B090305锚网梯+锚索联合支护在软岩大跨度切眼中的应用.doc

锚、网、梯+锚索联合支护在软岩大跨度切眼中的应用 李 浩 [川煤集团达竹煤电集团公司，四川 达竹 63500] 摘 要 介绍在软岩、破碎顶板、不稳定岩层、大跨度切眼施工中锚、网、梯+锚索联合支护的参数选择、施工工艺、主要技术措施及现场监测。实践表明，达到了预期支护的效果，为同类条件下的巷道顶板控制积累了宝贵经验。 关键词 软岩 破碎顶板 大跨度 切眼 锚杆、网、梯+锚索 联合支护 ----------------------------------------------------------------------- 1 问题的提出 川煤集团达竹铁山南煤矿年能力为35kt/a。矿井以爆破式采煤为主，工作面切眼宽度一般为2.0m，采用单体液压支柱或金属摩擦支柱支护，其间排距为1000×1000（mm）。近年来，随着采煤工艺的更新，矿井机械化水平的不断提高，该矿决定在矿井西翼4012K26煤层工作面采用综合机械化开采。为满足安装综采支架的需要，工作面切眼宽度设计为6.0～7.0m。由于巷道跨度大、且顶板岩石松软、破碎，放炮后极易垮落，常规的支护方式已不能满足安全生产的需要，该类条件下顶板支护的安全性已成为制约矿井安全生产的瓶颈。为此，决定采用锚、网、梯+锚索方式进行联合支护。 2 地质概况 铁山南煤矿西翼K26煤层位于上三叠系须家河组第六段第四带，为复合煤层，煤层较稳定，顶底板以泥岩或砂质泥岩为主，仅少许顶板为砂质泥岩及铝土质泥岩，个别顶板为细砂岩，顶板岩层松软、破碎，节理、裂隙极其发育，岩石常呈块状垮落，属不稳定顶板。煤层厚度1.5～3.2m，平均2.35m，倾角为26～45°。煤层地质状况如图1所示。 图1 西翼K26煤层柱状图 3 支护参数 由于4012K26切眼位于大倾角煤层，顶板岩石十分松软、破碎，稳定性极差，常常在放炮后便离层呈块状垮落，加之切眼跨度达6.0～7.0m，导致切眼施工及安全管理十分困难，为确保开切眼在施工及上支架期间的安全使用，对巷道顶板岩石受力性质进行了分析，并在支护理论指导下进行设计计算，确定了支护技术参数。 3.1 顶板支护参数 顶板采用锚、网、梯子梁+锚索联合支护。顶板支护形式如图2所示。 图2 西翼K26煤层切眼顶板支护示意图 锚杆为直径18mm、长1800mm的高强度左旋无纵筋螺纹锚杆，间排距为700×700(mm)，用1卷K2350型树脂锚固剂卷锚固。蝶状托盘规格为150×150×8（mm）。用10#冷拔丝制成经纬金属网，规格为2000×1800（mm），网孔50×50（mm），网间压茬长度不小于100mm，每隔200mm用14#铁丝联网，托盘压紧金属网并紧贴岩面。钢筋梯用两根12#钢筋中间加强筋焊接而成，长5400mm，钢筋梯置于金属网下，经走向布置，固定于锚索上。锚杆锚固力要求不小于120kN，锚杆预紧力矩为不小于100N?m。 锚索为直径15.24mm、长分别为5.8m和10.2m的高强度低松施钢绞线，两种长度的锚索呈间隔布置，间排距为3000×2500（mm），用3卷K2350型树脂锚固剂卷锚固。外托盘为长500mm 的18#槽钢。锚索的破断荷载为260kN，锚固力要求不小于240kN，预紧力要求不小于100～120kN。锚索外露长度为150～200mm。 3.2 巷帮支护参数 巷帮采用锚、网支护。锚杆为直径18mm、长1800mm的高强度左旋无纵筋螺纹锚杆，间排距为800×800(mm)，用1卷K2350型树脂锚固剂卷锚固。蝶状托盘规格为150×150×8（mm）。用10#冷拔丝制成经纬金属网，规格为2000×1800（mm），网孔50×50（mm），网间压茬长度不小于100mm，每隔200mm用14#铁丝联网，托盘压紧金属网并紧贴岩面。锚杆锚固力要求不小于120kN，锚杆预紧力矩为不小于100N?m。 4 施工工艺及监测 4.1 施工工具 钻顶板孔采用MQT–130型气动锚杆钻机，配备B19型中空钻杆和直径27mm的双翼钻头。 4.2 施工工艺 钻眼爆破→打临时支柱→钻顶板锚杆孔→安装顶板锚杆→铺金属网→上托盘→出煤→钻顶板锚索孔→锚索安装→挂钢筋梯→上托盘→钻帮锚杆孔→安装帮锚杆→铺设金属网→上托盘。 4.3 主要技术措施 ① 4012K26综采工作面切眼设计为矩形断面，宽6.5～7.0m，平均高2.35m，采用分次成巷的作业方式，运用导硐施工法，先小断面掘进，然后扩刷。即先从运输巷向上掘宽2.0m、高1.5m的常规开切眼至回风巷，形成通风系统，然后从上向下逐段扩刷至切眼设计宽度。 ② 为方便施工，施工时对于煤厚高于1.5m的部分，采用分层施工，待开切眼形成，切眼顶板支护完毕的条件下沿切眼从上向下起底煤至煤层底板。 ③ 由于矿井西翼系瓦斯异常区，为防止扩巷时顶板垮落形成