锚网(索)+工字钢棚支护过陷落柱施工技术

田俊宝

(潞安集团 司马煤业有限公司，山西 长治 047105)

1 工程基本概述

司马煤业公司1303工作面为三采区首采工作面，开采3号煤层，煤层厚度为7.5 m。1303工作面胶带巷西侧为矿井井田边界, 东侧为1303工作面风巷及1303工作面回采区。巷道设计长度为2 050 m，1303胶带巷掘进至647 m处时，根据现场超前钻探情况分析及瞬变电磁勘探资料数据显示，前方30 m处将会遇到DX7陷落柱，DX7陷落柱长轴走向N85°W，平面形态近于椭圆形，长轴直径约72.6 m，短轴直径约41.4 m。掘进巷道受DX7陷落柱影响长度约52 m。正常涌水量5 m3/h，最大涌水量30 m3/h。

1303胶带巷原支护形式采用锚网梁索支护。巷道断面为矩形，巷宽5.2 m，巷高3.2 m，巷道沿3号煤层底板掘进。

2 过陷落柱支护方案

由于受DX7陷落柱影响，1303胶带巷过陷落柱期间继续采用原支护方案不能满足安全生产要求，因此，决定对DX7陷落柱区段及前后5 m范围内采用锚网(索)+工字钢棚联合支护，巷道断面变更为梯形断面(顶宽4.6 m、底宽5.774 m、巷高3.33 m、掘进断面积17.273 m3)，按-3°腰线施工。 通过DX7陷落柱后，若巷道顶帮条件转好，恢复至原支护方式。

2.1 临时支护

1303胶带巷过陷落柱期间，用工字钢棚专用卡将前探梁固定在工字钢棚上，并安设防片帮装置进行临时支护。

1) 窜前探梁。临时支护需将前探梁管移至窝头位置，重新固定工字钢棚专用卡，并将前探梁尾部防倒滑钩挂在顶网或顶钢带上。

2) 安设防片帮装置。①前探梁固定好后，将“丁”字头钢管挂在前探梁U型槽内，再将4 500 mm×200 mm×30 mm优质木板横置于L型挂钩上；②调整钢管使防片帮板垂直悬挂并紧贴煤壁。

2.2 锚网支护设计

2.2.1 顶部锚杆(索)支护

1303胶带巷过陷落柱期间巷道顶部采用MSGLW-335/20×2400左旋无纵筋螺纹钢锚杆支护。锚杆间排距为850 mm×800 mm，每排6根，靠近巷帮的顶角锚杆安设角度与垂线成10°角(朝向巷外)，中部4根锚杆与顶板垂直。顶铺金属网、上SB-D16-4450-60 mm钢筋托梁；每根锚杆采用1支MS(CKb+Z)2360锚固剂和1支MSZ2360锚固剂加长锚固；垂直巷道顶板走向打设槽钢锚索，锚索间、排距为1 800 mm×800 mm，锚索规格为SKL19-1/1 860 L-7 300，采用1×7股高强度低松驰预应力钢绞线。每根锚索用3支锚固剂、1支MS(CKb+Z)2360锚固剂和2支MSZ2360锚固剂。每2根锚索配套使用1根2 500 mm的16号槽钢为托梁，托梁配套的槽钢垫板尺寸为：120 mm×150 mm×20 mm。

2.2.2 帮部锚杆支护

1303胶带巷过陷落柱期间巷道两帮采用MSGLW-335/20×2 000左旋无纵筋螺纹钢锚杆，锚杆间距900 mm，排距800 mm，每排4根，两帮部顶角锚杆与水平线呈10°(仰角)，其他3根锚杆水平布置。帮部上金属网和SB-D14-2 900-60 mm钢筋托梁，每根锚杆采用1支MSZ2360锚固剂锚固。

2.3 工字钢棚支护

锚网(索)施工完成后，及时架设工字钢棚。使用矿用11号工字钢，4.6 m工字钢梁，3.26 m工字钢腿，棚距800 mm。

1) 工字钢棚采用刹杆配合背板绞顶背帮，且必须背实背严，如上背板处有锚索，必须加垫鞋板将顶背实背牢。

2) 工字钢棚帮顶部距两端梁头250 mm处、两帮距棚腿下端1 910 mm处上撑杆，顶帮上刹杆，棚腿底垫鞋板。

3) 每架工字钢棚棚梁上2道拉杆、分距两端梁头400 mm处，棚腿各上1道拉杆、距棚腿下端1 635 mm处，共安设4道拉杆。

4) 每架工字钢棚棚梁上2道防倒器、分距两端梁头1 300 mm处，棚腿各上1道防倒器、距棚腿上端1 170 mm处，每两架棚1组(4道防倒器)，交错布置。

5) 每架工字钢棚棚腿两侧需要打设护腿锚杆，护腿锚杆与卡兰配合固定棚腿。护腿锚杆距离巷道底板900 mm处打设1组(两根锚杆)，锚杆选用MSGWL335/20×2 000左旋无纵筋螺纹钢锚杆，每根锚杆用1支MSZ2360锚固剂锚固。

1303胶带巷过DX7陷落柱支护示意如图1所示。

3 施工顺序

安全检查—割煤—出矸—退综掘机—敲帮问顶—移前探梁—搭设工作台—锚网(索)支护—工字钢棚支护—下一个循环。

图1 1303胶带巷过DX7陷落柱支护示意(mm)

4 支护效果

从2017年11月1303胶带巷过陷落柱施工到现在，通过对DX7陷落柱前、后各5 m及DX7陷落柱中部3个顶板离层仪观测记录以及1303胶带巷道内邻近DX7陷落柱布置的锚杆(索)测力计数据分析，该区段巷道变形较小，顶板离层不明显。证明锚网(索)+工字钢棚支护过陷落柱技术达到了预期效果。

5 结 语

在1303胶带巷过DX7陷落柱期间，由于受陷落柱影响围岩破碎严重，顶板管理难度大，先使用锚网(索)主动加固围岩，使围岩成为一个受力的整体，待动压来临前，及时跟进架设工字钢棚承压，充分发挥锚网(索)和工字钢棚各自特点，该技术的成功应用不仅保证了巷道支护强度，也为今后及其他矿井快速安全通过陷落柱提供了经验借鉴。