联合支护技术在大断面切眼中的应用

杨云拴

摘 要：以华胜公司3102工作面大断面切眼为例，介绍了联合支护在大断面切眼支护技术的应用，以期为日后的相关工作提供参考和借鉴。

关键词：大断面；切眼；联合支护；煤矿

中图分类号：TD353+.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.127

在各煤矿企业大力整合资源、关小扩大、淘汰落后产能，加快大型煤产地和现代化大型矿企的建设，推广“一井一面两掘”技术的大背景下，煤矿井下的机械化程度越来越高，工作面设备日趋大型化、大功率化、重型化。为了满足设备的使用要求，回采工作面的切眼断面也要不断扩大。在这种情况下，传统的支护方式已经不能满足大断面支护技术的需要，而锚杆、锚索、锚网联合支护属于主动支护，它们的支护强度大、施工容易、支护成本低，能够有效解决大断面切眼的支护问题。现以华胜公司一盘区3102工作面为例介绍相关情况。

1 工程地质概况

3102回采工作面走向长度为1 580 m，倾斜长度175 m，采高2.2 m。该工作面位于井田中部，煤层倾角2°～8°，煤层厚度为2.2 m，工作面距2#煤层底板的平均厚度为4 m。2#煤层采用的是原地方小煤窑房柱式采煤法，层间小且上覆煤层局部采空。

2 切眼支护设计

3102工作面切眼支护如图1所示。

图1 3102工作面切眼支护示意图

2.1 切眼断面设计

根据3102综采工作面机电设备配套尺寸和设备安装技术的要求，3102工作面切眼设计长度为182 m，切眼毛宽6.2 m，毛高2.6 m，掘进断面16.9 m?，净宽6.0 m，净高2.5 m，净断面15 m?，断面为矩形，沿煤层顶板掘进。

2.2 锚杆支护设计

2.2.1 确定支护参数的依据

在具体工作中，可根据以下2点确定支护参数：①临近工作面类似巷道现有支护状况和地质条件；②现有大断面锚杆支护技术成果和工程实践经验。

2.2.2 设计原则

锚杆支护的设计原则有3点：①一次支护原则。锚杆应尽量一次支护，避免二次或多次支护。因为这样能有效控制围岩变形。②“三高一低”原则。即高强度、高刚度、高可靠性和低支护密度原则。③低成本、高效益原则。在保证巷道支护要求和安全的前提下，在技术可行、施工可操作的条件下，做到经济、合理，有利于降低巷道支护的综合成本。

2.2.3 锚杆支护设计方案

切眼垂直于3102运输巷和3102回风巷布置，长182 m，矩形断面，毛宽6.2 m，毛高2.6 m，掘进毛断面为16.12 m2，净断面为15 m2，采用“锚杆+锚索+W形钢带+冷拔丝网”的联合支护形式。

2.2.3.1 顶部支护形式

顶部支护采用“锚杆+锚索+钢筋网+W形钢带”的支护形式。锚杆为φ20×2 200 mm，间距0.8 m，排距0.8 m，每排8根，两帮锚杆距帮200 mm，共需2 500根；托盘150 mm×150 mm×12 mm，共需2 500个。锚索为φ17.8×7 500 mm，间距1.6 m，排距0.8 m，共需660根；托盘250 mm×250 mm×16 mm，共需660个。钢筋网的规格为1 000 mm×2 000 mm。

2.2.3.2 两帮支护形式

左帮采用“铁锚杆+塑料网”的支护形式，排距0.8 m，间距0.9 m；右帮采用“玻璃锚杆+塑料网”的支护形式，排距0.8 m，间距0.9 m。

在整个支护过程中，如果无法打入6.5 m的锚索，则采用木棚。木棚为φ200～250 mm的优质松木，梁长6.0 m，腿长2.5 m，棚距0.8 m，搭接处用拔钉锁住。

针对个别区域的采空情况，采取“锚杆+锚索（短锚索）+钢筋网+W形钢带+木点柱”的支护形式。

3 矿压观测和支护结果分析

已确定的3102锚杆联合支护方案实施后，对3102切眼进行矿压监测。在切眼开口处安装一个观测点，以后每隔30 m安装一个观测点，每个点安装一套离层指示仪和离层仪观察牌版。离层仪深部为7 m，浅部为3 m，在距工作面100 m的范围内每天观测，而100 m以外的位置，7 d观测一次。通过一段时间的观测发现，切眼中部和煤柱下方位移量比较大，两端逐渐减缓。由于3#煤层埋藏较浅，顶板岩层比较稳定，所以，其深部位移量最大为16 mm，浅部位移量最大为6.5 mm。

通过观测未发现顶板有较大的变化，锚杆、锚索也没有破损的情况。补强支护的木点柱受压后未出现裂纹，木点柱起到了补强支护的作用。

4 结论

锚杆、锚网、锚索联合支护作为一种主动支护方式，具有支护及时、支护强度高、支护成本低等特点，所以，它被广泛应用于巷道掘进中，特别是现代化矿井大断面的施工中。与采用“锚网+木棚”支护方式的3101工作面相比，3102工作面采用的支护方式大大提高了掘进速度，提高了支护强度，节约了支护成本。总之，这种支护方式为我公司层间距薄、采用煤柱式采煤法的2#煤层提供了良好的支护方式。

参考文献

[1]吴再生，刘禄生.井巷工程[M].北京：煤炭工业出版社，2005.

[2]张荣立，何国纬，李铎.采矿工程设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003.

〔编辑：白洁〕