锚网+工字钢棚联合支护过陷落柱的施工技术研究

韩红强

（潞安集团漳村煤矿， 山西 长治 046000）

1 工程概述

1303 工作面属于首采工作面，开采3 号煤层，其厚度为7.5 m。在1303 工作面胶带巷西侧是矿井井田边界，而相应的东侧是回采区域以及相应的工作面分巷。其中巷道设计长度为2 050 m，当在巷道掘进到深度为647 m 时，依据现场超前钻探的实际以及相应的瞬变电磁勘探显示的数据发现，在其前30m位置会出现DX7陷落柱，其长轴轴线为N85°W，相应的平面形态类似于椭圆形，其中长轴长度直径达到72.6 m，短轴直径达到41.4 m。由于受到DX7陷落柱限制，掘进巷道长度仅仅为52 m，相应的正常的涌水量可以达到5 m3/h，而最大涌水量可以达到30 m3/h。通过分析发现，1303 胶带巷原支护选用锚网梁索支护的形式实现支撑。巷道支护的断面选用矩形，其中巷道宽度达到5.2 m，巷道高度达到3.2 m。

2 过陷落柱支护方案

在DX7陷落柱的制约下，1303 工作面选用的支护方式已经不能达到安全生产的需要，为此笔者选择DX7陷落柱区段以及相应的前后5 m 范围内，选用锚网以及对应的工字钢棚联合实现支护保护，将原先的巷道断面设置为梯形断面，其中参数为：顶宽、底宽、巷高、掘进断面积对应的参数为：4.6 m、5.774 m、3.33 m、17.273 m3。当已经通过DX7陷落柱之后，假如对应的巷道顶帮已出现好转的现象，那么可以选用原来的支护方式。

2.1 临时支护

当1303 胶带巷通过陷落柱的过程中，可以选用专用的工字卡把工字钢棚固定在工字钢棚上面，同时需要安装防片帮，这样才可以起到临时支护的作用。

1）窜前探梁。在实施临时支护的过程中，通常把前探梁管移动到窝头位置，同时选用工字钢棚专用卡固定支护，与此同时把前探梁尾部防滑沟设置在顶网位置[1-2]。

2）安设防片帮装置。当已经完成前探梁的固定，可以把丁字形钢管挂在前探梁U 型槽内，这时可以选用木板横置于L 形挂钩上，其参数为4 500 mm×200 mm×30 mm。最后可以通过调整钢管的位置，以此来防片帮板和悬挂垂直。

2.2 锚网支护设计

2.2.1 顶部锚杆（索）支护

1303 胶带巷在通过陷落柱的过程中，所采用的支护形式为左旋无纵筋螺纹钢锚杆，型号为MS-GLW-335/20×2400。其中的锚杆间距设定为850 mm×800 mm，每一排设置6 根，处于中间的四根锚杆与顶板设置为垂直关系，而相应靠近巷帮的顶角锚杆角度可以设置为10°，金属网以及钢筋托梁[3]。对于锚杆而言，可以选用如下两种固剂进行加固：2360 锚固剂、MSZ2360 锚固剂，数量各一支。在垂直于巷道顶板方向可以进行搭设槽钢锚索，其相应的锚索间以及排距为1 800 mm×800 mm，所选用的锚索规格为SKL19-1/1 860 L-7300。对于锚索而言，可以选用如下固剂进行加固：锚固剂、2360 锚固剂、MSZ2360 锚固剂，数量分别为3、1、2。

2.2.2 帮部锚杆支护

对于帮部锚杆支护而言，通常在巷道两帮位置选用MS-GLW-335/20×2 000 左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间、排距分别为900 mm、800 mm。每一排设置4 根，在两帮部顶角锚杆与水平位置之间的角度为10°，在帮部位置设置金属网以及相应的钢筋托梁，同时选用1 支锚固剂进行锚固[4]。

2.3 工字钢棚支护

完成安装锚网之后，可以搭建工字钢棚。其中工字钢选用11 号，4.6 m 的钢梁以及相应的3.26 m 工字钢腿，此外棚距设置为800 mm。

1）对于工字钢棚而言，通常选用刹杆和背板进行配合，同时需要做到背板牢靠[5]。

2）可以在工字钢棚帮顶位置两端梁头、两帮距棚腿下端进行撑杆，其具体参数位置为250 mm、1 910 mm，同时在帮顶安置刹杆，在棚腿位置垫鞋板。

3）对于工字钢棚梁上的设置而言，距离梁头位置400 m 处设置两个拉杆，在棚腿下端1 635 m 位置设置一个栏杆。另外，在距离梁头位置1 300 mm处设置两个防倒器，在棚腿下端1 170 mm 位置，每两架棚1 组（4 道防倒器）。

4）在工字钢棚棚腿位置通常需要设置护腿锚杆，同时护腿锚杆和卡兰进行配合，这样可以起到固定棚腿的作用。在护腿锚杆与巷道底板之间的900 m位置可以设置1 组锚杆，本研究选用左旋无纵筋螺纹钢锚杆，型号为MSGWL335/20×2000，同时锚杆需要选用MSZ2360 锚固剂进行锚固，见图1。

3 施工顺序

安全检查→割煤→出矸→退综掘机→敲帮问顶→移前探梁→搭设工作台→锚网支护→工字钢棚支护。

4 支护效果

通过支护改造之后的工程实践发现，当1303 胶带巷陷落柱之后，在分析离层仪观测数据的基础上，以及对内邻近DX7陷落柱布置的锚杆（索）测力计数据分析发现，此位置的巷道变形比较小，顶板离层不明显。由此可以看出，锚网与工字钢棚支护在经过陷落柱之后能够满足工程的需要。

5 结语

图1 1303 胶带巷过DX7 陷落柱支护示意（mm）

通过分析1303 胶带巷过DX7陷落柱工作过程发现，由于陷落柱诱发围岩出现破碎以及在顶板管理方面难度系数比较大，因此对其进行有效地改造。首先借助锚网对围岩进行加固，从而能够使得围岩变成一个整体，这样当遇到动压时，能够充分发挥工字钢棚承压能力。经过改造不仅可以有效地增强巷道的强度，而且能够为今后矿井快速安全通过陷落柱提供有效保障。