全煤巷道锚杆支护应注意的问题

2017-11-21冯福现

成功 2017年6期

关键词：钢带断层锚杆

冯福现

平顶山天安煤业九矿有限责任公司河南平顶山 467044

全煤巷道锚杆支护应注意的问题

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平顶山天安煤业九矿有限责任公司河南平顶山 467044

锚杆支护密度对支护系统的可靠性至关重要，合理支护密度应以保证安全为前提，并以最低的支护成本达到所要求的支护效果，不能认为支护密度越大越好。不能为降低支护成本，随意增大锚杆支护间、排距，则达不到支护强度，造成顶板冒落事故，所以必须确定合理支护密度。

全煤巷；道锚杆支护；注意问题

一、全煤巷道锚杆支护

从全煤巷道锚杆支护看，掘进期间围岩较稳定，但是在服务期间，特别是在回采期间，巷道围岩(煤体)变形较大，顶板及两帮表面煤体发生破碎。在每排锚杆之间由于压力作用出现大煤兜，但有锚杆及钢筋框架位置变形较小，这说明有锚杆及钢筋框架位置支护阻力高，控制了围岩变形量。在断层、复杂地质条件地点，每排锚杆之间由于金属网支护强度低，当巷道顶、帮压力大时，不能达到维护围岩强度，围岩发生变形较大，在此类地质条件下，应提高支护密度，缩小锚杆支护间距、排距，将锚杆支护间距、排距设计为0.6m为宜，并且在施工中要将金属网贴紧顶、帮，拉紧固牢，以增大支护刚度及强度，控制围岩变形。锚杆支护间距、排距可按下列经验公式计算:D≤0.25Lm式中:D锚杆支护间排距(m)；L一锚杆长度。

二、锚固形式选择及锚固效果

全煤巷道锚杆支护使用的锚固剂一般采用树脂锚固剂，比快速水泥锚固效果好，安全可靠，设计锚固力可以得到保证，操作方便，有利于快速掘进。一般锚固形式有全长锚固、加长锚固、端头锚固三种。全煤巷道锚杆支护不宜选择加长锚固、端头锚固，应选择全长锚固。因为全煤巷道锚固的顶板及巷道两帮均为煤体，其强度及整体性、稳定性低于岩石易破碎，使用全长锚固后顶板的整体性得以加强，有利于防止顶板层间的相互错动或离层，而且使锚杆不易失效，顶板的整体性和稳定性得到提高。由于全长锚固使锚杆全长都和围岩产生较强的粘结，所以在锚固范围内任意一点发生离层和变形时都能有效地提供锚固力，提高支护系统刚度，控制围岩变形。采用全长锚固，使锚杆沿钻孔的全部长度范围内的围岩都受到变形约束，限制离层现象发生，特别是顶板浅部围岩离层能得到较好的控制，而保持顶板围岩的稳定性。施工中还应注意锚固效果问题，一是要达到设计锚固力，二是要达到实际锚固长度，才能有效地控制巷道围岩变形，特别是能控制巷道表面围岩变形。

三、巷道规格、质量问题

煤矿巷道规格、质量是煤矿生产管理的重要工作，是煤矿实现安全生产、文明生产的前提，是关系到能否安全生产关键问题。特别是在锚杆支护中显得尤为重要，施工全煤巷道锚杆支护，要求掘出的巷道断面规格符合设计要求，严禁超高、超宽，并且要求掘出的巷道顶板平整、煤壁平直，才能使钢带、锚杆、金属网、钢筋架合理布置，达到最佳支护效果，这是煤巷锚杆支护最基础、最关键的问题。

四、锚杆长度、托盘选择

从经济上来说，锚杆越长，锚杆本身的材料费用也越高。但从整个锚杆支护系统来说，锚杆长度不能过短，过短就使整个锚杆加固围岩强化圈的厚度过小，强度低，不利于围岩的稳定。锚杆长度选择对巷道变形影响较大。全煤巷道锚杆支护实践表明，使用全长锚固全煤巷道时，锚杆长度增加时，围岩变形量相对变小，支护效果是明显的。因此在全煤巷道锚杆支护中要比相同地质条件下的岩石顶板锚杆长18%左右为宜。锚杆托盘较岩层支护适当大些，一般为150×150×6mm钢板。

