錨桿錨索聯合支護技術在薄煤層復合頂板回采巷道的應用

杜廣濤 蘆 鋼

（河南平禹煤電有限責任公司方山礦，河南 禹州 461686）

一﹑四4煤層地質條件

平禹煤電公司方山礦主采五2﹑四4煤層，四4煤層賦存基本穩定，但結構較復雜。位于四煤組中部，平均煤層厚度1.4m，煤層呈單斜形態，傾向106°。局部含一層夾矸。

四4煤層直接底板為深灰色泥巖，團塊狀，多灰黑色菱鐵質結核。直接頂板：灰色，深灰色以泥巖﹑砂質泥巖為主，局部含假鮞。老頂上部為淺灰色細粒長石石英砂巖，以灰黑色中細粒，硅質膠結，中厚層狀，下部大部分為深灰色砂質泥巖，局部為炭質泥巖。

據已勘探情況情況，推斷四4-22160采面地質條件較為復雜，平井田內斷層以斷裂構造為主，個方向斷層發育不均衡，且內部小型斷層較多。掘進期間會遇見地質構造帶，采面內斷層﹑小褶曲地問題，對煤層開采影響很大。針對22160綜采面掘進工程支護困難情況，采用錨桿錨索聯合支護技術，錨桿錨索聯合支護技術通過科學留設保護煤柱保留了資源，避免資源浪費，針對由于動壓顯現會造成巷道失修問題，通過此技術實踐實現正常安全接續，減少安全投入高額資金，經濟效益增幅顯著。

圖1

圖2

二﹑巷道支護機理

巷道頂板因為受重力作用及外部載荷作用會產生不小的拉應力，巷道頂板為砂質泥巖，更容易坍塌變形，利用鋼筋梯和礦用工字鋼對頂板進行擠壓，會產生較大的壓應力，使巷道頂板受力平衡，甚至將拉應力轉變為對頂板的壓應力，提高了巷道頂板的承載力和穩定性。另外采用樹脂錨固劑，提高錨固力，解決了當采用型鋼進行支護時產生的巷道頂板錯動，離層變形問題。兩幫采用樹脂錨和鋼筋錨桿結合支護方式，充分減小頂板跨度，提高兩幫對頂板的承載力，這樣能充分改善了巷道頂板支護狀況，支護效果良好。

三﹑錨桿錨索支護設計

巷道支護參數制定原則應保證對巷道變形控制能力好，安全，施工簡單，節省費用等原則，利用計算機進行巷道支護參數設計。

1 錨桿參數計算

按懸吊理論計算錨桿長度L，錨桿長度L，施工時L取2000mm，錨桿間排距，施工時錨桿間排距都取800mm，錨桿直徑d取0.02m。按組合梁原理計算，錨桿長度L計算為1.4206m，計算錨桿間距:

2 錨索參數計算

設計取錨索長度為7.0m。錨索長度要結合頂板具體施工情況選擇，但錨索錨入老頂的長度不得小于1.0m，保證施工安全，錨索傾角：錨索垂直巷道頂板安裝布置。通過以上計算，巷道安裝錨索時，2根即可滿足設計要求。

3 錨網，錨網梁，錨索托盤的作用

錨網保證對煤巖體表面全體覆蓋，但還不能浪費材料，根據實際情況選擇鐵絲直徑，上下幫錨網規格。

錨網梁能實現錨桿成排， 實現連鎖加固頂板效果。

錨索托盤的作用就是增大錨索受力面積越大，在抗拉力不變的情況下，支護點收到的壓力越小，巷道頂板更安全，實際情況是，用廢舊工字鋼，并且將錨索排與排之間進行邁步式交錯連鎖，支護效果很好。

4 附圖

（1）支護斷面圖（見圖1）

（2）錨桿﹑錨網梁支護平面圖（見圖2）

四﹑掘進支護設計應用

1 錨桿安裝工藝

（1）鉆具選型：打設頂錨桿使用MQT-120型風動錨桿鉆機，打設幫錨桿使用ZQS-50型風動幫錨鉆機

（2）打眼操作，嚴格按操作規程，先檢查檢查頂幫，處理掉活矸危巖，確認安全后方可作業。錨桿眼位置必須按作業規程規定的間﹑排距施工，眼位誤差不得超過100mm，眼向誤差不得大于15°。

（3）進行錨桿安裝操作，期間要注意樹脂藥卷使用安全。對不合格及失效錨桿，要及時補打。

2 錨索加強支護

（1）鉆具選型

打設錨鎖鉆孔使用MQT-120型風動錨桿鉆機，張拉錨索使用MQ-16型風動幫錨鉆機

（2）進行安裝，發現錨固不合格的錨索，也必須嚴格按照操作規程重新安裝錨索。

結語

錨桿錨索聯合支護技術在薄煤層復合頂板回采巷道的應用效果顯著，提高了煤巷掘進支護水平，保證了煤巷掘進安全快速施工。通過在四4-22160試驗地點調查總結得出，方山礦通過使用錨桿錨索聯合支護技術，不僅煤巷掘進安全管理水平提高到一個新的高度，實現煤巷掘進工程質量標準化，減少返工，節省成本，創造巨大經濟效益。因此，在使用錨桿錨索聯合支護技術過程中也要認真總結了在施工中所遇到的技術問題，管理問題，保證錨桿錨索聯合支護技術的進一步推廣。

[1]陳炎光，陸士良.中國煤礦巷道圍巖控制[M].徐州：中國礦業大學出版社，1994.