浅谈锚网(索)喷在011205工作面回风巷中的应用

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摘要： 通过对金凤煤矿011205工作面回风巷现场顶板长期观测，本巷采用锚网索喷联合支护比较成功，减少巷道维修率，取得了较好的经济效果。

Abstract： Through the observation of Jinfeng coal mine 011205 working face return airway site roof， the lane is more successful to adopt anchor net（cable） combined supporting， reduce the rate of roadway maintenance， has achieved good economic results.

关键词： 沿底板半煤岩；锚网（索）喷联合支护；应用

Key words： half coal rock along the bottom；anchor net（cable） combined supporting；application

中图分类号：U455.7+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0098-02

0 引言

从金凤煤矿所施工的18煤和12煤巷道来看，巷道在掘进或回采过程中，出现过巷道局部顶板下沉量大，顶帮破碎；巷道的维修率比较高，合理的采用锚网索喷联合支护，确保安全生产。

1 地质概况

011205工作面回风巷顶板为粉砂岩厚约19.36m，浅灰色，厚层状，粉砂状结构，含炭屑丰富，少量的植化石，脉状层理，夹煤透镜体，局部夹薄层细砂岩，半坚硬，与下伏煤层明显接触；煤厚约1.63m，黑色，块状，暗煤，半暗型，沥青光泽，断口平坦，半坚硬；直接底为细砂岩：厚约1.97m，灰白色，中厚层状，细粒砂状结构，以石英和长石为主，含炭屑白云母等，胶结致密，坚硬，与下伏地层明显接触；老底分别为粉砂岩、泥岩、粉砂岩，粉砂岩：厚约1.58m，浅灰色，中厚层状，粉砂状结构，含炭屑，炭屑富集层面，水平纹理，半坚硬，与下伏地层明显接触；泥岩：厚约0.61m，灰褐色，薄层状，泥质结构，含少量炭屑，松软，与下部岩层过度接触；粉砂岩：厚约1.91m，浅灰色，中厚层状，粉砂状结构，含植物茎叶化石丰富，平行层理，半坚硬。

2 支护参数设计

2.1 巷道断面 根据安装和生产工作面支架的相关要求，同时对巷道变形等因素进行考虑，按照巷道设计，圆弧拱型断面的净宽、净高、圆弧拱高、墙高分别为4.8m、3.46m、1.96m和1.7m。

2.2 支护材料

2.2.1 锚杆 该巷道拱部肩窝及肩窝以上均采用左旋无纵筋螺纹钢锚杆，其规格为？准20×2200mm，配套使用一块铁托板，规格为150mm×150mm×10mm；两帮墙部及拱部肩窝以下均采用？准20×1600mm的玻璃钢锚杆。

2.2.2 锚索 该巷道采用？准17.8×5300mm预应力钢绞线，每排2根，配以300mm×300mm×16mm的蝶形铁托板。锚索在这里主要作用有两方面：其一是将锚杆支护形式的预应力承载结构与深部围岩相连，提高预应力结构的稳定性，同时充分调动深部围岩的承载能力，使更大范围内的岩体共同承载；其二是锚索施加较大的预紧力，给围岩提供压应力，与锚杆形成的压应力区组合成骨架网状结构，主动支护围岩，保持其完整性。

2.2.3 树脂药卷 螺纹钢锚杆每根锚杆充填2节ZMS23/70型树脂药卷，玻璃钢锚杆每根锚杆充填1节ZMS23/70和1节ZMS23/35型树脂药卷；每根锚索充填4节Z23/70型树脂药卷。

2.2.4 钢筋网 从回采侧拱部煤岩接触面以上300mm开始挂钢筋网，钢筋网由？准6.5mm圆钢焊制，网格规格为150×150mm，网片规格：5000×1050mm。钢筋网与钢筋网之间对接且逢扣必联，联网采用14#铅丝双股相联，拧紧程度不小于三扣。对接部分应尽量用锚杆托盘压实。

2.2.5 木托板 两帮墙部不挂网，采用木托板，木托板规格为400×200×50mm，并配套使用一块蝶形玻璃钢托盘，其规格为D=125mm。

2.3 支护参数

2.3.1 顶部支护 锚索间排距2000mm×2400mm，呈矩形布置；锚杆间排距800mm×800mm，呈矩形布置；锚索预应力不小于100KN（35MPa），锚固力不小于200KN（70MPa）；锚杆锚固力不小于50KN（10MPa）。

2.3.2 两帮支护 帮部锚杆间排距为800mm×800mm，呈矩形布置。

2.4 喷射水泥砂浆 拱部喷射水泥砂浆，喷射厚度为50mm，水泥标号为42.5，配合比为水泥：砂子：水=1：5.19：0.89（体积比）。按照水泥重量的4%～5%掺入速凝剂，喷淋水区时，速凝剂掺入量可适当加大，在喷浆机入料口均匀洒入速凝剂。为了提高围岩的强度，需要加固与防止风化作用，在一定程度上防止因水和风化作用的影响，进而导致围岩遭到破坏与剥落。对围岩应力状态进行改善，通过喷射砂浆，填平围岩表面凹凸不平处，消除因围岩面不平造成的压力集中现象，在一定程度上避免集中应力过大造成围岩破坏。

3 施工技术及保障措施

3.1 施工顺序 综掘机掘进——出渣——临时支护— —铺钢筋网——安装拱部锚杆及锚索——上托盘——拧紧螺母及索具。该巷道按中线沿煤层底板破底500mm施工，采用左右往复循环进刀方式进行施工。由左侧开始掘进，两侧刷帮，最后满足断面的设计要求。

