聯(lián)合支護技術在大斷面切眼中的應用

楊云拴

摘 要：以華勝公司3102工作面大斷面切眼為例，介紹了聯(lián)合支護在大斷面切眼支護技術的應用，以期為日后的相關工作提供參考和借鑒。

關鍵詞：大斷面；切眼；聯(lián)合支護；煤礦

中圖分類號：TD353+.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.127

在各煤礦企業(yè)大力整合資源、關小擴大、淘汰落后產(chǎn)能，加快大型煤產(chǎn)地和現(xiàn)代化大型礦企的建設，推廣“一井一面兩掘”技術的大背景下，煤礦井下的機械化程度越來越高，工作面設備日趨大型化、大功率化、重型化。為了滿足設備的使用要求，回采工作面的切眼斷面也要不斷擴大。在這種情況下，傳統(tǒng)的支護方式已經(jīng)不能滿足大斷面支護技術的需要，而錨桿、錨索、錨網(wǎng)聯(lián)合支護屬于主動支護，它們的支護強度大、施工容易、支護成本低，能夠有效解決大斷面切眼的支護問題。現(xiàn)以華勝公司一盤區(qū)3102工作面為例介紹相關情況。

1 工程地質(zhì)概況

3102回采工作面走向長度為1 580 m，傾斜長度175 m，采高2.2 m。該工作面位于井田中部，煤層傾角2°～8°，煤層厚度為2.2 m，工作面距2#煤層底板的平均厚度為4 m。2#煤層采用的是原地方小煤窯房柱式采煤法，層間小且上覆煤層局部采空。

2 切眼支護設計

3102工作面切眼支護如圖1所示。

圖1 3102工作面切眼支護示意圖

2.1 切眼斷面設計

根據(jù)3102綜采工作面機電設備配套尺寸和設備安裝技術的要求，3102工作面切眼設計長度為182 m，切眼毛寬6.2 m，毛高2.6 m，掘進斷面16.9 m?，凈寬6.0 m，凈高2.5 m，凈斷面15 m?，斷面為矩形，沿煤層頂板掘進。

2.2 錨桿支護設計

2.2.1 確定支護參數(shù)的依據(jù)

在具體工作中，可根據(jù)以下2點確定支護參數(shù)：①臨近工作面類似巷道現(xiàn)有支護狀況和地質(zhì)條件；②現(xiàn)有大斷面錨桿支護技術成果和工程實踐經(jīng)驗。

2.2.2 設計原則

錨桿支護的設計原則有3點：①一次支護原則。錨桿應盡量一次支護，避免二次或多次支護。因為這樣能有效控制圍巖變形。②“三高一低”原則。即高強度、高剛度、高可靠性和低支護密度原則。③低成本、高效益原則。在保證巷道支護要求和安全的前提下，在技術可行、施工可操作的條件下，做到經(jīng)濟、合理，有利于降低巷道支護的綜合成本。

2.2.3 錨桿支護設計方案

切眼垂直于3102運輸巷和3102回風巷布置，長182 m，矩形斷面，毛寬6.2 m，毛高2.6 m，掘進毛斷面為16.12 m2，凈斷面為15 m2，采用“錨桿+錨索+W形鋼帶+冷拔絲網(wǎng)”的聯(lián)合支護形式。

2.2.3.1 頂部支護形式

頂部支護采用“錨桿+錨索+鋼筋網(wǎng)+W形鋼帶”的支護形式。錨桿為φ20×2 200 mm，間距0.8 m，排距0.8 m，每排8根，兩幫錨桿距幫200 mm，共需2 500根；托盤150 mm×150 mm×12 mm，共需2 500個。錨索為φ17.8×7 500 mm，間距1.6 m，排距0.8 m，共需660根；托盤250 mm×250 mm×16 mm，共需660個。鋼筋網(wǎng)的規(guī)格為1 000 mm×2 000 mm。

2.2.3.2 兩幫支護形式

左幫采用“鐵錨桿+塑料網(wǎng)”的支護形式，排距0.8 m，間距0.9 m；右?guī)筒捎谩安Ａу^桿+塑料網(wǎng)”的支護形式，排距0.8 m，間距0.9 m。

在整個支護過程中，如果無法打入6.5 m的錨索，則采用木棚。木棚為φ200～250 mm的優(yōu)質(zhì)松木，梁長6.0 m，腿長2.5 m，棚距0.8 m，搭接處用拔釘鎖住。

針對個別區(qū)域的采空情況，采取“錨桿+錨索（短錨索）+鋼筋網(wǎng)+W形鋼帶+木點柱”的支護形式。

3 礦壓觀測和支護結果分析

已確定的3102錨桿聯(lián)合支護方案實施后，對3102切眼進行礦壓監(jiān)測。在切眼開口處安裝一個觀測點，以后每隔30 m安裝一個觀測點，每個點安裝一套離層指示儀和離層儀觀察牌版。離層儀深部為7 m，淺部為3 m，在距工作面100 m的范圍內(nèi)每天觀測，而100 m以外的位置，7 d觀測一次。通過一段時間的觀測發(fā)現(xiàn)，切眼中部和煤柱下方位移量比較大，兩端逐漸減緩。由于3#煤層埋藏較淺，頂板巖層比較穩(wěn)定，所以，其深部位移量最大為16 mm，淺部位移量最大為6.5 mm。

通過觀測未發(fā)現(xiàn)頂板有較大的變化，錨桿、錨索也沒有破損的情況。補強支護的木點柱受壓后未出現(xiàn)裂紋，木點柱起到了補強支護的作用。

4 結論

錨桿、錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護作為一種主動支護方式，具有支護及時、支護強度高、支護成本低等特點，所以，它被廣泛應用于巷道掘進中，特別是現(xiàn)代化礦井大斷面的施工中。與采用“錨網(wǎng)+木棚”支護方式的3101工作面相比，3102工作面采用的支護方式大大提高了掘進速度，提高了支護強度，節(jié)約了支護成本。總之，這種支護方式為我公司層間距薄、采用煤柱式采煤法的2#煤層提供了良好的支護方式。

參考文獻

[1]吳再生，劉祿生.井巷工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[2]張榮立，何國緯，李鐸.采礦工程設計手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

〔編輯：白潔〕