工鋼棚與頂板錨網聯合支護在煤巷掘進中的實際應用

程鐵軍

(河南能源集團 焦煤鑫珠春公司，河南 焦作 454150）

錨網支護可以充分發揮巷道圍巖自身強度，變被動支護為主動支護，有支護強度大，服務時間長，施工速度快，勞動強度低等優點，該支護形式具有先進性、實用性，但是同時錨網支護又具有隱蔽性，在殘采地區掘進支護中單純使用錨網支護還有局限性。

1 18改造區地質條件

18改造區，地質構造十分復雜，褶曲、斷層等構造均有。受三號井斷層的牽引作用，0108和0108煤柱工作面正處在中北區向斜之中。0108工作面 （包括里段和外段）處在向斜軸部，而0108煤柱處在向斜的反傾斜面上。受三號井斷層的影響，0108煤柱工作面內斷層較發育，并且斷距較大，一般在5m左右。三號井斷層是本區域最大的斷層，其余斷層均為中小斷層，這些中小斷層有明顯的特性。從傾向上分，一組為走向50°左右，傾向NW的與三號井斷層性質一致的斷層；另一組為走向70°左右 （近EW向），傾向近S的與朱村斷層性質一致的斷層。從地域上分，前一組斷層位于工作面的東部，后一組斷層位于西部。

三號井斷層：為區域性大斷層，本盤煤層底板L8灰與對盤L2灰對接，本盤煤層頂板砂巖與對盤L8灰對接，水文地質條件中等。

F1斷層：該斷層曾有四條巷道揭露過，東段落差大（大于5m）、西段落差?。?.6～2.3m）。01081 外段工作面上風道掘進過程中兩次揭露它，因其落差大于5m將煤層斷失而停掘或改變巷道方向；01081里段工作面上風道揭露它時落差為2.3m，中切眼中又揭露它時落差為1.6m。因該斷層在0108里段工作面內只有2.0m左右，故對工作面回采影響不大。

F2和F3斷層：為兩條落差小于0.5m的斷層，對掘進和回采都沒有多大的影響。

F4斷層：該斷層落差大于5m，在01081里段工作面中切眼以里的上風道掘進中揭露，其基本將煤層斷失，該斷層處尚有頂板滴淋水，在巷道退后15m后改向掘進。

F5斷層：該斷層為01081里段工作面中切眼以里上風道掘進過程中向南探鉆中探明的，其落差4m左右，斷層傾向與該面外部揭露的斷層相反。

F6、F7斷層：這兩個斷層是從北一軌道1809工作面下風道延伸過來的。01081里段工作面下風道拐切眼過F6斷層（落差1.2m）后又揭露 F7斷層，因其落差（3.0m）大加上頂板破碎而停掘，在退后10m后又重掘開切眼，此開切眼又揭露這兩條斷層，僅是斷層落差稍微變小了一點（1.0m和1.5m），該斷層處頂板破碎且淋水，工作面開采時異常困難，對切眼進行改造后才艱難采出。

F8、F9斷層：為1809工作面內揭露的斷層，預計其會向東延伸到0108煤柱工作面。

以上僅是相鄰工作面采掘過程中揭露的斷層，相信該區域內還會有其他大大小小的斷層。由于這些斷層均在0108煤柱工作面內，大于5m的斷層又將煤層斷失，這將對采掘產生極大的影響。

2 工鋼棚與頂板錨網聯合支護形式

針對18地區極為復雜的地質條件，為克服巷道前期施工居高不下的巷道返修率，決定對巷道支護形式進行調整，計劃采用工鋼棚與頂板錨網聯合支護對巷道頂板加強控制。

工鋼棚采用12#工鋼支架架設，每棚4根撐桿，每幫及頂板各褙8根批子，頂板批子褙在鋼筋梯外，巷道裱褙采用3.0m×1.3m 塑料網褙頂，2.2m×1.3m 塑料網裱幫；采用頂板錨網支護方式進行輔助支護，具體要求如下：（1）使用Ф20mm×2 400mm的螺紋鋼錨桿，共安設4根。錨桿鋼筋梯排距（中—中）800mm，錨桿間距為 800mm。 （2）錨桿托盤規格 150mm×150mm×10mm，錨桿托盤緊貼鋼筋梯，螺絲上緊上牢，使鋼筋梯與巖面密貼，空頂地方要褙實。（3）錨桿端部必須推至孔底，外露長度＜50mm（含螺絲、托盤）。安設錨桿使用兩支錨固劑，錨桿錨固力設計值70KN，錨桿抗拔力必須達到設計錨固力的90%。頂板中間兩處錨桿與頂板垂直，靠近巷幫的頂板錨桿安設角度為與鉛垂線成20。（4）鋼筋梯長2600mm，寬80mm，采用Φ14mm的鋼筋焊接而成，安裝錨桿時鋼筋梯必須與托盤、巖壁緊貼。（5）錨桿外露長度為＜50mm（含螺絲、托盤），允許誤差 0—+50mm。 （6）錨桿間排距800mm，允許誤差±100mm，錨桿角度與設計角允許偏差不得大于5°。（7）每根錨桿使用兩支錨固劑，錨桿托盤必須貼頂靠幫，螺絲必須上緊上牢，錨桿錨固力不小于63KN。

3 巷道支護對比觀測分析

在巷道掘進采用工鋼棚與頂板錨網聯合支護后，據對鞏固期內2009年5月—2010年5月份的巷道返修率進行統計：巷道返修率由采用工鋼棚與頂板錨網聯合支護前的200%下降到60%。

4 結語

殘采地區煤柱工作面掘進采用工鋼棚與頂板錨網聯合支護的實際應用技術已逐漸成熟，在巷道掘進過程中，煤層頂板與圍巖得到了很好的控制，施工中未出現過任何頂板事故，大量減少巷道返修率并降低職工勞動強度，達到了預期目標。