司馬礦大斷面切眼二次掘進(jìn)成巷支護(hù)技術(shù)

田俊寶

(潞安集團(tuán) 司馬煤業(yè)公司，山西 長(zhǎng)治 047105)

1 工程概況

司馬煤業(yè)公司1209工作面主采3號(hào)煤層，煤層平均厚度6.05 m,煤層傾角2～10°,平均6°，屬近水平煤層。采用傾斜長(zhǎng)臂后退式綜合機(jī)械化低位放頂采煤工藝。工作面東側(cè)為1208工作面采空區(qū)；西側(cè)跨井田邊界與高河礦相鄰；南側(cè)為未采區(qū)，再往南跨井田邊界與經(jīng)坊礦相鄰；北側(cè)為二采區(qū)三條大巷。

1209工作面切眼設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為202 m，斷面規(guī)格7.8 m(寬)×3.2 m(高)，沿3號(hào)煤層底板布置。切眼掘進(jìn)采用二次成巷，一次巷道斷面為5.2 m(寬)×3.2 m(高)，二次巷道斷面為2.6 m(寬)×3.2 m(高)。采用錨網(wǎng)梁槽鋼聯(lián)合支護(hù)，中間打設(shè)兩排液壓?jiǎn)误w柱大板棚補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

2 支護(hù)方案

首先在1209工作面切眼施工開(kāi)口位置處，距離1209風(fēng)巷開(kāi)口幫500 mm順巷打設(shè)5組槽鋼錨索加強(qiáng)支護(hù)。然后進(jìn)行一次切眼掘進(jìn)，掘進(jìn)斷面為5.2 m(寬)×3.2 m(高)。

2.1 一次掘進(jìn)支護(hù)

2.1.1 一次切眼頂板支護(hù)

1209工作面一次切眼巷道頂部采用MSGLW-335/20 mm×2 400 mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿支護(hù)，每排布置6根，錨桿間排距為950 mm×800 mm，靠近巷兩幫的2根錨桿打設(shè)角度與垂線成10°(朝向巷外)，中間4根錨桿垂直巷道頂板打設(shè)。頂鋪金屬網(wǎng)、上SB-D16-5000-60 mm鋼筋托梁；每根錨桿采用1支MS(CKb+Z)2360錨固劑和1支MSZ2360錨固劑進(jìn)行錨固；錨桿托盤(pán)使用150 mm×150 mm×10 mm拱形高強(qiáng)度托盤(pán)。

沿切眼走向布置三排槽鋼錨索，排距為1 300 mm，縱向間距為1 600 mm，采用長(zhǎng)2 500 mm的16號(hào)槽鋼將兩根錨索縱向相連，使用的配套槽鋼墊板規(guī)格為120 mm×150 mm×20mm，槽鋼錨索呈邁步式打設(shè)。錨索規(guī)格為SKL19-1/1860 L-7 300，1×7股高強(qiáng)度低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線。每根錨索采用1支MS(CKb+Z)2360錨固劑和2支MSZ2360錨固劑錨固。

2.1.2 一次切眼幫部支護(hù)

1) 老塘幫支護(hù)。老塘幫采用MSGLW-335/20 mm×2 000 mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，每排布置4根，錨桿間排距為900 mm×800 mm，幫部肩角錨桿為10°，其他3根錨桿均水平布置。幫部上金屬網(wǎng)，每根錨桿采用1支MSZ2360錨固劑錨固。

2) 回采幫支護(hù)。回采幫采用MGSL18/1800J玻璃鋼錨桿，每排布置2根，間距為1 000 mm，排距為800 mm，呈水平布置，上、下兩根錨桿距頂、底板均為1 100 mm。每根玻璃鋼錨桿采用1支MSZ2360錨固劑錨固，錨桿托板使用φ120 mm拱形塑料托板。一次切眼支護(hù)斷面如圖1所示。

2.2 二次掘進(jìn)支護(hù)

1209工作面切眼一次掘進(jìn)施工到位前，在1209運(yùn)巷距貫通側(cè)巷幫500 mm順巷打設(shè)5組槽鋼錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。一次掘進(jìn)支護(hù)完成后，再進(jìn)行二次開(kāi)挖，二次開(kāi)挖斷面為2.6 m(寬)×3.2 m(高)。

2.2.1 二次切眼頂板支護(hù)

1209工作面二次切眼巷道頂部采用MSGLW-335/20 mm×2 400 mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿支護(hù),每排布置5根，間排距為750 mm×800 mm，靠近回采幫的頂角錨桿安設(shè)角度為10°，其余3根錨桿均垂直頂板打設(shè)。頂鋪金屬網(wǎng)、上SB-D16-3 200-60 mm鋼筋托梁；每根錨桿采用1支MS(CKb+Z)2360和1支MSZ2360錨固劑進(jìn)行錨固；錨桿托盤(pán)使用150 mm×150 mm×10 mm拱形高強(qiáng)度托盤(pán)。

