综掘锚网索钢带支护巷道改进支护工艺提高单进施工安全管理办法探索

薛文和 江坤

淮南矿业集团谢一矿，安徽 淮南 232052

综掘锚网索钢带支护巷道改进支护工艺提高单进施工安全管理办法探索

薛文和 江坤

淮南矿业集团谢一矿，安徽 淮南 232052

井工开采煤矿综掘锚网索钢带支护的矩形、斜梯形断面巷道，受常规设计思路限制造成交叉作业，单进低且安全威胁大；如采取带牙科工字钢梁配液压单体支柱先进行一期支护，滞后一定距离再按原设计进行二期支护，可有效增大平行作业距离，有利于安全生产和提高综掘单进水平。

带牙科工字钢；综掘机；液压单体；平行作业；交叉作业

引言

现阶段我国很多井工开采煤矿的煤与半煤岩巷道在采用综掘机施工、锚网索钢带支护时，因开采深、地压大、断层多、地质条件复杂、采用水压点柱或木点柱作为临时支护控顶效果差等原因，通常在工作面设计和规程编制时要求小循环进尺，即一个循环不得超过2排，一个循环的进尺通常不超过2m，并规定一循环截割完毕后先采用水压点柱或木点柱进行临时支护，然后立即进行永久锚网索钢带支护。这种施工方式虽然支护及时、控顶效果好，但无法实现掘支平行作业，难以提高单进，通常月进不超过260m；且因多人同时在距离迎头4m范围内交叉作业安全间距小，机具噪音大影响职工沟通和反应速度，机具上的管路多、易缠绕、绊人等诸多问题，安全隐患大。

1 举例

目前锚网索钢带支护的煤与半煤岩巷道，根据煤岩层原生倾角变化设计断面多为斜梯形或矩形。矩形断面切割和施工相对容易，斜梯形断面相对较难，本次以斜梯形断面为切入点进行阐述。现以淮南矿业集团谢一矿5122C13工作面机巷支护设计为例。5122C13工作面机巷标高-720m，地压大，支护设计规定该机巷断面为斜梯形，净宽×净高（中高）=5000mm×2800mm，采用锚网索钢带支护，菱形金属网腰背，小循环进尺，排距800mm，一循环进尺不得超过1600mm，锚索规格：Ф22mm×6300mm，锚杆规格：Ф22mm×2500mm，锚索间排距：2400mm×2400mm（详见图1谢一矿5122C13机巷斜梯形断面图）。

图1 谢一矿5122C13机巷斜梯形断面图

如此从设计源头就造成了交叉作业，单进低且安全威胁大。为了实现掘支平行作业有效提高单进，可尝试采用两端1m带牙刻11#工字钢配液压单体的支护方式紧跟迎头对巷道进行一期支护，滞后迎头40m（以佳木斯厂150A综掘机为参考基准，综掘机本体长9.3m，二运长16m，综掘机切割完毕后维修时距迎头不得小于5m，故合计30.3m。）再进行二期锚网索钢带支护。前40m一期支护方式见图2。

图2

2 施工技术要求

2.1 巷道施工前先下一台炮采（或综采）工作面用液压泵，并将液压管路等配套设施准备齐全。若巷道为工作面上下风巷，若条件允许时，最好直接下工作面回采时选用的液压泵和配套管路系统，既可供掘进使用又可直接供后期回采使用。

2.2 施工时紧跟迎头按照巷道原设计支护排距进行一期支护，一期过顶、腰帮同原设计采用菱形金属网，菱形金属网的长宽、材质，联网、压茬要求与原设计一致，帮部增加粗塘材或半圆木将煤（岩）壁与液压单体接实背上劲。二期支护时顶帮锚网索钢带支护直接对正施工在顶部钢梁中间和帮部单体中间（详见图3）。

图3

2.3 液压泵供压不得小于18MPa，单体液压点柱初伸力不得小于100KN。当巷道底板为软底时要穿铁鞋或木墩，铁鞋规格：300mm×300mm×10mm，木墩规格：300mm×200mm×200mm。所有液压单体都要栓防倒链（绳），防倒链（绳）一端固定在单体上，另一端固定在顶部永久支护或临时支护上，并沿巷道前进方向将每排单体栓上防倒绳，以实现联合防倒。

2.4 施工巷道若为采煤工作面下顺槽，条件允许时，可在掘进期间直接摆上回采时用皮带机，以减少后期拆除掘进用皮带再摆上回采用皮带所浪费的时间和人力物力。

3 存在问题及解决办法

3.1 顶板破碎易掉顶或冒顶时的处理方法：

帮部仍然采用一期支护形式，但顶部采取缩小循环进尺的方式加强顶板管理；若顶板破碎严重或发生冒顶则立即停止一期支护形式，改为二期锚网索钢带支护，钢带紧贴岩面，顶板掉多高就打多高，锚索紧跟迎头，待顶板稳定后再恢复一期支护形式。

3.2 易片帮时的处理方法：

顶部继续采用一期支护形式，但帮部支护由一期支护形式改为二期支护形式，帮部支护滞后迎头不得超过2排；待稳定不片帮后再改为一期支护形式。

3.3 上帮上部二期支护时高度大难施工的处理办法：

方法一：上帮肩窝锚杆眼在出净货时高度达3.8m，可设计上帮采用2根1.9m钢带合1个眼支护。一期支护时在迎头切割完毕有虚货时打上顶板临时支护后用风锤把肩窝眼和第二个眼一起打出来，放入锚固剂后插入锚杆搅拌锚固，等二期支护时再挂上钢带施工上帮其余眼。

