錨網(wǎng)(索)+工字鋼棚支護過陷落柱施工技術(shù)

田俊寶

(潞安集團 司馬煤業(yè)有限公司，山西 長治 047105)

1 工程基本概述

司馬煤業(yè)公司1303工作面為三采區(qū)首采工作面，開采3號煤層，煤層厚度為7.5 m。1303工作面膠帶巷西側(cè)為礦井井田邊界, 東側(cè)為1303工作面風巷及1303工作面回采區(qū)。巷道設(shè)計長度為2 050 m，1303膠帶巷掘進至647 m處時，根據(jù)現(xiàn)場超前鉆探情況分析及瞬變電磁勘探資料數(shù)據(jù)顯示，前方30 m處將會遇到DX7陷落柱，DX7陷落柱長軸走向N85°W，平面形態(tài)近于橢圓形，長軸直徑約72.6 m，短軸直徑約41.4 m。掘進巷道受DX7陷落柱影響長度約52 m。正常涌水量5 m3/h，最大涌水量30 m3/h。

1303膠帶巷原支護形式采用錨網(wǎng)梁索支護。巷道斷面為矩形，巷寬5.2 m，巷高3.2 m，巷道沿3號煤層底板掘進。

2 過陷落柱支護方案

由于受DX7陷落柱影響，1303膠帶巷過陷落柱期間繼續(xù)采用原支護方案不能滿足安全生產(chǎn)要求，因此，決定對DX7陷落柱區(qū)段及前后5 m范圍內(nèi)采用錨網(wǎng)(索)+工字鋼棚聯(lián)合支護，巷道斷面變更為梯形斷面(頂寬4.6 m、底寬5.774 m、巷高3.33 m、掘進斷面積17.273 m3)，按-3°腰線施工。 通過DX7陷落柱后，若巷道頂幫條件轉(zhuǎn)好，恢復至原支護方式。

2.1 臨時支護

1303膠帶巷過陷落柱期間，用工字鋼棚專用卡將前探梁固定在工字鋼棚上，并安設(shè)防片幫裝置進行臨時支護。

1) 竄前探梁。臨時支護需將前探梁管移至窩頭位置，重新固定工字鋼棚專用卡，并將前探梁尾部防倒滑鉤掛在頂網(wǎng)或頂鋼帶上。

2) 安設(shè)防片幫裝置。①前探梁固定好后，將“丁”字頭鋼管掛在前探梁U型槽內(nèi)，再將4 500 mm×200 mm×30 mm優(yōu)質(zhì)木板橫置于L型掛鉤上；②調(diào)整鋼管使防片幫板垂直懸掛并緊貼煤壁。

2.2 錨網(wǎng)支護設(shè)計

2.2.1 頂部錨桿(索)支護

1303膠帶巷過陷落柱期間巷道頂部采用MSGLW-335/20×2400左旋無縱筋螺紋鋼錨桿支護。錨桿間排距為850 mm×800 mm，每排6根，靠近巷幫的頂角錨桿安設(shè)角度與垂線成10°角(朝向巷外)，中部4根錨桿與頂板垂直。頂鋪金屬網(wǎng)、上SB-D16-4450-60 mm鋼筋托梁；每根錨桿采用1支MS(CKb+Z)2360錨固劑和1支MSZ2360錨固劑加長錨固；垂直巷道頂板走向打設(shè)槽鋼錨索，錨索間、排距為1 800 mm×800 mm，錨索規(guī)格為SKL19-1/1 860 L-7 300，采用1×7股高強度低松馳預應(yīng)力鋼絞線。每根錨索用3支錨固劑、1支MS(CKb+Z)2360錨固劑和2支MSZ2360錨固劑。每2根錨索配套使用1根2 500 mm的16號槽鋼為托梁，托梁配套的槽鋼墊板尺寸為：120 mm×150 mm×20 mm。

2.2.2 幫部錨桿支護

1303膠帶巷過陷落柱期間巷道兩幫采用MSGLW-335/20×2 000左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿間距900 mm，排距800 mm，每排4根，兩幫部頂角錨桿與水平線呈10°(仰角)，其他3根錨桿水平布置。幫部上金屬網(wǎng)和SB-D14-2 900-60 mm鋼筋托梁，每根錨桿采用1支MSZ2360錨固劑錨固。

2.3 工字鋼棚支護

錨網(wǎng)(索)施工完成后，及時架設(shè)工字鋼棚。使用礦用11號工字鋼，4.6 m工字鋼梁，3.26 m工字鋼腿，棚距800 mm。

1) 工字鋼棚采用剎桿配合背板絞頂背幫，且必須背實背嚴，如上背板處有錨索，必須加墊鞋板將頂背實背牢。

2) 工字鋼棚幫頂部距兩端梁頭250 mm處、兩幫距棚腿下端1 910 mm處上撐桿，頂幫上剎桿，棚腿底墊鞋板。

3) 每架工字鋼棚棚梁上2道拉桿、分距兩端梁頭400 mm處，棚腿各上1道拉桿、距棚腿下端1 635 mm處，共安設(shè)4道拉桿。

4) 每架工字鋼棚棚梁上2道防倒器、分距兩端梁頭1 300 mm處，棚腿各上1道防倒器、距棚腿上端1 170 mm處，每兩架棚1組(4道防倒器)，交錯布置。

5) 每架工字鋼棚棚腿兩側(cè)需要打設(shè)護腿錨桿，護腿錨桿與卡蘭配合固定棚腿。護腿錨桿距離巷道底板900 mm處打設(shè)1組(兩根錨桿)，錨桿選用MSGWL335/20×2 000左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，每根錨桿用1支MSZ2360錨固劑錨固。

1303膠帶巷過DX7陷落柱支護示意如圖1所示。

3 施工順序

安全檢查—割煤—出矸—退綜掘機—敲幫問頂—移前探梁—搭設(shè)工作臺—錨網(wǎng)(索)支護—工字鋼棚支護—下一個循環(huán)。

圖1 1303膠帶巷過DX7陷落柱支護示意(mm)

4 支護效果

從2017年11月1303膠帶巷過陷落柱施工到現(xiàn)在，通過對DX7陷落柱前、后各5 m及DX7陷落柱中部3個頂板離層儀觀測記錄以及1303膠帶巷道內(nèi)鄰近DX7陷落柱布置的錨桿(索)測力計數(shù)據(jù)分析，該區(qū)段巷道變形較小，頂板離層不明顯。證明錨網(wǎng)(索)+工字鋼棚支護過陷落柱技術(shù)達到了預期效果。

5 結(jié) 語

在1303膠帶巷過DX7陷落柱期間，由于受陷落柱影響圍巖破碎嚴重，頂板管理難度大，先使用錨網(wǎng)(索)主動加固圍巖，使圍巖成為一個受力的整體，待動壓來臨前，及時跟進架設(shè)工字鋼棚承壓，充分發(fā)揮錨網(wǎng)(索)和工字鋼棚各自特點，該技術(shù)的成功應(yīng)用不僅保證了巷道支護強度，也為今后及其他礦井快速安全通過陷落柱提供了經(jīng)驗借鑒。