关于松软围岩掘进新型支护技术的研究

许加强

摘要：针对淮北矿区地质煤层、断层围岩松软，支护困难问题，通过对围岩破坏机理的分析，确定一套双锚带喷网新型支护技术。本文分析了巷道围岩破坏机理和新型技术的作用原理，介绍掘进施工选材和施工方法以及新型支护的技术效果和经济效益。

关键词：巷道掘进支护 新型支护技术效果分析

一、巷道地质概况

3105机巷自设F按a=203°41′方位角施工，先按照3‰上坡施工21.42m，再按照8°上山施工69.58m（平距），最后按照15°上山施工18m（平距）后揭煤，接着跟煤施工937m（平距）与3101切眼贯通。

井下及四邻采掘情况。3105工作面为31采区第五采掘工作面，北靠东翼回风大巷、东翼皮带大巷、东翼轨道大巷。南至DF34断层。东临DF35断层和3107工作面。西临DF34、DF33和3103工作面。

3105工作面处于DF35、DF34和DF33所夹持的断块内，因此不排除该三条断层的伴生断层及其分支摆入工作面的可能，煤（岩）层总体呈单斜构造，走向近东西，倾向北东。煤（岩）层倾角3～13°，平均为8°，靠近断层附近煤层倾角逐渐增大。受断层影响煤层产状会有较大变化。

二、施工方案质量要求

（一）质量要求

a、（切割后）巷道成型达到帮直、顶平、欠挖不超过100mm（煤锚预留除外），局部超挖不大于150mm，由于层理、节理发育造成局部超挖，每循环不超过两处。

b、岩层不应有明显的切割台阶，切割后煤矸块度、堆积便于运输。

（二）巷道支护

（1）、3105機巷采用“锚带网索梁”支护，梯形断面，巷宽×中高（中顶至底板）= 4800×3000mm；巷道选用M24 L=2400mm等高强螺纹钢锚杆，机巷锚杆间、排距为800×800mm，每两排锚杆用一套锚索梁进行补强，钢绞线规格为ф17.8mm L=6200mm，锚索梁为L=4000mm的11#矿用工字钢，锚索间排距1600×1600mm。

⑵、临时支护

a、端面临时支护：端面采用挂网方式，并满足以下要求：

①、材料规格

挂网材料采用钢丝绳编织网、尼龙绳编织网或钢筋网，网孔为120mm，网形状与巷道断面一致。

②、支护参数

防护网覆盖距底板1.0m以上所有裸露煤岩壁。距底板1.0-1.3m位置处必须采用横梁压网，横梁采用型钢梁、锚索、钢带、钢筋梯子梁（钢筋直径不小于10mm）等，横梁距巷帮不大于500mm，每根横梁生根点不少于3个。巷道净高大于3.2m时，采取两道横梁压网，间距不大于1.3m，大断面巷道每道横梁可采用两根对接方式。防护网采用两片对接时，对接处必须联紧联牢，不留空隙。网周边必须牢固生根，生根点间距不大于600mm，网周边采用金属骨架时，周边生根点间距不大于1.0m。采用一道横梁时，网中部生根点不少于3个，并在断面内均匀布置。生根采用铁楔或倒楔式锚杆，深度岩巷不小于600mm，煤巷不小于1000mm，网与生根铁楔或锚杆牢固联结。煤岩壁易片时，生根点必须加深。

③、操作要求

综掘成型后，先敲帮问顶，打好顶板临时支护，锚杆支护打好顶板锚杆，再挂端面防护网。挂网自上而下进行，拆网自下而上进行。挂网和拆网前，必须敲帮问顶，消除片帮隐患。放炮联线时，自下而上与拆网同步进行。拆除后距迎头端面3m内不得有人从事与端面防护无关的作业。挂网不得出现破损现象，破损必须及时补联或更换。上山施工巷道端面采用锚网临时支护方式时，锚杆间排距不大于1.0m，距巷道轮廓线不大于500mm，锚杆长度不小于1.8m。

b、顶板临时支护

采用带帽点柱护顶，并满足以下要求：

①、点柱采用外注式液压单体支柱，帽规格500mm×200mm×50mm，钢筋网网孔不大于120mm。

②、支护参数：带帽点柱间排距不大于1.5m，帽沿距端面不大于500mm，大断面巷道点柱高度不大于2.5m，单体液压支柱必须正规有劲，并采取防倒措施。

③、操作要求

综掘成型后，先敲帮问顶，及时支设点柱，点柱由外向里逐排打设，点柱上带帽，顶板不平需加垫木楔，无法打在实底上要穿鞋（铁鞋或垫木料）。柱帽应避开锚杆眼位置。点柱打好后，由外向里打好顶板锚杆，再挂好迎头端面防护网，再打巷帮临时支护。顶板锚杆必须打到拱基位置处。

