10米保安煤柱支護工藝探索

姚俊義 蘇小強

(1.陽城縣人民政府,山西晉城 048000;2.中國礦業大學(北京)資源與安全工程學院,北京 100083)

10米保安煤柱支護工藝探索

姚俊義1蘇小強2

(1.陽城縣人民政府,山西晉城 048000;2.中國礦業大學(北京)資源與安全工程學院,北京 100083)

井下10米保安煤柱存在工作面頂板不穩定的安全隱患,需要對工作面進行特殊支護。具體施工工藝與技術要求作為支護過程的重點,直接影響著整個礦井的安全狀況。為了保證施工質量,對井下工作面支護施工工藝與技術要求進行探索,從而保證井下工作面現場安全管理秩序井然,確保了工作人員生命安全。

保安煤柱 錨噴支護 頂板管理

井下10米保安煤柱導致工作面頂板穩定性存在很大隱患[1]，對巷道的支護要求較高，井下支護施工過程變得尤為重要。為了確保施工質量，保證工作面工作人員的生命安全，提高工作面安全管理秩序，對施工工藝與技術要求作出具體介紹，井下施工過程應嚴格按照要求進行施工。

1 施工前的準備工作

(1)施工前地測科必須提前標定開口位置及中線，施工單位嚴格按標定的中線進行施工作業；防治水科室必須按探放水設計進行超前探放水工作，確保巷道在開口作業時的安全。(2)開口前按要求安設好局部通風機、接好風筒，準備好各種臨時及永久支護材料。(3)巷道的專用電話未安裝之前，工作面不得進行開工作業。(4)監控室必須將瓦斯傳感器、人員定位系統、廣播系統等相關監控設施設備準備并安裝到位，保證運行正常，確保作業安全[2]。

2 施工工藝

2.1 頂板錨桿施工工藝

掘進出煤(為打頂部和巷幫上部錨桿應留部分浮煤)→敲幫問頂找掉危巖→聯網→上臨時支護→用錨桿鉆機打頂板中部錨桿孔并清孔(面朝工作面)→托上鋼筋托梁→向鉆孔內放入藥卷→在錨桿尾部套上托板并擰上螺母(擰上4～5扣即可)→用錨桿頭部頂住藥卷并送入孔底→升起錨桿鉆機并用攪拌器聯接錨桿鉆機和錨桿尾部→轉動鉆機至規定時間(一般為15～30秒)→停止攪拌但保持鉆機推力至規定時間(一般為1分鐘)→用安裝器聯接錨桿鉆機和錨桿尾部→轉動錨桿鉆機擰緊螺母→安裝其它頂板錨桿。

2.2 幫錨桿施工工藝

接金屬網→上鋼筋托梁→定孔位→用鉆機鉆孔→清孔→向孔內放入藥卷→用錨桿頭部頂住藥卷送入孔底→用攪拌器聯接鉆機和錨桿尾部→轉動鉆機攪拌藥卷至規定時間(一般為15～30秒)→停止攪拌并等待至規定時間(一般為1分鐘)→用扳手擰緊螺母至擰不動為止→安裝其它幫錨桿。

2.3 錨索施工工藝

定錨索孔位→用錨索鉆機鉆孔→清孔→往孔內放入樹脂藥卷→用錨索頭部頂住樹脂藥卷并送入孔底→升起鉆機并用攪拌器聯接鉆機和錨索尾部→轉動鉆機攪拌樹脂藥卷至規定時間(一般為1分鐘)后收縮錨桿鉆機卸下攪拌器→等待15分鐘→套上托板安裝錨具→用張拉設備張拉錨索至預緊力，不低于100kN，不高于120kN→安裝防外射設施。

3 技術要求

為保證工作面現場管理及安全，頂錨桿和幫錨桿嚴禁平行作業，以防工作面現場管理混亂，且必須按要求按設計尺寸施工，保證巷道成形質量，不得欠挖，超挖不得超過150mm(不可抗拒的冒頂和片幫除外)，不得在空頂空幫下作業，嚴格控制空頂距[3]。

