六盘区胶带机北巷掘进支护工艺研究

王 晋

（晋城乾泰安全技术有限责任公司， 山西 晋城 048000）

引言

矿井掘进过程中会因为突水、瓦斯等各类地质灾害的发生，给掘进安全带来极大的危害[1]。因此，矿井巷道掘进中必须要依靠稳定安全有效的支护工艺，保证掘进工作的顺利进行。结合长平煤矿六盘区胶带机北巷掘进施工的具体情况，总结锚杆、锚索、金属网联合支护的工艺技术，实现六盘区胶带机北巷掘进永久支护，保证井下安全施工。

1 永久支护工艺流程

1.1 使用钻车永久支护流程

1）使用钻车施工巷道顶锚杆、帮锚杆工艺流程为：安全检查（敲帮问顶）→找掉危岩→画孔位→操作钻车钻臂钻孔→清孔→安装锚固剂→上锚杆、用锚杆头部顶住树脂药卷并送入孔内→升起钻臂并用搅拌器联接钻机和锚杆尾部→用钻机搅拌锚固剂（20～40 s）→停止搅拌待1 min后→进行二次转动钻机扭紧螺母（根据现场需要）→收缩钻机→施工下一根锚杆→最后统一使用风动扳手预紧，再用力矩扳手紧至400 N·m。

2）使用钻车施工顶帮锚索施工工艺流程：安全检查（敲帮问顶）→找掉危岩→画孔位→操作钻臂钻锚索孔→清孔→上锚固剂→上锚索、用锚索头部顶住树脂药卷并送入孔底→操作钻臂顶锚索并用搅拌器联接锚索钻机和锚索尾部→操作钻臂搅拌锚固剂（20～40 s）→停止搅拌并等待1 min后→收缩钻臂，卸掉搅拌器再等15 min→安装托板和索具→用涨拉千斤顶涨拉到设计预紧力→卸下千斤顶。

1.2 使用液钻、煤帮钻永久支护流程

1）使用液钻施工巷道顶锚杆工艺流程为：安全检查（敲帮问顶）→找掉危岩→画孔位→用锚杆钻机钻孔→清孔→安装锚固剂→上锚杆、用锚杆头部顶住树脂药卷并送入孔内→升起钻机并用搅拌器联接钻机和锚杆尾部→用钻机搅拌锚固剂（20～40 s）→停止搅拌待1 min后→进行二次转动钻机扭紧螺母→收缩钻机→施工下一根锚杆→最后统一使用风动扳手预紧，再用力矩扳手检测。

2）使用液钻施工顶锚索施工工艺流程：安全检查（敲帮问顶）→找掉危岩→画孔位→用锚索钻机钻锚索孔→清孔→上锚固剂→上锚索、用锚索头部顶住树脂药卷并送入孔底→升起锚索钻机并用搅拌器联接锚索钻机和锚索尾部→用锚索钻机搅拌锚固剂（20～40 s）→停止搅拌并等待1 min后→收缩锚索钻机，卸掉搅拌器再等15 min→安装托板和索具→用涨拉千斤顶涨拉到设计预紧力→卸下千斤顶。

3）使用气动煤帮钻机施工帮锚杆施工工艺流程：安全检查（敲帮问顶）→找掉危岩→画孔位→用气动煤帮钻机钻孔→清孔→上锚固剂→上锚杆、用锚杆头部顶住树脂药卷并送入孔内→用搅拌器联接气动煤帮钻机和锚杆尾部→转动气动煤帮钻搅拌锚固剂（20～40 s）→停止搅拌并等待1 min→上托盘、垫圈和螺母→施工下一根锚杆→最后统一使用风动扳手预紧，再用力矩扳手检测。

4）使用气动煤帮钻机施工帮锚索施工工艺流程：安全检查（敲帮问顶）→找掉危岩→画孔位→用气动煤帮钻机钻孔→清孔→上锚固剂→上锚索、用锚索头部顶住树脂药卷并送入孔底→用搅拌器联接气动煤帮钻机和锚索尾部→转动气动煤帮钻机搅拌锚固剂（20～40 s）→停止搅拌并等待1 min后→卸掉搅拌器再等15 min→安装托板和索具→用涨拉千斤顶涨拉到设计预紧力→卸下千斤顶。

2 支护施工顺序

2.1 一次割一排时

1）使用液压钻车进行支护时，根据现场情况锚杆的施工顺序可灵活地进行变化，在支护过程中，如遇部分区域围岩不完整、破碎，要先施工围岩不完整、破碎区域的锚杆、锚索。施工完当排的锚杆锚索后，再统一进行预紧锚杆和涨紧锚索到达指定数值。

