某礦3-7081順槽支護方式

武　翀

(山西省長治經坊煤業有限公司)

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某礦3-7081順槽支護方式

武翀

(山西省長治經坊煤業有限公司)

通過對某礦3-7081順槽地面概況、井下位置、四鄰采掘情況、巷道布置以及所在煤層頂底板、地質構造情況進行了詳細分析，確定了3-7081順槽臨時支護、永久支護、特殊支護、加強支護方案及支護參數。實踐表明：通過優化支護參數，合理安排了生產工序，保證了施工安全，可供類似礦山參考。

順槽支護支護方案支護參數

某礦3-7081順槽巷道位于西墳上村西北側，青龍溝村東南側，地面無構筑物和河流。3-7081順槽巷道東側鄰近3-7082順槽(未掘)，西側鄰近八采區回風巷(已掘)，南側立交與西二軌道、運輸巷，與西二回風巷相通，北側鄰近保安煤柱。該工作面所掘煤層屬沁水煤田3#煤層，為二疊系下統山西組，煤層賦存穩定、煤質變異小、屬貧瘦煤，煤層平均厚6.25m，煤層傾角1°～ 3°，普氏硬度系數為1.5。該煤層直接頂為砂質泥巖，厚3.99m，基本頂為中粒砂巖，厚3.33m，直接底為砂質泥巖，厚6.50m，基本底為中粒砂巖，厚1.00m。3-7081順槽3#煤層總體向西北傾斜，局部坡度變化不大，煤層亦無較大變化，水文地質類型中等。該工作面掘進至-508.7m處會遇見F7-15斷層，該斷層落差2.7m，走向N30°W，傾角75°；掘進至-733.5m處會遇到F8-20斷層，該斷層落差3m，走向N89°W,傾角75°。受上述斷層影響，3-7081順槽工作面掘進時局部地段圍巖較破碎，并伴有斷層裂隙水。依據采區工作面設計，3-7081順槽巷道為矩形斷面，凈寬5m，凈高3m，沿3#煤層底板掘進, 坡度1°～ 3°，開口處坐標(X、Y、Z)3 996 267.868 1，19 681 054.492 5，574.031m，掘進方位角268°13′23″。為確保該礦3-7081順槽巷道安全生產，本研究對該順槽巷道支護方案及支護參數進行分析。

1　臨時支護

1.1支護形式

采用ZLJ-5.5機載臨時支護裝置配合2根直徑3寸鋼管作為前探梁，每根前探梁分別用2個卡環固定于機載臨時支護裝置的頂梁上，前探梁用背板接頂，背緊背牢(背板采用優質松木，規格為4 300mm×350mm×50mm)，木板長度需滿足臨時支護要求。臨時支護距工作面煤壁300mm，距工作面兩側煤壁350mm。前探梁采用直徑3寸，長3.5m、厚度不小于5mm的鋼管制作。卡環采用厚為10mm的鋼板制作，固定于機載臨時支護裝置的頂梁兩側。

1.2支護工藝、工序及要求

掘進機割出(或爆破)一個循環進度后，將掘進機退出迎頭往外2m，使截割頭落地，閉鎖截割部電機，斷開掘進機的電源開關和磁力啟動器的隔離開關，嚴禁非專職司機操作掘進機。帶班長應站立于有效支護的安全區用長度不小于2.5m的工具處理干凈頂幫的活矸(煤)，并進行敲幫問頂。確保無問題后，作業人員站立于有效支護的安全區掛聯兩片頂網。頂網掛聯完畢后，將頂鋼帶連同頂網、木板放置于機載臨時支護裝置的2根前探梁上方，并固定牢固，并由綜掘機司機操作機載臨時支護裝置，使頂梁接頂，且具有一定的初撐力。當掘進機司機操作液壓控制手柄升降前探梁時，截割頭及鏟板附近嚴禁站人。發現頂板壓力大、頂板離層、頂板有響聲時，應立即停止作業，撤出工作面所有人員，待頂板穩定后，由外至內加強信號柱支護后方可繼續作業。當頂板嚴重不平、巷道開口無法使用前探梁時，須使用2根戴帽點柱進行臨時支護。掘進工作面須配備的備用支護材料為10根長4.8m、直徑0.16m和20根長3m、直徑0.16m的圓木，備用支護材料距工作面迎頭不宜大于200m(圖1)。

