司马矿大断面切眼二次掘进成巷支护技术

田俊宝

(潞安集团 司马煤业公司，山西 长治 047105)

1 工程概况

司马煤业公司1209工作面主采3号煤层，煤层平均厚度6.05 m,煤层倾角2～10°,平均6°，属近水平煤层。采用倾斜长臂后退式综合机械化低位放顶采煤工艺。工作面东侧为1208工作面采空区；西侧跨井田边界与高河矿相邻；南侧为未采区，再往南跨井田边界与经坊矿相邻；北侧为二采区三条大巷。

1209工作面切眼设计长度为202 m，断面规格7.8 m(宽)×3.2 m(高)，沿3号煤层底板布置。切眼掘进采用二次成巷，一次巷道断面为5.2 m(宽)×3.2 m(高)，二次巷道断面为2.6 m(宽)×3.2 m(高)。采用锚网梁槽钢联合支护，中间打设两排液压单体柱大板棚补强支护。

2 支护方案

首先在1209工作面切眼施工开口位置处，距离1209风巷开口帮500 mm顺巷打设5组槽钢锚索加强支护。然后进行一次切眼掘进，掘进断面为5.2 m(宽)×3.2 m(高)。

2.1 一次掘进支护

2.1.1 一次切眼顶板支护

1209工作面一次切眼巷道顶部采用MSGLW-335/20 mm×2 400 mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆支护，每排布置6根，锚杆间排距为950 mm×800 mm，靠近巷两帮的2根锚杆打设角度与垂线成10°(朝向巷外)，中间4根锚杆垂直巷道顶板打设。顶铺金属网、上SB-D16-5000-60 mm钢筋托梁；每根锚杆采用1支MS(CKb+Z)2360锚固剂和1支MSZ2360锚固剂进行锚固；锚杆托盘使用150 mm×150 mm×10 mm拱形高强度托盘。

沿切眼走向布置三排槽钢锚索，排距为1 300 mm，纵向间距为1 600 mm，采用长2 500 mm的16号槽钢将两根锚索纵向相连，使用的配套槽钢垫板规格为120 mm×150 mm×20mm，槽钢锚索呈迈步式打设。锚索规格为SKL19-1/1860 L-7 300，1×7股高强度低松驰预应力钢绞线。每根锚索采用1支MS(CKb+Z)2360锚固剂和2支MSZ2360锚固剂锚固。

2.1.2 一次切眼帮部支护

1) 老塘帮支护。老塘帮采用MSGLW-335/20 mm×2 000 mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，每排布置4根，锚杆间排距为900 mm×800 mm，帮部肩角锚杆为10°，其他3根锚杆均水平布置。帮部上金属网，每根锚杆采用1支MSZ2360锚固剂锚固。

2) 回采帮支护。回采帮采用MGSL18/1800J玻璃钢锚杆，每排布置2根，间距为1 000 mm，排距为800 mm，呈水平布置，上、下两根锚杆距顶、底板均为1 100 mm。每根玻璃钢锚杆采用1支MSZ2360锚固剂锚固，锚杆托板使用φ120 mm拱形塑料托板。一次切眼支护断面如图1所示。

2.2 二次掘进支护

1209工作面切眼一次掘进施工到位前，在1209运巷距贯通侧巷帮500 mm顺巷打设5组槽钢锚索进行补强支护。一次掘进支护完成后，再进行二次开挖，二次开挖断面为2.6 m(宽)×3.2 m(高)。

2.2.1 二次切眼顶板支护

1209工作面二次切眼巷道顶部采用MSGLW-335/20 mm×2 400 mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆支护,每排布置5根，间排距为750 mm×800 mm，靠近回采帮的顶角锚杆安设角度为10°，其余3根锚杆均垂直顶板打设。顶铺金属网、上SB-D16-3 200-60 mm钢筋托梁；每根锚杆采用1支MS(CKb+Z)2360和1支MSZ2360锚固剂进行锚固；锚杆托盘使用150 mm×150 mm×10 mm拱形高强度托盘。

图1 一次切眼支护断面(mm)

沿切眼走向布置两排槽钢锚索，槽钢锚索打设后与一次切眼三排槽钢锚索均呈迈步式，排距1 300 mm，纵向间距为1 600 mm，靠回采侧锚索距回采帮1 300 mm。采用2 500 mm长的16号槽钢将锚索纵向两两一组相连，配套使用的槽钢垫板为120 mm×150 mm×20 mm，锚索规格为SKL19-1/1860 L-7 300，1×7股高强度低松驰预应力钢绞线。每根锚索用1支MS(CKb+Z)2360锚固剂和2支MSZ2360锚固剂进行锚固。

2.2.2 二次切眼回采帮支护

1209切眼巷道回采帮采用MGSL18/1800J的玻璃钢锚杆，每排布置3根，锚杆间排距1 000 mm×800 mm。帮部顶、底角锚杆距顶、底板均为600 mm。采用塑料网护帮，网格规格为40 mm×40 mm。每根玻璃钢锚杆采用1支MSZ2360锚固剂进行锚固。锚杆托盘使用150 mm×150 mm×10 mm拱形高强度托盘。二次掘进断面支护如图2所示。

2.3 液压单体柱大板棚支护

2.3.1 大板棚施工

施工二次切眼前，在一次切眼内打设一排液压单体柱大板棚，大板棚距老塘帮2 400 mm。施工二次切眼时，紧随掘进机桥式胶带架再打设一排大板棚，第二排大板棚距回采帮2 400 mm。两排大板棚呈交错迈步式布置，两排大板棚间距为3 000 mm，每架大板棚 “一梁三柱”，液压单体柱间距为1 500 mm，液压单体柱距梁端均为500 mm。

2.3.2 大板棚打设要求

1) 架设大板棚前，先将竖柱处浮煤清至实底，做出平面后垫好鞋板。

2) 液压单体柱要打正、打直，且保证液压单体柱达到设计的压力值确保支护有效。

图2 二次切眼支护断面(mm)

3) 大板需紧贴巷道顶板打设，大板和顶板间接触不实处需加垫背板，并用木楔背牢。

4) 在回撤设备、退综掘机需要调整大板棚时，要尽可能快速恢复至巷道原支护要求。

3 施工顺序

开口处加强支护—施工一次切眼—一次切眼支护—贯通处补强支护—架设第一排单体柱大板棚—退综掘机—施工二次切眼—二次切眼支护—架设第二排单体柱大板棚。

4 应用效果

通过在1209工作面切眼内每30 m 巷道顶板正中布置一个DLY型顶板离层指示仪，以及在1209工作面切眼巷道中部安装一组锚杆(索)测力计进行长期观测和数据分析对比，发现数据变化不明显。证明大断面切眼二次掘进成巷支护技术有效控制了工作面煤墙的围岩松动范围，二次掘进成巷支护技术在大断面切眼施工中有效可行。

5 结 语

大断面切眼支护一直以来是困扰掘进施工的一个难题，1209工作面切眼二次掘进成巷支护技术的成功应用，证明锚网梁槽钢使得松软的煤、岩形成承载梁，提高了巷道围岩强度，单体柱大板棚对巷道顶板围岩再进行一次补强支护，有效控制了大断面巷道顶板下沉，为综采工作面安装创造了有利条件，可以在大断面切眼掘进施工中推广使用。