兴阜煤矿锚杆+网+钢带+锚索联合支护技术在复合煤层掘进的应用

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【摘 要】 根据兴阜煤矿地质条件的特点，应用锚杆+网+钢带+锚索联合支护技术，对复合煤层巷道进行支护应用，结果表明联合支护有效地控制了巷道的变形，为以后的支护工作总结了有益的经验。

【关键词】 软岩 锚杆 网 锚索 联合支护

为了解决兴阜煤矿231区在复合煤层掘进施工顶板支护的难题，在231区运输巷施工中，利用了加强锚索配合锚杆、网、钢带联合支护技术。锚索施工简便，灵活，时间短，效率高，费用低，可以和多种支护形成相结合，取得较好的支护效果。

1 地质概况

231区运输巷在太下煤层中，沿煤层底板施工。太下煤层结构比较复杂，三个自然分层，（即太下一、二、三层）时分时合，但总体上是靠北侧逐渐合层，合层时煤层最厚达26.57m，分层时煤厚最薄为8.45m，太下煤层属于复合煤层，其夹矸层数最多可达十多层夹矸，夹矸层最薄为0.1m，最厚可达6.4m，夹矸岩性多为粉砂岩或泥质砂岩，是层状结构。其伪顶为泥质砂岩，厚度0.2m～0.6m，直接顶为泥质粉砂岩或泥质砂岩，厚度为2.0～4.5米，老顶为砂岩，局部含烁岩：底板为砂质泥岩层或粉砂岩。

2 设计与施工

2.1 支护设计

231区运输巷设计为矩形，巷道宽4.8m，高3.2m，采用锚杆+网+钢带+锚索联合支护。

顶板和两帮锚杆选用直径22mm，长度2400mm，左旋无纵筋矿用螺纹钢锚杆，使用CKa2350型树脂锚固剂卷1根端头锚固，锚杆间排距为750*800（mm）。锚杆均打入钢带制框内。锚杆托盘规格为150*150*8（mm）的蝶形托盘。

金属网是12#热镀锌低碳钢丝机械编制的菱形网，网孔角度均匀一致，规格为1800*5000，网孔尺寸为60*60（mm），网片搭接长度为200（mm）。

钢带为直径12（mm）普通热轧光圆钢筋焊制而成，规格为70*2400（mm）。

锚索为直径17.8mm，长10000mm的钢绞线，使用Z2375型树脂锚固剂卷两根端头锚固，锚索的间排距为1000*2400（mm），即在每3排锚杆中布置1排锚索，每排布置5根，中间三根垂直于顶板安设，靠两帮侧的锚索各距巷道帮0.4m，与顶板成75°夹角向巷道帮侧倾斜安设。锚索托盘为200*200*100（mm）蝶形托盘。

2.2 锚杆、锚索的施工要求

（1）打孔要求：按照设计的锚杆、锚索眼位确定钻机位置，孔位施工横纵偏差不允许大于30mm，孔径均为28mm，钻孔深度达到设计孔深，眼孔施工完要进行清理，保证孔内干净、以确保锚杆、锚索安装到位。（2）锚杆、锚索安装：锚杆、锚索安装前，要检查钻孔的质量，要用锚杆、锚索在其孔内试送一遍，检查完全合格后，方可将锚固剂按设计数量送入孔中，而后用锚杆或锚索将锚固剂顶到钻孔底部并迅速搅拌，待锚固剂全部凝固后，按照锚杆、锚索安装其托盘及锚具。（3）预紧力（预应力）的施工：当锚固剂达到一定强度要求后，一般等待8min后，锚固剂完全固化后进行其紧固工作。锚杆使用风动工具配合扭矩放大器紧固，预紧力；顶锚杆必须达到60KN，帮锚杆达到40KN。锚索使用液压张拉千斤顶紧固，开泵进行张拉时，要认真观看泵的压力表读数，读数必须达到30mpa（125KN），符合预应力要求方可停止张拉。若千斤顶行程不够，应迅速回程，然后继续张拉，直到设计达到要求。（4）锚杆、锚索的外露要求：锚杆、锚索紧固达到预应力要求后，其各自的外露长度必须符合《规范》要求。锚杆外露长度为10～40（mm），锚索外露长度为150～250mm。

2.3 安全管理

（1）锚杆、锚索钻孔必须保证施工质量，钻孔直径、锚杆、锚索直径和树脂药卷直径要合理匹配，确保锚固效果；钻孔直径与锚杆杆体直径之差为6～8mm，钻孔直径与树脂药卷直径之差为4-8mm。（2）锚杆必须使用左旋无纵筋矿用螺纹钢锚杆，杆体直线度≤2mm/m。（3）锚索锚固段必须焊一股1.2米长的12#的铁线缠绕上，以提高搅拌及锚固效果。（4）锚固剂必须质量合格，锚杆使用超快药卷，锚索使用中速药卷，严禁混用。（5）施工循环进度为1.6米，每循环打两排锚杆，排距0.8m，最大控顶距为1.8米。锚索距工作面最大距离不许超高5.0米。遇顶板破碎或压力增大区域缩小循环进度到0.8m，锚索距工作面最大距离不能超过2.0米，其排距缩小到1.6米。（6）帮顶锚杆及顶锚索打注安装必须成排成线，确保支护整体性的效果。（7）做好小班锚杆、锚索预紧力（预应力）检测工作，每小班帮、顶锚杆各抽样一组3根进行检测；锚索每天以每10根为一组，每组抽检一根。（8）做好锚杆，锚索锚固力监测工作。锚杆锚固力检测抽样率为3%每300根，帮、顶杆抽样一组（9根）进行检查。顶锚杆锚固力为150KN，帮锚杆锚固力为100KN；锚索锚固力每百米巷道检测5根，锚固力为38Mpa（300KN）。（9）生产科负责锚杆、锚索支护监测管理工作，建立检测管理记录，正常情况下每三天上报一次，出现异常情况，及时上报。

3 技术对策及效果分析

（1）采用锚杆+网+钢带+锚索联合支护，以加强在复合顶板的浅部顶处先构建组合梁与加固作用，保证锚杆锚索的锚固力在顶板岩层内的连续传播的有效锚固。（2）及时支护为了防止复合顶板离层、破碎而造成顶板冒漏，尽可能提高锚杆锚索的外锚强度，进而加强顶板支护的整体性。（3）复合顶板参考按照静压软岩顶板，合理确定锚杆、锚索支护间排距，计算出锚杆锚索的锚固长度，保证支护密度及强度的要求。（4）根据锚杆、锚索的抗拉变形能力匹配需要，合理确定锚杆锚索的预紧力值（预应力）。（5）对巷道变形情况进行了建站观测，观测结果表明，采用锚杆+网+钢带联合支护，巷道收敛变形不明显，达到了预期的效果。

4 结语

锚杆+网+钢带+锚索联合支护技术在复合顶板巷道施工中的运用成功，即节省材料，降低劳动强度又减少人员投入及成本，产生了较好的经济效益，为兴阜煤矿今后在复合煤层中掘进施工提供了良好的技术实践依据。