五、锚杆安装

支护工艺巷道掘出断面后要及时对暴露顶板进行支护，采取快速施工，快速安装锚杆。安装锚杆采取搅拌树脂，上托盘，拧紧螺母，一次完成。并且支护到迎头，不空顶，以减少顶板离层或下沉。安装钢带、金属网、钢筋框架、托盘时要紧贴顶板及巷道两帮，拉紧固牢，以增大支护刚度和支护阻力，并且使用力矩扳手检查螺母紧固性，以保证支护效果。在地质条件复杂、断层、软煤地段必须采用锚杆与锚索联合支护形式，并且锚索锚固深度达到老顶岩石位置。

六、全煤巷道己16-17-22061风巷试验分析

（一）己16-17-22061风巷地质情况

己16-17-22061采面位于己二下延采区西翼，东起采区皮带下山，西至井田边界，上部为已回采的己15-22060采面，下部无采掘活动。

根据已开采的己15-22060采面及钻孔资料分析，煤层厚度在4.5～5.5m之间，平均5.0m。煤层倾角东陡西缓,倾角16°～25°，平均21°，赋存不稳定。（见下表）

该工作风巷相邻边庄逆断层，受断层的影响，工作面次生断层较多，隐伏小断层发育，且工作面煤层赋存不稳定，煤层倾角、厚度及走向坡度变化较大。结合己15-22060采面中的无煤带及附近钻孔资料分析，在工作面风巷里段预计煤层赋存不稳，断层会给掘进施工带来一定影响。

（二）巷道支护设计

该巷道设计为梯形，支护方式：锚网索+W钢带（顶）+W钢带（帮）或护帮板支护；

（1）净宽：4600mm，中线至两帮误差：0～100mm；

净高：3300mm（中心处），允许误差：0～100mm。（2）锚杆间排距：800×800mm，误差-100～100mm。（3）锚杆角度：与巷道轮廓线或岩面夹角≥75°。

（4）金属网铺设平整、紧贴岩面，网间压接≥100mm，每200mm用12#以上铁丝扎接一道。

（6）锚杆外露长度：10～40mm。

（7）锚索成矩形布置，间排距：1600×1600mm，偏差-100～100mm。

（9）锚索外露长度：安装后锁头以下150～250mm。

（10）顶板末端和巷帮上末端锚杆上下垂直距离不超过300mm。

（11）巷道两帮使用护帮板或者W钢带进行支护加固，护板规格：400×300mm，钢带规格长×宽×厚=4600/2000×275×4mm。

（三）通过全煤巷道锚杆支护实践、分析和总结

①全煤巷道锚杆支护要结合不同地质条件，确定技术上可行，经济上合理的锚杆支护密度；②选择全长锚固形式，它可以沿锚杆体全长都使围岩和杆体产生较强的粘结，所以对锚固范围内任意一点发生离层和变形都能有效地提供锚固力，而保持顶板围岩稳定性；③全煤巷道锚杆支护要求掘出的巷道顶板平整，煤壁平直，才能使锚杆、钢带、金属网、钢筋框架等合理布置，达到最佳支护效果；④锚杆长度对控制巷道围岩变形影响较大，锚杆过短加固围岩强化圈的厚度过小，不利于巷道围岩稳定，过长则材料费用大，全煤巷道锚杆长度较岩层长18%左右为宜；⑤全煤巷道要求锚杆支护及时，快速施工、快速安装、且支护到迎头，不空顶；⑥全煤巷道锚杆支护施工期间要进行锚杆锚固力、拉拔力测试，并且对顶板进行日常监测，确保巷道支护稳定性。总之，不断总结经验、掌握不同地质条件下锚杆支护参数和施工工艺、巷道压力显现规律，才能使全煤巷道锚杆支护技术不断完善，全煤巷道锚杆支护得到广泛应用。