冲击地压煤巷掘进锚网索支护技术优化及应用

2016-12-23张松军

中国煤炭工业 2016年8期

文/张松军

文/张松军

为进一步探讨锚网索支护技术在冲击地压煤巷掘进中的适用性，河南大有能源股份有限公司跃进煤矿在25020工作面下巷掘进过程中，探索应用锚网索无架棚支护方式，并分别针对间排距、锚杆(索)规格、锚杆预紧力、锚索张拉力、锚杆(索)锚固力等支护参数进行设计优化，获得了理想的支护效果，对冲击地压煤巷锚围岩控制具有一定参考意义。

一、综采工作面概况

25020综采工作面位于-200水平25采区西翼上部位置，区域主要为杜村沟槐树林丘陵，地面标高+476m～+556m，25020下巷标高-323m，采深799～879m。西面是22区东翼未开采区域，南面是已采工作面与-200水平22区东翼未采区域，东面以25区下山西侧保护煤柱作为分界线，北面属于-200水平西翼运输大巷南侧的保护煤柱。

二、锚网支护参数优化及实施方案

1．优化掘进支护方式

（1）25020工作面最初选择下巷掘进支护模式，通过优化，选择锚网索+2.8m规格液压+2.5m规格36U圆弧拱棚进行复合型支护模式，锚杆间排距采用800mm× 800mm规格，锚索间排距采用1600mm×1600mm规格，36U圆弧拱棚的棚距采用800mm规格，巷道中心设计净高4043mm，净面积约19m2，腰线距底板1500mm，腰线处净宽5200mm。净断面如下图所示。

（2）针对顶板稳定区域，选择锚网索联合钢带、钢筋梯以及2.8m规格液压走向抬棚的混合支护，采用700mm×800mm的锚杆间排距规格，相应的锚索间排距选择1600mm×1600mm的规格，整个巷道中心的净高为4000mm，净下宽为6500mm。

2.优化锚网支护参数

（1）巷顶锚杆支护参数：巷顶位置选择两块长2800mm、宽900mm的钢筋网与一条异型钢带，该钢筋网选择6.5mm直径的钢筋进行焊接，采用700mm×800mm规格的锚杆间排距；巷顶位置的锚杆选择Φ22×2400mm规格的左旋普通螺纹钢锚杆；锚固方法，选择树脂加长锚固方式，对应的长度为1.1m；锚杆的预警扭矩必须在300 N·m以上，相应的施加时间则需要在10min内完成。

锚网+36U圆弧拱棚+顺巷液压抬棚支护断面图

（2）巷顶锚索支护参数及要求：选择1600mm×1600mm规格的锚索间排距，分别在每一排的锚索中打注4根Φ21.6mm＋1×19股锚索；锚索托盘选择双块长320mm、宽250mm的废旧U型钢大托盘，采用十字的模式进行叠加安装；锚索的初始张拉需要保持在250KN以上。

（3）巷道下帮支护参数及要求：巷道下帮选择双层菱形金属网+3.8m长钢筋梯的模式，采用800mm×800mm规格的锚杆间排距；在下帮位置打注5根Φ22× 2400mm左旋普通螺纹钢锚杆；每一根锚杆分别配套选择“一短一长”模式的锚固剂。

（4）巷道上帮支护参数及要求：巷道上帮位置选择单层菱形金属网+4.6m长钢筋梯的模式，同样采用800mm×800mm规格的锚杆间排距；在上帮位置打注6根Φ22× 2400mm左旋普通螺纹钢锚杆。

三、掘进临时支护管理

1．巷道掘进的前探梁临时支护需要选择4m长π型钢梁（3根），每一根π型钢梁都需要采用3个卡扣来进行固定处理，各个π型钢梁并排轴线间距之间必须保持均匀与平行，同时需要在π型钢梁上方位置背设方木，且需要进行钢筋网接顶处理，以此避免顶板出现掉渣现象。

2．顶板进行稳定时，每一次循环掘尺为1.6m；顶板进行破碎时，每一次循环掘尺为0.8m。

四、锚网支护巷道离层监测

1．在对锚网支护巷道进行离层监测时，分别在50m的间隔距离位置安装机械式YHDW150型顶板离层仪，当离层仪距离掘进工作面50m范围的情况下，应当每日进行一次观测，其余的离层仪至少需要每周进行一次观测。

2．针对顶板离层指示仪而言，强硬的浅基点需要在锚杆端进行固定，深度控制位3000mm，而深基点应当在8000mm进行固定。同时，需要针对顶板离层所观测的读数进行分析，并且需要与企业技术标准进行比较，倘若其已经超过标准的临界值，则需要及时选择锚网+5.2m规格36U圆弧拱棚+2.8m规格液压走向抬棚进行支护处理。

3．据观测分析（顶板下沉量观测数据见下表），离层仪安装以后的10d以内，3米浅基点位置的下沉量低于5mm/d，而8米深基点的下沉量则高于5mm/d，这个位置遭遇构造带，需要优化支护方法；离层仪安装以后的50d以内：3米浅基点位置的下沉量低于3mm/d，而8米深基点的下沉量也低于3mm/d。