石门过“三软”煤层交岔点支护选型

王战胜

（贵州盘江精煤股份有限公司 贵州 盘县 553536）

1 矿井概况

金佳矿井设计生产能力180万t/a，是贵州盘江精煤公司的主力矿井之一。9号煤层为“三软”煤层，石门在煤层段变形速度较快，给后续回采巷道开口及维修施工造成了很大的难度。加之9号煤层属自燃发火煤层，由于矿压显现，极易在煤层地段形成无数裂缝，长时间缓慢供氧，易导致煤层自燃发火。为了解决支得住，对石门过9号煤层岔口段进行联合支护技术。

2 联合支护方案确定

2.1 巷道采用原有支护形式、变形状态

支护方式为29号金属U型钢棚，棚距0.6m，半圆拱型断面，下净宽5.2m，净中高3.7m，腿窝深度250mm，架间使用Φ16mm的圆钢加工的金属拉杆。矿井为两翼向采区中央开采，因动压原因导致＋1810运输石门变形，制约了矿井安全生产。反复修复了多次都没有找到合理有效的支护方式，特别是过9号煤层地段，巷道变形尤为明显。巷道有效利用周期不足两年。9号煤层段巷道变形主要表现是断面缩小不规则，支架梁腿扭曲变形甚至折断，小范围漏煤（矸），裂缝大范围延深，帮顶岩石失稳。

2.2 联合支护方案确定

+1810运输石门9号煤层段采用过锚网喷、锚网＋金属U型棚联合支护、金属U型棚支护的几种支护形式均没有解决支得住的难题，我们在总结过去多种支护方式的基础上，确定进行多种支护相统一结合的方式，即巷道刷大后先进行锚网（主动支护）→架设金属棚→在金属棚与锚网之间浇灌砼→在砼的下方使用锚杆、锚索补强。

第一步为锚网索主动支护。锚杆间排距600×600mm，锚索间排距1200×1200mm，采用锚索配合补强。第二步在石门内满足回采巷道宽度要求时，与中心线垂直方向各架设29号U钢金属棚对棚。第三步在工字钢骨架上铺设金属网和席子，浇灌砼，全部充填严实，二次主动支护。第四步砼达到保养期后，在每组工字钢的中间打入Ф26mm，8m长锚索，用锚索和托盘把工字钢拉紧，相应减小工字钢的跨度,同时进行补强。

2.3 支护参数选择

1）顶、帮采用Ф20mm，长2400mm等强全螺纹锚杆，锚杆间排距600mm×600mm，全长锚固，使用自加工加力扳手紧固锚杆螺母。第一次主动支护。2）29#U型钢支架：下净宽5200mm,净中高3700mm，搭接长度400mm，卡缆间距150mm，三副卡缆。对棚中心距400mm，对棚净空长度5200mm。3）工字钢梁：11＃号工字钢加工，长度6400mm，对梁布置，梁间中心距200mm，组间距800mm。4）钢筋网：使用Ф6.5mm钢筋加工的钢筋网，尺寸为长度×宽＝2000×1000mm，网格100×100mm，作为铺设席子浇铸砼的骨架。5）席子：在钢筋网上铺设竹席，竹席为长×宽＝2000×1000mm，厚度3mm。6）砼：厚度300mm（超高宽部分全部充严实），强度C20，用喷浆机作为送料设备进行充填，确保顶板与砼密切接触，第二次主动支护。7）补强锚索：在砼达到保养期后，用Ф26mm，长度8m的锚索布置在对梁中间，排距800mm，间距1000mm，使用6只树脂锚固剂端头锚固，并用厚12mm、长×宽＝350×350mm托盘托住对梁，预紧力30MPa，对11＃号工字钢梁进行补强，第三次主动支护。

3 施工工艺过程

刷大顶帮至要求尺寸→打顶、帮锚杆孔，打顶部锚索孔→挂钢筋网→安装顶、帮全螺纹等强锚杆及锚索并上紧托盘→分别架设29＃金属U型钢对棚两组→在对棚上安装11＃号工字钢梁（成对安装）→在工字钢梁上铺设钢筋网→在钢筋网上铺设竹席→浇铸砼→砼养护→在成对工字钢梁中间打锚索眼→安装锚索。

4 支护效果

采用锚杆＋锚索＋金属棚＋工字钢梁＋浇砼＋锚索联合支护体系在+1810运输石门9号煤层岔口段支护中取得了技术上的突破，给石门过“三软”煤层提供了技术支撑。1)施工时的安全。石门过“三软”煤层地段巷道修复,采用联合支护的方式，实现主动支护,且有利于施工安全。2)有效封堵。采用砼对岔口顶板进行全部充填，防止了漏风，大大降低了煤层缓慢氧化的过程。3)利于回采巷道开口。“三软”煤层岔口预留，利于以后回采巷道开口。4)岔口稳定性。“三软”煤层岔口联合支护，为多种主动支护形式，提高了支护强度。这种支护形式已经七年，通过巷道矿压观测，两帮移近量及顶板下沉量只有10mm左右。

5 经济效益及安全可靠性

+1810运输石门过9号煤层岔口采用联合支护每米成本9438元，采用29U型钢可缩支架预先架设再拆除，最后再架设抬棚每米成本7536元。虽然从每米成本看高于联合支护，经济效益不明显，但从长远性分析，原有支护方式巷道不足两年就要修复一次，联合支护如今已经七年未曾维修，维修周期已经延长了五年之多，增长了修复周期，经济效益明显，同时相应降低了安全风险。