綜采切眼大斷面一次成巷支護(hù)技術(shù)與應(yīng)用

摘 要：切眼大斷面一次成巷支護(hù)技術(shù)，本文總結(jié)了大斷面成巷掘進(jìn)工藝及頂板支護(hù)技術(shù)的先進(jìn)做法及成功經(jīng)驗(yàn)。

　　平煤集團(tuán)天力公司吳寨礦于 2009 年采煤工作面正式上綜采設(shè)備。根據(jù)設(shè)備配套要求：切眼支護(hù)、安裝和輸送機(jī)、采煤機(jī)鋪設(shè)的順序，從而使采面的切眼斷面達(dá)到：寬 × 高＝5400×2400mm 的要求。斷面一次成巷關(guān)鍵是板控制頂板技術(shù)和掘進(jìn)工藝。

一、工作面概況

  　 綜采面位于西翼己—采區(qū)己 15 煤層，走向長1000m，工作面傾斜長198m,煤厚在1.8～2.0m，平均煤厚1.9m煤層傾角 6°～ 10°，平均傾角 8°。偽頂為 100-300mm 厚的頁巖，直接頂為沙質(zhì)泥巖，其堅(jiān)固性系數(shù) 3-4，巖層層理節(jié)理間隙發(fā)育，易片狀剝落，直接頂上部有 2m 厚的砂巖，堅(jiān)固系數(shù)為 4-5，底板為泥巖，單向抗壓強(qiáng)系數(shù)為 15.3N ／pa。巷道圍巖分類為Ⅳ類，屬不穩(wěn)定圍巖。

二、切眼施工工藝

1、掘進(jìn)工藝

　　根據(jù)切眼斷面的設(shè)計(jì)和頂?shù)装鍘r性采用一次成巷技術(shù)。采用 EBZ-160 型掘進(jìn)機(jī)及配套設(shè)備施工，使用 EBZ-160 型掘進(jìn)機(jī)來完成割煤和裝煤。采用木點(diǎn)柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，永久支護(hù)工序，掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)載出煤。具體為，每次掘進(jìn)前司機(jī)操縱掘進(jìn)機(jī)調(diào)整到巷道前進(jìn)方向的中間位置，按照由右向左，由上向下的順序割煤，達(dá)到設(shè)計(jì)斷面要求。所破落巖（煤）經(jīng)刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)載，掘進(jìn)機(jī)搭膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，至運(yùn)輸大巷處的帶式運(yùn)送機(jī)上。掘進(jìn)機(jī)切割一個(gè)循環(huán)后，停機(jī)將切割頭落地，進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，最大掘進(jìn)距為 1.5m. 臨時(shí)支護(hù)采用前探梁兩根，用長達(dá)不小于 3.6m 的輕軌，用三道專用卡子固定在頂梁錨桿上，最后用錨桿機(jī)開始永久支護(hù)工作。頂錨桿緊跟迎頭兩幫錨桿滯后不超過 10m，錨索永久支護(hù)滯后工作面兩頭不得超過 20m. 若頂板破碎錨索不準(zhǔn)滯后，按規(guī)定緊跟迎頭。

2、頂板控制

（1）支護(hù)形式

　　采用“錨網(wǎng)+錨索+鋼筋托梁+金屬網(wǎng)+單體柱”聯(lián)合支護(hù)，支護(hù)材料為頂板采用￠20×2000mm左旋無縱筋樹脂錨桿6根，兩帶采用￠ 18×2000mm 玻璃鋼錨桿，頂板錨桿兩側(cè)巷幫頂錨桿距離為 700mm, 安設(shè)角度向外與垂直方向成 20°角。去其余與頂板垂直布置，采用鋼筋托梁和托板固定，外托盤為拱形，其規(guī)格為：120mm×120mm×8mm。每孔裝三卷錨固劑鋪單層 8# 冷拔絲經(jīng)緯金屬網(wǎng)，網(wǎng)規(guī)格為：5400mm×900mm，網(wǎng)格：40mm×40mm，網(wǎng)搭接為 100mm，錨網(wǎng)梁采用￠ 18mm 的螺紋鋼寬 50mm 長 5400mm. 單體液壓支柱間距為：2000×1000mm。錨索為￠ 15.4×（1×7）鋼絞線長 6200mm，理論破斷力 260KN，采用矩形布置，布置方式為三、三式，一排 3 根，間排距為 1.4×1.4m。每隔兩排打 3 根錨索，施工期間達(dá)到布置錨索條件后，及時(shí)錨索，滯后不超過 20m，錨固方式為端頭錨固，錨固劑型號(hào)為 K2335 全部采用快速。錨長度為

1800mm, 預(yù)緊力為 10t, 錨固力為 20t，如圖 1 所示：

（2）支護(hù)機(jī)理

　　機(jī)掘大斷面成巷后，采用錨桿錨索進(jìn)行支護(hù)頂板短時(shí)暴露尚未下沉或未出現(xiàn)離層時(shí)就及時(shí)安裝上錨桿進(jìn)行懸吊，擠壓加固，保持了淺部頂板的完整性及穩(wěn)定性。錨索支護(hù)彌補(bǔ)了錨桿長度的不足，預(yù)應(yīng)力大，承載能力強(qiáng)，

其實(shí)質(zhì)就是把錨索深入到深部穩(wěn)定巖石中，對被加固的巖體預(yù)先施加應(yīng)力，限制巖體的松動(dòng)變形，從而保持圍巖穩(wěn)定。當(dāng)錨桿支護(hù)形成的壓縮圈厚度小于松動(dòng)圈厚度時(shí)，錨桿支護(hù)的懸吊作用減弱，頂板巖離層脫落。再采用預(yù)應(yīng)力錨索補(bǔ)強(qiáng)加固，錨索長度變大，預(yù)應(yīng)力高，快速承載能力強(qiáng)，形成壓縮圈厚度大，在較大預(yù)應(yīng)力的作用下，把上部穩(wěn)定巖層和下部形成的巖層再組合在一起。每根錨索周圍形成的壓縮區(qū)域彼此重疊在復(fù)合頂板中形成一個(gè)厚度更大的均勻連續(xù)壓縮帶各巖層互相擠壓，層面摩擦大大增強(qiáng)，是復(fù)合頂板形成拱梁，從而有效地提高了頂板的整體性，加強(qiáng)了頂板的自承能力。

三、結(jié)論

   1、在綜采面切眼大斷面一次成巷掘進(jìn)工藝過程中，采用掘進(jìn)機(jī)切割一次成巷。利用錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)形式有效的控制了頂板下沉變形，滿足支護(hù)強(qiáng)度要求，又能保證安裝設(shè)備時(shí)不受支護(hù)影響，切眼大斷面一次成巷支護(hù)技術(shù)，掘進(jìn)速度快，保證采區(qū)采掘接替正常。

   2、從采面切眼施工來看，從巷道開掘到設(shè)備安裝 3 個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，巷道頂板沒有出現(xiàn)下沉和冒頂事故。由此證明 ,采用“錨網(wǎng) + 錨索 + 鋼筋托梁 + 金屬網(wǎng) + 單體柱”聯(lián)合支護(hù)形式規(guī)格、參數(shù)均能滿足?，F(xiàn)有頂板管理要求這種支護(hù)技術(shù)是非常成熟有效的，值得全面地推廣。