某矿3-7081顺槽支护方式

武　翀

(山西省长治经坊煤业有限公司)



某矿3-7081顺槽支护方式

武翀

(山西省长治经坊煤业有限公司)

通过对某矿3-7081顺槽地面概况、井下位置、四邻采掘情况、巷道布置以及所在煤层顶底板、地质构造情况进行了详细分析，确定了3-7081顺槽临时支护、永久支护、特殊支护、加强支护方案及支护参数。实践表明：通过优化支护参数，合理安排了生产工序，保证了施工安全，可供类似矿山参考。

顺槽支护支护方案支护参数

某矿3-7081顺槽巷道位于西坟上村西北侧，青龙沟村东南侧，地面无构筑物和河流。3-7081顺槽巷道东侧邻近3-7082顺槽(未掘)，西侧邻近八采区回风巷(已掘)，南侧立交与西二轨道、运输巷，与西二回风巷相通，北侧邻近保安煤柱。该工作面所掘煤层属沁水煤田3#煤层，为二叠系下统山西组，煤层赋存稳定、煤质变异小、属贫瘦煤，煤层平均厚6.25m，煤层倾角1°～ 3°，普氏硬度系数为1.5。该煤层直接顶为砂质泥岩，厚3.99m，基本顶为中粒砂岩，厚3.33m，直接底为砂质泥岩，厚6.50m，基本底为中粒砂岩，厚1.00m。3-7081顺槽3#煤层总体向西北倾斜，局部坡度变化不大，煤层亦无较大变化，水文地质类型中等。该工作面掘进至-508.7m处会遇见F7-15断层，该断层落差2.7m，走向N30°W，倾角75°；掘进至-733.5m处会遇到F8-20断层，该断层落差3m，走向N89°W,倾角75°。受上述断层影响，3-7081顺槽工作面掘进时局部地段围岩较破碎，并伴有断层裂隙水。依据采区工作面设计，3-7081顺槽巷道为矩形断面，净宽5m，净高3m，沿3#煤层底板掘进, 坡度1°～ 3°，开口处坐标(X、Y、Z)3 996 267.868 1，19 681 054.492 5，574.031m，掘进方位角268°13′23″。为确保该矿3-7081顺槽巷道安全生产，本研究对该顺槽巷道支护方案及支护参数进行分析。

1　临时支护

1.1支护形式

采用ZLJ-5.5机载临时支护装置配合2根直径3寸钢管作为前探梁，每根前探梁分别用2个卡环固定于机载临时支护装置的顶梁上，前探梁用背板接顶，背紧背牢(背板采用优质松木，规格为4 300mm×350mm×50mm)，木板长度需满足临时支护要求。临时支护距工作面煤壁300mm，距工作面两侧煤壁350mm。前探梁采用直径3寸，长3.5m、厚度不小于5mm的钢管制作。卡环采用厚为10mm的钢板制作，固定于机载临时支护装置的顶梁两侧。

1.2支护工艺、工序及要求

掘进机割出(或爆破)一个循环进度后，将掘进机退出迎头往外2m，使截割头落地，闭锁截割部电机，断开掘进机的电源开关和磁力启动器的隔离开关，严禁非专职司机操作掘进机。带班长应站立于有效支护的安全区用长度不小于2.5m的工具处理干净顶帮的活矸(煤)，并进行敲帮问顶。确保无问题后，作业人员站立于有效支护的安全区挂联两片顶网。顶网挂联完毕后，将顶钢带连同顶网、木板放置于机载临时支护装置的2根前探梁上方，并固定牢固，并由综掘机司机操作机载临时支护装置，使顶梁接顶，且具有一定的初撑力。当掘进机司机操作液压控制手柄升降前探梁时，截割头及铲板附近严禁站人。发现顶板压力大、顶板离层、顶板有响声时，应立即停止作业，撤出工作面所有人员，待顶板稳定后，由外至内加强信号柱支护后方可继续作业。当顶板严重不平、巷道开口无法使用前探梁时，须使用2根戴帽点柱进行临时支护。掘进工作面须配备的备用支护材料为10根长4.8m、直径0.16m和20根长3m、直径0.16m的圆木，备用支护材料距工作面迎头不宜大于200m(图1)。

