锚网索支护在煤巷中的实施

2023-01-14王建国

山西冶金 2022年2期

王建国

（汾西矿业集团调度指挥部，山西介休 032000）

锚杆支护是煤矿开采证的一种主动支护方式，通过对其进行应用，可以加固围岩，通过对围岩自身强度的应用，共同承担荷载，从而减少围岩变形现象的发生。随着综采放顶煤技术的应用及大功率高效综采设备的引进与应用，提高作业面开采效率，为了满足作业快速开采要求，采用锚网索支护，为开采作业顺利进行提供强有力支持。

1 工程概况

某煤矿工程16 层六分段下块为综采二队接续面，对该区域地质情况进行分析可以发现，地质结构相对简单，煤层赋存稳定，整体性良好，底板岩石以致密坚硬灰白色细砂岩为主，16 层煤厚约为14.8 m，巷道掘进于16 层底板岩石中，在遇到16 层煤之后，沿着16 层煤底板开展后续开采作业。

2 设计巷道支护参数

巷道掘进宽度为4.75 m，高位3.18 m，锚杆直径为16 mm，顶板锚杆长度为2.4 m，两帮采用的锚杆长度为2.21 m，锚杆排、间距离为0.82 m，每排设置了14 根锚杆。锚索采用直径为14 mm 钢绞线，长度约为6.42 m，间距为2.48 m，每排设置了两个钢绞线，采取工字钢作为锚索托梁，托梁长度为0.82 m，在中心钻一个直径大小为20.0 mm 的小孔，采用的锚杆厚度不得小于6.8 mm，直径要控制在125 mm以上。锚杆锚固力大小不得低于6.5 t，采用的锚索锚固力需要控制在20.0 t 以上[1]。采用气腿式岩凿机，锚索施工利用风动锚索，在实际施工作业开展时，为了确保施工作业顺利开展，保证工程质量能够达到要求标准，要将循环进度控制在0.78 m，最小空顶距为0.3 m，最大空顶距为1.2 m[2]。对于超前支护，要对前探梁进行应用，将2 根作为一组，需要施工人员特别注意的是：为了提高作业质量，每根前探钢梁至少要利用2 副吊环，对其进行固定，在进行固定时，应当将吊环固定在锚杆上，将护顶板铺设在前探钢梁上[3]。考虑到作业中采用的顺槽巷道通常都在一年以内，因此，不必对其进行特殊处理。

3 锚网索支护施工分析

3.1 锚杆施工

3.1.1 锚杆打眼

进行锚杆打眼前，工作人员需要严格依据中线、腰线对巷道的具体断面情况进行检查，如果经过检查发现，不符合规程要求时，必须要严格依据要求进行科学处理。在进行打眼作业前，要敲帮问顶，对顶板围岩具体情况进行前面检查，找到全部活石、危岩，经过检查确定安全之后，再依据事先做好的设计，对锚杆眼位进行确定，要将误差大小控制在4.8 cm，并且锚杆眼深度要与锚杆长度匹配[4]。在进行打眼时，要标记好钻杆，依据锚杆长度进行打眼，完成打眼后，要清理眼内的积水、岩渣。需要注意的是，为了确保作业安全性，应对每当打完一个锚杆之后，确定其合格后，立即安装，不得打完一排锚杆眼后，再进行安装，以免锚杆眼内进入杂物，对安装作业造成不良影响，导致安装后的锚杆质量达不到要求标准。进行锚杆打眼时，应对按照先顶后帮，由外向里顺序开展，当钻孔达到设计深度之后，关闭风钻，让其停止转动，不得出现钻孔过深情况[5]。进行打眼时，施工人员要来回抽拉几次钻杆，通过该方式，能够将钻孔内的岩粉全部拉出。