2　永久支護

3-7081順槽支護方式為錨桿+鋼帶+網+錨索。打錨桿時須遵循“由外向里、先頂后幫、先中間后兩邊”的支護工序。

圖1　3-7081順槽臨時支護示意

(1)錨桿。頂、幫錨桿均采用φ22mm、長2 400mm的無縱筋左旋螺紋鋼金屬錨桿，間排距均為800mm。頂錨桿預緊力矩不小于320N·m(且不大于500N·m)，錨固力為150kN。幫錨桿預緊力矩不小于320N·m(且不大于500N·m),錨固力為100kN。錨桿外露長度為10～40mm。

(2)錨索。采用φ22mm、長9 000mm的19股高強度低松弛預應力鋼絞線，錨索布置方式為雙排布置，每排2根，錨索間距2 400mm，排距1 600mm。錨固長度為1 550mm，預應力不小于150kN，錨固力為300kN。錨索外露長度為鎖具以外150～250mm。在開口、交叉點、近切眼處應增加2～3根錨索。每掘進50m探一次老頂距離，根據地質條件調整錨索長度。

(3)樹脂錨固劑。頂錨桿采用MSK2335和MSZ2360型各一支，兩幫錨桿采用MSZ2360型一支，錨索采用MSK2335型一支、MSZ2360型2支。

(4)金屬網規格。金屬網使用10#鐵絲制作的經緯金屬網，網格為50mm×50mm。金屬網之間長邊搭接100mm，短邊搭接200mm，聯網時用16#鉛絲雙絲雙扣、雙邊雙聯、孔孔相聯，須連接牢固，確保聯網質量。

(5)絕緣網參數。單根拉斷力大于2 400N，拉斷伸長率小于25%，拉伸強度大于180MPa，上、下表面電阻值均小于1.0×109Ω。巷道每掘進50m，全斷面鋪設一排絕緣網，聯網要求與金屬網一致。

(6)鋼帶。鋼帶采用φ14mm圓鋼制作，頂鋼帶規格4 700mm×60mm(長×寬)，幫鋼帶規格2 800mm×60mm(長×寬)。

(7)托板。錨桿托板采用規格為150mm×150mm×10mm(長×寬×高)的拱形高強度金屬托板，配合球形墊和減阻尼龍墊圈，托板拱高應大于36mm，承載能力不小于230kN；錨索托板采用規格為250mm×250mm×20mm(長×寬×高)的金屬托板，鎖具型號為KM22。錨桿、錨索托板須緊貼巷壁。

3　特殊支護

當3-7081順槽巷道穿越斷層、陷落柱及圍巖破碎帶時，應及時縮短錨索間排距，采用錨網+木棚聯合支護方式。選用直徑不小于160mm的圓木分3段搭接制作木棚，搭接長度不小于450mm，木棚與巷幫之間用背板接幫，背緊背牢。為確保結合緊密，在梁棚接口處與頂幫圍巖之間用4個角楔楔緊，以便承受該處較大的擠壓力。木棚排距800mm，圍巖較破碎時，可根據實際情況縮短木棚排距。

4　加強支護

3-7081順槽加強支護采用打點柱的形式，點柱采用直徑不小于160mm的圓木，每掘進10m在皮帶機尾后支設一根點柱。頂部墊一塊規格為300mm×500mm×100mm(長×寬×高)的木質墊板。打點柱時應確保上部木板緊貼頂板，下部柱底應打在硬底上、打穩打實，如遇底板破碎須“穿鞋”，柱鞋規格為300mm×300mm×100mm(長×寬×高)。若局部壓力增大，導致出現支柱受擠壓、變形、彎曲、柱體開裂等現象時，應及時采取措施，加強該段支護(表1、圖2)。如遇特殊地質情況造成工作面圍巖破碎，應及時采用五花眼或排距為800mm的平行支護方式布置錨索。

表1　3-7081順槽加強支護材料及規格

圖2　3-7081順槽加強支護施工斷面

5　結　語

分別對某礦3-7081順槽臨時支護、永久支護、特殊支護、加強支護方案進行了分析，并對各方案對應的支護參數進行了詳細討論，對于類似礦山有一定的參考價值。

2016-04-12)

武翀(1989—)，男，助理工程師，047100 山西省長治縣韓店鎮新建路115號。