2　永久支护

3-7081顺槽支护方式为锚杆+钢带+网+锚索。打锚杆时须遵循“由外向里、先顶后帮、先中间后两边”的支护工序。

图1　3-7081顺槽临时支护示意

(1)锚杆。顶、帮锚杆均采用φ22mm、长2 400mm的无纵筋左旋螺纹钢金属锚杆，间排距均为800mm。顶锚杆预紧力矩不小于320N·m(且不大于500N·m)，锚固力为150kN。帮锚杆预紧力矩不小于320N·m(且不大于500N·m),锚固力为100kN。锚杆外露长度为10～40mm。

(2)锚索。采用φ22mm、长9 000mm的19股高强度低松弛预应力钢绞线，锚索布置方式为双排布置，每排2根，锚索间距2 400mm，排距1 600mm。锚固长度为1 550mm，预应力不小于150kN，锚固力为300kN。锚索外露长度为锁具以外150～250mm。在开口、交叉点、近切眼处应增加2～3根锚索。每掘进50m探一次老顶距离，根据地质条件调整锚索长度。

(3)树脂锚固剂。顶锚杆采用MSK2335和MSZ2360型各一支，两帮锚杆采用MSZ2360型一支，锚索采用MSK2335型一支、MSZ2360型2支。

(4)金属网规格。金属网使用10#铁丝制作的经纬金属网，网格为50mm×50mm。金属网之间长边搭接100mm，短边搭接200mm，联网时用16#铅丝双丝双扣、双边双联、孔孔相联，须连接牢固，确保联网质量。

(5)绝缘网参数。单根拉断力大于2 400N，拉断伸长率小于25%，拉伸强度大于180MPa，上、下表面电阻值均小于1.0×109Ω。巷道每掘进50m，全断面铺设一排绝缘网，联网要求与金属网一致。

(6)钢带。钢带采用φ14mm圆钢制作，顶钢带规格4 700mm×60mm(长×宽)，帮钢带规格2 800mm×60mm(长×宽)。

(7)托板。锚杆托板采用规格为150mm×150mm×10mm(长×宽×高)的拱形高强度金属托板，配合球形垫和减阻尼龙垫圈，托板拱高应大于36mm，承载能力不小于230kN；锚索托板采用规格为250mm×250mm×20mm(长×宽×高)的金属托板，锁具型号为KM22。锚杆、锚索托板须紧贴巷壁。

3　特殊支护

当3-7081顺槽巷道穿越断层、陷落柱及围岩破碎带时，应及时缩短锚索间排距，采用锚网+木棚联合支护方式。选用直径不小于160mm的圆木分3段搭接制作木棚，搭接长度不小于450mm，木棚与巷帮之间用背板接帮，背紧背牢。为确保结合紧密，在梁棚接口处与顶帮围岩之间用4个角楔楔紧，以便承受该处较大的挤压力。木棚排距800mm，围岩较破碎时，可根据实际情况缩短木棚排距。

4　加强支护

3-7081顺槽加强支护采用打点柱的形式，点柱采用直径不小于160mm的圆木，每掘进10m在皮带机尾后支设一根点柱。顶部垫一块规格为300mm×500mm×100mm(长×宽×高)的木质垫板。打点柱时应确保上部木板紧贴顶板，下部柱底应打在硬底上、打稳打实，如遇底板破碎须“穿鞋”，柱鞋规格为300mm×300mm×100mm(长×宽×高)。若局部压力增大，导致出现支柱受挤压、变形、弯曲、柱体开裂等现象时，应及时采取措施，加强该段支护(表1、图2)。如遇特殊地质情况造成工作面围岩破碎，应及时采用五花眼或排距为800mm的平行支护方式布置锚索。

表1　3-7081顺槽加强支护材料及规格

图2　3-7081顺槽加强支护施工断面

5　结　语

分别对某矿3-7081顺槽临时支护、永久支护、特殊支护、加强支护方案进行了分析，并对各方案对应的支护参数进行了详细讨论，对于类似矿山有一定的参考价值。

2016-04-12)

武翀(1989—)，男，助理工程师，047100 山西省长治县韩店镇新建路115号。