后不會(huì)出現(xiàn)漏頂，偏幫現(xiàn)象，減少后期資金投入，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。

(2)勞動(dòng)強(qiáng)度低:架棚支護(hù)重量大，單根鋼梁重量在70～90kg。施工上下山時(shí)，棚梁棚腿搬運(yùn)、架設(shè)都須人工搬運(yùn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，加之巷道壓力大，圍巖破碎，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)壓彎鋼梁漏頂棚腿被側(cè)壓擠彎造成安全距離不夠等問題，施工進(jìn)度緩慢，難以保證安全生產(chǎn)，在巷道重復(fù)維修過程中人工、材料等每次投入每米高達(dá)4000～5000元/m。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過軟巖注膠配合錨網(wǎng)鎖聯(lián)聯(lián)合支護(hù)，使圍巖破碎支護(hù)難題得到解決，為提高井下巷道支護(hù)質(zhì)量，改善井下作業(yè)環(huán)境和安全生產(chǎn)條件。