④、顶板临时支护补充规定，综掘成型后找净浮矸危岩，人员站在支护完好的巷道内采用长度不小于2.2m的钎子在山墙上打不低于0.3m深的橛子眼，采用3.0m长、直径30mm的圆钢配合钢筋网进行临时护顶，圆钢一端插入山墙顶板深度不小于0.3m，另一端必须采用双股8#铁丝固定在已支护巷道的钢筋网上（每根不少于2个固定点），护顶圆钢数量不少于6个，间距0.8m-1.2m。护顶圆钢安装好后及时打设点柱，顶部锚杆安装紧固合格后方可拆除护顶圆钢及点柱。

c、巷帮临时支护

采用挂网打横梁方式护帮，并满足以下要求：

①、材料规格：钢筋网网孔直径为120mm，横梁采用直径不小20mm的锚杆、圆钢或钢管等。

②、支护参数

每帮横梁不少于2根，巷帮高度大于2m时，不少于3根。横梁一端生根在支护锚杆或钢筋网上，固定点不少于2个，端面打眼生根时，眼深不小于500mm。最上部1根横梁距顶板或距顶锚杆不大于锚杆间距，最下部1根距底板不大于1.0m，钢筋网与横梁用双股10#铁丝或专用卡子固定。

③、操作要求

巷帮煤岩壁裸露高度大于1.5m，必须及时打帮锚杆，否则必须挂网防护。帮锚杆自上而下施工，帮锚杆滞后迎头不大于一个锚杆排距。打横梁自上而下进行，横梁必须压网固定。

④、帮部临时支护补充规定，顶板永久支护结束迎头货出净，采用3.0m长圆钢配合钢筋网作为临时护帮，每帮圆钢不少于2根，巷帮高度大于2m时，不少于3根。圆钢一端生根在支护锚杆或金属网上，固定点不少于2个，端面打眼生根时，眼深不小200mm。最上部1根圆钢距上排锚杆不大于锚杆间距，最下部1根距底板不大于1.5m，金属网与圆钢用双股10#铁丝或专用卡子固定。待巷帮支护结束后拆除护帮圆钢。

（3）、永久支护 ：

①、支护形式：3105机巷及切眼导硐均采用“锚带网索梁”支护。

②、支护材料：

M4型钢带、金属菱形网、锚杆、树脂锚固剂、锚索、11#矿用工字钢。

④、支护断面图

⑤、质量要求 ：

a、锚杆锚固力：顶≮80KN，帮≮60KN；锚杆螺母拧紧力矩：顶≮300N·m、帮≮200N·m。

b、宽度中线到任何一帮的间距允许偏0～+100mm；高度允许偏差0～+100mm。

c、锚杆安装：顶、帮每根锚杆配2卷Z2550型树脂锚固剂，托盘紧贴岩面；安装牢固无松动；M型钢带铺设偏斜≯100mm，网铺设紧贴壁面，搭接间距100mm。

d、锚杆间距按钢带眼位布置施工。锚杆间排距800mm×800mm，允许偏差-100～+100mm。

e、锚杆角度：符合设计要求，与顶夹角不小于75°。锚杆外露：露出螺母10～50mm。

f、每根长4000mm的11#矿用工字钢梁沿巷道倾向布置在巷道顶板，每根钢梁上安装3根锚索，锚索规格采用φ17.8×6200mm钢绞线，间排距1600×1600mm，每根锚索每根锚索3卷Z2550型树脂锚固剂，锚索托盘规格为300×300×10mm；锚索预紧力≮100kN，锚固力≮200kN；锚索外露长度≯300mm。

参考文献：

【1】 王殿国，关于松软围岩掘进新型支护技术的研究，《科技探索》2013年08期

【2】刘军动，极软煤层复合顶板回采巷道锚杆支护研究，《煤炭科技》2013年12期

【3】浦宝国，松软易碎煤层巷道掘进围岩变形特性及控制技术研究， 《安徽理工大学学报》2015年11期