2）使用液压钻机进行支护时，顶锚杆：一台钻时从左向右（或从右向左）进行施工；两台钻时从两边向中间施工；帮锚杆：自上而下进行施工。需将顶锚杆施工完毕后（使用液钻进行预紧即可），方可施工帮锚杆。在支护过程中，如遇部分区域围岩不完整、破碎，要先施工围岩不完整、破碎区域的锚杆、锚索。施工完当排的锚杆锚索后，再统一进行预紧锚杆和涨紧锚索到达指定数值[2]。

2.2 一次割两排时

1）使用液压钻车进行支护时：液压钻机支护时，由于临时支护面积较小，可先对第一排上网支护（第一排支护完顶锚杆、顶锚索，两帮上部两根锚杆，即可进行第二排支护），再对第二排进行上网支护，支护过程中每排锚杆、锚索施工顺序可灵活变动。施工完一排的锚杆锚索后，必须进行预紧锚杆和涨紧锚索到达指定数值。

2）使用液压钻机进行支护时：支护完第一排顶锚杆、顶锚索后（一台钻时从左向右进行施工，两台钻时从两边向中间施工），方可进行第二排顶板支护，顶锚索施工顺序可灵活变动。顶锚杆施工完毕后，方可施工当排巷帮锚杆，自上而下进行施工。

3 施工方法、技术要求和质量要求

3.1 施工方法

锚杆眼方向与层面夹角严格按设计角度布置。打眼采用湿式打眼。顶帮锚杆、顶锚索应紧跟掘进迎头及时支护，巷道施工过程中存在顶帮不能对齐的情况，可根据现场实际情况空帮不足帮锚杆设计排距时可下一排施工。顶帮网片搭接均不小于100 mm，连接采用双股16号铁丝对折后扭接[3-4]。

3.2 技术要求

1）顶锚杆的技术要求：钻孔眼深2290～2310mm；锚杆锚固力不小于150 kN，预紧力矩为400 N·m，锚杆外露出螺母的长度10～50 mm。锚杆排间距允许偏差±100 mm；顶锚杆与顶板角度为90°。

2）帮锚杆的技术要求：钻孔眼深2290～2310mm；锚杆锚固力不小于150 kN，预紧力矩为400 N·m，锚杆外露出螺母的长度10～50 mm。帮锚杆排间距允许偏差±100 mm；帮锚杆与帮角度为90°。

3）锚索的技术要求：8.3m顶锚索眼深7950～8050 mm；6.3 m顶锚索眼深5 950～6 050 mm；锚索外露出锁具的长度 150～160 mm；锚索排间距允许偏差±100 mm；顶锚索与顶板角度为90°[5]。

3.3 质量要求

掘进时造成巷道超高或超宽补打锚杆、锚索规定：

当巷道超宽顶锚杆距帮距离超过设计值且大于100 mm时，采取补打单体锚杆配W钢带托盘的方法加强支护，如帮部最下一根锚杆距底超过600 mm，需要补打超高锚杆。

当巷道超宽中线至任何一帮超过设计宽度0.4～0.7 m时，顶部采取补打单体顶锚索的方式加强支护，超宽0.7～1.2 m时补打顶锚索，与原设计锚索间距不超过2.0 m[6]。

4 永久支护距工作面迎头的距离

一次掘进一排时：最大空顶距≯1 550 mm，最小空顶距≯550 mm。

一次掘进两排时：最大空顶距≯2 550 mm，最小空顶距≯550 mm。

当围岩破碎、压力增大或巷道处于构造带时，为加强顶板管理，可将施工排距缩小为0.8 m，并加密锚杆、锚索，确保顶板稳定可靠。

永久支护前一次掘进一排时：顶锚索距迎头的最大距离为2 050 mm。

永久支护前一次掘进两排时：顶锚索距迎头的最大距离为3 050 mm。

永久支护后：顶锚索距迎头的最大距离为1050mm。

5 结语

针对长平煤矿六盘区胶带机北巷掘进具体情况，采用锚杆、锚索、金属网联合的永久支护方式，确实有助于提高巷道掘进工作的安全性，极大地提高了六盘区井下掘进工作的高效性，增加了六盘区的综合经济效益，对六盘区的持续发展具有重要作用。未来会继续对井下巷道永久支护工艺进行完善和优化，确保井下生产安全。