3.2 锚杆安装工艺

3.2.1 打锚杆眼 打眼施工前，根据中线对巷道断面的规格进行严格检查，如果不符合作业规程要求需要进行处理；为了确保施工的安全性，打眼前需要进行敲帮问顶，对顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩等进行仔细检查，确认安全后开始工作，锚杆眼的位置要准确，眼位误差控制在100mm。在深度方面，锚杆眼与锚杆长度相互匹配，误差控制在50mm，打眼时需要在钻杆上做好标记，按照锚杆的长度打眼，在眼深方面，拱部锚杆、帮部锚杆分别为2.15m和1.55m，打好锚杆眼后，清理干净眼内的煤（岩）渣、积水等。打眼时，需要在前探梁的掩护下进行操作。按照由外向里、先拱部后帮的顺序依次进行打眼。钻孔在达到设计要求后，停止风动锚杆机的钻进，同时对钻杆进行来回反复抽拉，清理干净孔内的煤（岩）粉尘。

3.2.2 锚杆安装 ①清理干净眼孔内煤岩粉（用钻杆来回抽动清眼）后，进行锚杆安装，进而确保锚固剂与锚杆眼壁之间接触良好。②先将锚杆窜入铁托板中，在锚杆眼孔内依次放入树脂药卷，为了缓缓将树脂药卷送入眼底，需要用锚杆斜切端头顶在树脂药卷后端，再将螺纹钢锚杆拧入连接套中最后将锚杆钻机卡在连接套上，启动锚杆钻机边旋转边将锚杆推入眼底，要求旋转搅拌时间为15-20s不宜太长、太短。保持3min锚杆钻机推力，临时固定锚杆杆体，搅拌后的树脂药卷保证充分凝固，在树脂凝固前防止锚杆下滑，锚杆推入眼底3min后取下连接套，等15min后再将螺帽用锚杆机逐个拧紧上牢，并保证螺杆出扣不小于2～4扣，铁托板要求压在钢筋上紧贴岩面。通过拧紧螺帽进而给锚杆一定的预紧力，拧紧力矩不小于140N·M。

3.2.3 锚杆安装质量 ①锚杆锚固力不小于50KN（10MPa）。②锚杆间排距：误差为-100mm～+100mm。③锚杆布置：锚杆应与井巷轮廓线切线或与层理面、节理面裂隙面垂直，最小不应小于75°。④锚杆托盘：需要贴紧巷壁，通过锚杆机或力矩板手将其拧紧，直到拧不动为止，露出螺母的锚杆长度为10～40mm。⑤检测锚杆的抗拔力。如果锚固力不符合要求，需要进行重新补设，进而防止顶板下沉。

3.3 锚索的安装工艺

3.3.1 安装 ①使用MQT-130/3.0C气动锚杆钻机配合直径Φ28mm合金钢钻头和长短节杆对接使用打设锚索眼。钻出锚索孔后，必须试插钢绞线。如果插入存在一定的困难，需要重新套眼或者换位进行重钻，进而确保锚索达到设计锚固长度。②锚索锚固段的水、淤泥等利用棉纱擦干净。③利用专用的搅拌驱动器对锚索下端进行处理，为了确保锚固剂全部进入眼底，需要2人配合用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻孔。④在锚杆专机上插入专用的搅拌器，边推进边搅拌，搅拌时间控制在20-30s。⑤3min后，装上托盘锚具同时紧贴岩面。⑥树脂锚固剂凝固1h后使用张拉千斤顶张拉锚索达到设计预紧力后（张紧器压力表显示100KN（35Mpa））退出千斤顶，压紧、压实、铁托板必须紧贴钢筋网；卸下张拉油缸。

3.3.2 技术要求 ①锚索距离迎头不大于5m，如若顶板破碎时，锚索距离迎头不大于2.4m。②孔深误差控制在±50mm。③搅拌锚索过程中，不能停顿。④张拉过程中，如果发现锚索锚固不合格，需要在其附近补打合格的锚索。⑤锚索露出锁具长度为150～200mm，剪掉超过部分，超过400mm必须进行重新补打。

4 监测巷道

为了对支护的施工质量进行检验，以及对支护效果进行验证，对支护参数的合理性进行科学地评价，进而对锚杆锚索在煤岩中的受力状况或煤岩的变化信息进行反映，加大对顶板的观测力度，每隔100m安设一个顶板离层指示仪，在掘进过程中每隔7天监测一次。目前巷道顶板基本趋于稳定，但局部未喷浆段有顶板破碎现象。

5 应注意的问题

①必须严格控制循环进度，一个循环后必须及时进行支护，严禁空顶作业。②锚杆体的直径和孔径要相互匹配。③打眼前处理好钻机的水密封，避免夹钎子。④锚索眼的深度必须打入老顶1米以上。

6 结论

011205工作面回风巷采用锚索锚网喷联合支护现已施工1400m，获得效果表明，只要选择合理的技术参数，才能保证巷道支护效果，达到设计要求，减少巷道的维修率，节约劳动量及材料。

参考文献：

[1]徐广慧.综采沿空留巷联合支护技术[J].中小企业管理与科技（上半月），2008（03）.

[2]杜四平，王星星.联合支护巷修技术在大断面巷道牛鼻子交岔点的应用[J].价值工程，2012（23）.

[3]侯朝炯，勾攀峰.巷道锚杆支护围岩强度强化机理研究[J]. 岩石力学与工程学报，2000（03）.