圖1 一次切眼支護(hù)斷面(mm)

沿切眼走向布置兩排槽鋼錨索，槽鋼錨索打設(shè)后與一次切眼三排槽鋼錨索均呈邁步式，排距1 300 mm，縱向間距為1 600 mm，靠回采側(cè)錨索距回采幫1 300 mm。采用2 500 mm長(zhǎng)的16號(hào)槽鋼將錨索縱向兩兩一組相連，配套使用的槽鋼墊板為120 mm×150 mm×20 mm，錨索規(guī)格為SKL19-1/1860 L-7 300，1×7股高強(qiáng)度低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線。每根錨索用1支MS(CKb+Z)2360錨固劑和2支MSZ2360錨固劑進(jìn)行錨固。

2.2.2 二次切眼回采幫支護(hù)

1209切眼巷道回采幫采用MGSL18/1800J的玻璃鋼錨桿，每排布置3根，錨桿間排距1 000 mm×800 mm。幫部頂、底角錨桿距頂、底板均為600 mm。采用塑料網(wǎng)護(hù)幫，網(wǎng)格規(guī)格為40 mm×40 mm。每根玻璃鋼錨桿采用1支MSZ2360錨固劑進(jìn)行錨固。錨桿托盤(pán)使用150 mm×150 mm×10 mm拱形高強(qiáng)度托盤(pán)。二次掘進(jìn)斷面支護(hù)如圖2所示。

2.3 液壓?jiǎn)误w柱大板棚支護(hù)

2.3.1 大板棚施工

施工二次切眼前，在一次切眼內(nèi)打設(shè)一排液壓?jiǎn)误w柱大板棚，大板棚距老塘幫2 400 mm。施工二次切眼時(shí)，緊隨掘進(jìn)機(jī)橋式膠帶架再打設(shè)一排大板棚，第二排大板棚距回采幫2 400 mm。兩排大板棚呈交錯(cuò)邁步式布置，兩排大板棚間距為3 000 mm，每架大板棚 “一梁三柱”，液壓?jiǎn)误w柱間距為1 500 mm，液壓?jiǎn)误w柱距梁端均為500 mm。

2.3.2 大板棚打設(shè)要求

1) 架設(shè)大板棚前，先將豎柱處浮煤清至實(shí)底，做出平面后墊好鞋板。

2) 液壓?jiǎn)误w柱要打正、打直，且保證液壓?jiǎn)误w柱達(dá)到設(shè)計(jì)的壓力值確保支護(hù)有效。

圖2 二次切眼支護(hù)斷面(mm)

3) 大板需緊貼巷道頂板打設(shè)，大板和頂板間接觸不實(shí)處需加墊背板，并用木楔背牢。

4) 在回撤設(shè)備、退綜掘機(jī)需要調(diào)整大板棚時(shí)，要盡可能快速恢復(fù)至巷道原支護(hù)要求。

3 施工順序

開(kāi)口處加強(qiáng)支護(hù)—施工一次切眼—一次切眼支護(hù)—貫通處補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)—架設(shè)第一排單體柱大板棚—退綜掘機(jī)—施工二次切眼—二次切眼支護(hù)—架設(shè)第二排單體柱大板棚。

4 應(yīng)用效果

通過(guò)在1209工作面切眼內(nèi)每30 m 巷道頂板正中布置一個(gè)DLY型頂板離層指示儀，以及在1209工作面切眼巷道中部安裝一組錨桿(索)測(cè)力計(jì)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)和數(shù)據(jù)分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化不明顯。證明大斷面切眼二次掘進(jìn)成巷支護(hù)技術(shù)有效控制了工作面煤墻的圍巖松動(dòng)范圍，二次掘進(jìn)成巷支護(hù)技術(shù)在大斷面切眼施工中有效可行。

5 結(jié) 語(yǔ)

大斷面切眼支護(hù)一直以來(lái)是困擾掘進(jìn)施工的一個(gè)難題，1209工作面切眼二次掘進(jìn)成巷支護(hù)技術(shù)的成功應(yīng)用，證明錨網(wǎng)梁槽鋼使得松軟的煤、巖形成承載梁，提高了巷道圍巖強(qiáng)度，單體柱大板棚對(duì)巷道頂板圍巖再進(jìn)行一次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，有效控制了大斷面巷道頂板下沉，為綜采工作面安裝創(chuàng)造了有利條件，可以在大斷面切眼掘進(jìn)施工中推廣使用。