方法二：在二期支护时搭脚手架，在脚手架上施工上帮上部眼。

3.4 单体高度问题（以岩层倾角22°为例）：

3.4.1 上帮选4.2m液压单体，下帮选2.2m液压单体，底板松软时必须穿铁鞋或木墩（规格同前）。

3.4.2 若为岩层倾角近水平，则上帮选择3.5m液压单体即可。岩层倾角水平时，巷道净高3m基本可以满足各类设备打运要求，可统一选择3.5m液压单体。

3.5 单体防倒防滑问题：

两端1m带牙科工字钢防滑性能好，每一个单体必须有自带的防倒链（绳），防倒链（绳）挂或拴在顶部临时支护或一期支护上，若工字钢梁上本身带有挂防倒链的眼，可直接挂或拴在工字钢上（此法适用于顶部工字钢梁一帮并列打两个单体时）；钢梁要拴在顶部金属网上，防止单体泄压钢梁掉落。每排单体均须拴防倒绳，增强整体防倒效果，另在顶部工字钢梁两头各200mm处加一道撑木，增加一期顶部支护的整体性。

3.6 链网问题：

因为钢带打在金属网中间，不易实现将菱形金属网（10#铁丝编制）压茬处压在钢带中间的最佳效果，因此必须强化链网要求：排与排间链网间距不大于300mm，采用10#铁丝（或16#铁丝双股）链网。

3.7 临时支护问题：

一循环切割完毕、敲帮问顶完成后，直接用液压单体戴柱帽（500×200×50mm木板）形式进行临时支护，每1.5m2不少于一根，临时支护完成后挂迎脸防护网，然后再上梁进行一期支护。

3.8 上梁问题：

3.8.1 人力上梁：临时支护完成后，可将综掘机停在迎头，炮头落地切断电源和磁力起运器开关后，将木大板（规格：2000mm×200mm×70mm）一端搭在帮部的铁梯上，另一端搭在综掘机上，搭接长度均不得小于200mm并用棕绳或铁丝固定（也可另设计一个易拆易装的脚手架）。人力上梁人员不得小于4人。铺齐顶网后，上梁人员将钢梁举起，一人迅速从钢梁中部打一根单体将钢梁连同链好的顶网打到顶板上，并迅速将此单体的防倒绳（链）另一端固定在前方打好的临时支护上，然后人员再将两帮的单体打齐并拴上防倒绳（链）。此法安全系数低，人员站在梁下举单体，打点柱时不安全，且人力举梁劳动强度大。

3.8.2 综掘机炮头上梁：特制一个上梁架，使用时安设在综掘机炮头上，人力将顶梁抬到上梁架上，启动综掘机抬高炮头将顶梁和顶部链好的金属网顶贴到顶板上后，人员迅速将两帮的单体打齐并拴上防倒绳（链）。此法省人力，但人员需进入综掘机铲板前方在炮头和钢梁侧下方操作，存在一定安全隐患。

3.8.3 使用金属前探梁：金属前探梁采用4!钢管制作，数量2根，长度不得小于3.5m，间距不得小于1m；前探梁卡子每根上不少于两个，最远两个卡子的间距不得小于2m。综掘机切割完毕后，先敲帮问顶找净活矸危岩，用综掘机炮头将顶梁举起，迅速挪移前探梁担住顶梁后综掘机炮头落地，联网过顶，将帮部单体打齐支护好顶板后，联网背帮完成一排一期支护。此法尤其适用于岩层倾角≤8°近水平岩层，安全系数较前两种高。

3.9 综掘机后面二期支护及拆除钢梁够不着顶板问题：

建议采用搭脚手架方式解决，人员戴上保险带后站在脚手架上先回掉上帮和下帮的各一根单体后，再先缓慢回上帮的单体，待钢梁搭到脚手架上后，再回掉下帮单体，人员将钢梁抬下堆放好。拆除钢梁时为防止钢梁滑落，可在钢梁前后两排的顶部永久支护上间栓上棕绳将钢梁拖住。

3.10 锚网索支护参数是否受影响问题：

由图4可以看出受影响程度不大，分别可以通过调整风筒位置和在皮带机不走钩的时候再打受影响的眼的方法解决，局部微调锚杆（索）角度即可。

图4

3.11 综掘机后面帮部施工：

帮部钢带支护在帮部单体未拆除前不需要紧跟顶部钢带支护（但滞后不得超过20m），当拆除时，滞后不得超过4排，如此可将二期施工时顶部支护和帮部支护距离拉开，便于平行作业。

3.12 锚索滞后迎头施工问题：

紧跟一期支护打齐的顶部二期锚杆钢带支护留10m～20m顶梁不拆除，如此可将锚索滞后迎头距离加大至60m，可与打锚杆人员拉开距离，有利于平行作业；同理，局部帮顶受皮带机运行和风筒等影响难打的锚杆眼也可以滞后迎头60m，增加可操作性。

3.13 加强顶板管理的方法：

见图5，在图5所示的四种方法外，还可将方法一、方法二、方法三分别按方法四的方法提前打锚索加固顶板。

图5

4 结语

综掘施工岩层倾角近水平的煤巷或岩巷，设计为矩形或斜梯形断面采用锚网索钢带支护时适用分一期和二期支护。分一期和二期支护可有效增加平行作业空间，即有利于安全生产，又可以提高锚网索钢带支护巷道的综掘单进水平。当宽度4.5m以内，最高帮高度3.2m以内，巷道顶板岩性较好，不易掉顶片帮，构造少的巷道使用效果好，若是矩形断面时更易实施。液压单体作为临时支护的效果远强于水压单体或圆木，可靠性高，综掘施工期间的液压管路，若巷道为回采巷道，巷道施工完毕后还可直接供采煤工作面使用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.10.026

薛文和（1978-）男，汉族，安徽省寿县人，助理工程师，学士学位，现任淮南矿业集团谢一矿综掘队副队长。