3.1 安裝頂板錨桿

(1)當頂板比較破碎時，應視具體情況適當縮小掘進的進尺及錨桿的排距，安裝錨桿前必須支設臨時支護，嚴禁空頂作業。(2)錨桿孔采用單體風動錨桿鉆機完成，先用1.0m的短鉆桿，反換2.0m的長鉆桿，采用φ27mm的巖石鉆頭，鉆孔時錨桿機升起，使鉆頭插入相應的鋼筋托梁孔中，然后開動錨桿機進行鉆孔，孔深要求為1910～1940mm，并保證鉆孔角度偏差不大于5°；鉆到預定孔深后下縮錨桿機，同時清孔，清除煤粉和泥巖。(3)先放入1支MSCK2335超快速樹脂藥卷，然后再放入1支MSZ2360中速樹脂藥卷，錨桿桿體套上托板及帶上螺母，用錨桿頭部頂住藥卷并送入孔底，升起錨桿鉆機并用攪拌器聯接錨桿鉆機和錨桿尾部。(4)利用錨桿機攪拌樹脂藥卷，攪拌時間按廠家要求嚴格控制(一般為15～30秒)；同時要求攪拌過程連續進行，中途不得間斷；停止攪拌后保持推力等待1分鐘左右后再移動鉆機。

(5)利用錨桿機擰緊螺母，使錨桿具有一定的預緊力；擰緊力矩不低于120N·m，檢查錨桿預緊力必須使用力矩扳手。(6)錨桿螺紋段外露:錨桿螺母外錨桿絲扣10—40mm之間。

3.2 安裝幫錨桿

巷幫錨桿鉆孔采用幫錨桿鉆機完成(幫錨桿風鉆型號MQS-50/1.7)，孔深要求1910～1940mm，并保證鉆孔角度偏差不大于5°，采用幫錨桿鉆機攪拌；擰緊力矩達到100N·m/40N·m，錨桿錨固力≥70KN，桿體抗拉強度≥300MPa。

3.3 安裝錨索

(1)采用單體錨索鉆機配B19中空六方接長鉆桿和φ28mm雙翼巖石鉆頭鉆孔，孔深控制在8210～8250mm之間，并保證鉆孔角度偏差不小于5°。(2)先放入兩卷MSCK2335超快速樹脂藥卷，然后依次放入MSZ2360中速樹脂藥卷兩卷，插入錨索將藥卷推入孔底。(3)錨索下端用專用攪拌器與鉆機相連，開機攪拌先慢后快，待錨索全部插入鉆孔后，采用全速旋轉攪拌至規定時間(一般為15～30秒)；停止攪拌后等待至規定時間(一般為1分鐘)，收縮錨桿鉆機，卸下攪拌器[4]。(4)等待15分鐘后裝上托板和錨具，用張拉千斤頂張拉錨索至設計預緊力(100KN)，之后卸下千斤頂。(5)張拉后錨索外露應控制在150-250mm以內(包括托板和錨具)。(6)錨索的排距誤差和錨桿排距誤差應相對應。(7)要求錨固長度為不小于1800mm，預緊力不低于100kN，不高于120kN。(8)安裝幫錨索時，用專用錨索鉆機完成，由1號瓦斯抽放巷向2號瓦斯抽放巷打眼進行施工作業，打眼完成后，先安設2號抽放巷內的托盤及錨具，再安設1號抽放巷內的托盤及錨具，必須保證錨索拉緊。

4 結語

大量實踐經驗證明，單獨采用任何一種方法都不符合巷道圍巖復雜性和多變性的特點，因而達不到理想的設計效果。將初始設計實施于井下，并進行詳細的圍巖位移和錨桿、錨索受力監測，根據監測結果驗證或修正初始設計。正常施工后還要進行日常監測，保證巷道安全。

[1]韓炎斌,劉雅俊等.簡化保安煤柱的留設方法[J].煤,1998,(3):56-57.

[2]孟昭廉.錨噴支護設計與施工工藝的優化[J].煤礦開采,1996(3).

[3]徐斌.從煤巷錨桿支護冒頂事故原因看煤巷錨桿支護應注意的問題[J].科技信息,2009(36).

[4]張建民.綜采工作面切眼錨索支護的應用[J].陜西煤炭,2008(5).

姚俊義(1974—),男,山西晉城人,本科,畢業于山西礦業學院,通風工程師和注冊安全工程師,現就任山西省陽城縣政府縣長助理,研究方向:現場管理,礦井通風;

蘇小強(1933—),男,內蒙古鄂爾多斯市人,碩士研究生,就讀于中國礦業大學(北京)安全工程專業,研究方向:安全管理,礦井通風,瓦斯爆炸。