運輸巷圍巖錨桿錨索安全支護技術

(河南理工大學　河南　焦作　454000)

一、工程概況

新屯井田位于河北省邯鄲市峰峰礦區東北部，包括原井田和東部擴大區兩部分，井田面積8.4099 km2，主井口坐標X：43598；Y：24155；Z：176.3m。礦井地理位置優越、區位優勢明顯，資源可靠、儲量豐富，開采技術條件好，煤質優良，市場前景廣闊[1]。

新屯井田可采煤層為2號煤、4號煤、6號煤、7號煤、8號煤、9號煤。目前新屯礦主要開采2號、4號、-240m 以上6號煤層。其中，2號煤厚3.91m～6.95m，平均5.30m，采煤工藝以綜采放頂煤為主，村莊下開采采用充填開采，目前最深開采至750m。

目前正在準備的16207工作面，地表位于東佛店村東南400m、工作面標高-495～-535m，推進長度754m，工作面長度160m，煤厚平均5.5m，儲量88萬噸。

老頂為細砂巖，厚度12.5m，灰色，以石英長石為主，巖石質硬；直接頂為砂質頁巖，厚度為4.5m，深灰色，含炭質與植物化石，局部有結核。直接底為砂質頁巖，厚度為10.0m，深灰色，致密堅硬，含植物化石，含有大量結核。老底為細砂巖，厚度為4.0m，淺灰色，中部有砂頁巖與結核[2]。

本地區主要充水水源為頂板砂巖水，會出現局部頂板淋水。預計掘進期間正常涌水量為0.2t/min，最大涌水量為0.3t/min，掘進迎頭應具備不低于0.36t/min能力的排水設備及備用排水設備，施工單位加強排水管理，確保安全生產。

二、運輸巷錨桿、錨索安全支護參數

運輸巷寬4700mm，高3600mm。運輸巷錨桿、錨索布置方案如圖1所示。頂板為6根錨桿，間距850mm；兩幫各4根錨桿，間距為1000mm，錨桿排距參照間距確定為1000mm。其具體支護參數為：

(一)頂板錨桿

錨桿規格：使用左旋螺紋鋼高強錨桿，桿體屈服強度不低于335MPa，極限強度不低于380MPa，規格為Ф20mm×2400mm，配150mm×150mm×10mm高強拱形托盤和高強螺母，為配套產品。錨固參數：加長樹脂錨固，鉆孔直徑≤28mm，樹脂錨固劑規格為K2335和Z2360各一卷；錨桿角度：兩頂角處錨桿分別向外傾斜10°～15°，其它錨桿均垂直頂板布置。輔助支護：頂板配以鋼筋梯子梁和金屬網作為輔助支護，梯子梁采用Ф14mm的鋼筋自行制作，長度為4700mm，兩端封閉；金屬網采用10#鉛絲編制的經緯網或者菱形網，頂板金屬網規格為4700mm×1200mm，網孔規格為50mm×50mm，相鄰網搭接約200mm，采用14#鐵絲鈕扣聯結，孔孔相連，每扣鐵絲至少擰3圈以上；錨桿錨固力：錨桿設計錨固力大于100 kN；

(二)兩幫錨桿

錨桿規格：使用左旋螺紋鋼高強錨桿，桿體屈服強度不低于335MPa，極限強度不低于380MPa，規格為Ф20mm×2000mm，配150mm×150mm×10mm高強拱形托盤和高強螺母，含調心球墊和減摩墊圈，為配套產品；錨桿角度：頂角和底角處錨桿分別向頂、底傾斜10°～15°，其它錨桿均垂直兩幫布置。錨固參數：鉆孔直徑≤28mm，加長錨固，每孔兩支樹脂藥卷，錨固劑規格為K2335和Z2360各一卷；輔助支護：兩幫配以金屬網作為輔助支護，金屬網采用10#鉛絲編制的經緯網或者菱形網，兩幫金屬網規格為3600mm×1200mm，網孔規格為50mm×50mm，相鄰網搭接約200mm，采用14#鐵絲鈕扣聯結，孔孔相連，每扣鐵絲至少擰3圈以上；錨桿錨固力：錨桿設計錨固力大于100 KN；錨桿預緊力：錨桿預緊力矩不小于300N·m，且不能大于500 N·m。

(三)頂板錨索

錨索規格：采用1×7股高強度低松弛鋼絞線制，錨索直徑為17.8mm，長5300mm，有效長度5000mm左右；錨索布置：錨索間距1700mm，一排兩根，排距3000mm，緊跟掘進迎頭施工。錨固參數：錨索采用3卷樹脂錨固劑錨固，一支K2335，兩支Z2360，理論錨固長度約為1400mm，在錨索錨固端1400mm處施加擋圈。錨索托盤：采用300mm×300mm×12mm的高強球型托盤，并配有調心球墊；錨索錨固力：設計錨固力大于300 kN。錨索預緊力：錨索預緊力應≥200KN。

圖1　運輸巷錨桿、錨索布置圖

三、效果分析

(一)測點和測站的布置

為了確保16207工作面運輸巷正常回采的情況，在工作面巷設置了兩個測站，兩個測站的間距為110m,選取有代表性的圍巖，用十字布點法進行測量，分別對工作面兩幫位移量和巷道頂板位移量進行監測。觀測時間為一個月，觀測頻率是兩天測一次。

(二)監測結果

通過一個月的數據監測紀錄，巷道的變形量在18天左右已經基本不在發生變形。頂底板的位移量控制在185mm左右以內,兩幫位移量控制在160mm左右以內。表明錨桿錨索聯合支護能夠有效的控制運輸巷圍巖變形，保證巷道在其服務年限內穩定性，滿足礦井安全生產。

【參考文獻】

[1]侯朝炯，郭勵生，勾攀峰，煤巷錨桿支護[M].中國礦業大學出版社，1999.

[2]宋海濤,張益東,朱衛國.錨桿支護現狀及其發展[J].礦山壓力與頂板管理,1999,(1):3-5+89.