3.1.2 锚杆安装

锚杆安装是一项对技术要求很高的工作，一旦出现问题，势必会造成严重危害。因此，在安装锚杆前，施工人员要清除锚杆内的岩粉，利用压力风将孔内积水清除，在该过程中操作人员需要站在孔口一侧进行操作，孔眼方向不得站人。工作人员要将树脂锚固剂送入到孔眼底部，将作业中应用的锚杆插入到锚杆眼内，利用锚杆将锚树脂锚固剂顶住，将螺帽套在外端头上，采用气扳机将螺帽卡住，启动气扳机，缓慢匀速推进，让气扳机在旋转过程中可以能够带动杆体进行旋转，从而让锚杆旋入树脂锚固剂，实现对锚固剂的合理搅拌，整个作业要持续到锚杆达到指定设计深度位置[6]。完成上述作业后，施工人员要将金属网挂好，上好托盘，将应用的螺帽拧紧。为了确保锚杆质量能够达到要求标准，安装锚杆的质量要达到下列要求：

1）树脂锚杆锚固力要超过6.5 t。

2）锚杆排间距误差要控制在4.8 cm 以内。

3）锚杆托盘必须紧贴岩壁，采用力矩扳手或机械拧紧，该项操作要以无法拧动为标准，托盘外锚杆长度要则需要控制在4.8 cm 以内。

4）进行锚杆布置时，要让锚杆与岩面或巷道轮廓保持垂直[7]。

3.2 锚索施工

打锚索作业开展前，要进行眼位设定，将误差大小控制在80 mm 之间，利用风动锚索钻机进行打锚索眼，采取湿式法进行钻眼作业。在打锚索眼前，要先对钢脚线长度进行量测，采用的钢绞线要比眼深长0.3 m，一般来说，锚索可以滞后场子头5.0 m 左右距离开展施工，需要特别注意的是，如果围岩破碎不稳定，在进行施工作业开展时，必须紧跟场子头。完成锚索打眼后，通过人工方式将三个药卷缓慢输送到锚索孔顶部，避免其遭受破坏，对煤矿开采造成不良影响。锚索另一端通过搅拌机与锚索机相连，为了确保作业顺利进行，应对边推进边搅拌，快推猛搅20 s 左右，然后停止搅拌，让锚索钻机推进180 s 后，将锚索钻机撤下。搅拌锚索12 min 后，工作人员严格依据要求装上索具、工字钢，然后通过打压机对采用的锚索进行紧固处理，预紧力需要达到32 MPa。

采用锚索机进行钻进作业时，要主指派专人对帮岩状态、顶围岩状态进行观察，在观察过程中如果发现问题，必须要及时采取相应措施进行处理，确定帮岩状态、顶围岩状态安全后，才能开展下一步施工。锚索推进力度和推进速度必须适中，以免发生卡钻问题，导致钻杆、钻头遭受破坏，无法继续开展作业，该过程中，需要提高对卡钻产生反扭力的重视，避免受伤。锚索钻机支腿收缩时，工作人员不得用手按住气缸，避免手遭受挤压，受到伤害。操作人员需要与锚索钻机保持一定距离，避免在作业开展时，钻杆发生折断，引发意外。同时，采用锚索钻机进行钻进期间，要让水流保持持续，不得发生中断，进行放炮作业时，要调整作业中应用的锚索钻机等各项设备，让各项设备与放炮距离保持在60 m 之外，避免由于放炮，导致设备遭受破坏。

4 锚网索支护技术应用综合效益分析

锚网索支护技术在煤巷中应用的效益主要体现在以下几个方面：

1）技术方面。与架棚支护技术相比，锚网索支护技术在具体应用时具有显著技术优势。锚网索支护是一种主动支护方式，对其进行应用，能够实现对破裂煤体的加固，进而使残煤体残余强度得到进一步提高。同时，锚网索支护应用效果良好，而且材料消耗低，动压适应强，可以在大变动采动巷道中应用，能够在高效高产作业面中应用。

2）社会方面。采用锚网索支护可以大幅度降低劳动强度，同时，与传统铁硼支护相比，可以减少坑木、钢材施工量，降低辅助运输作业量，千米巷道能够减少坑木约210 m3和钢材850 t，减少材料运输中各种安全因素。此外，锚网索支护在一定程度上简化了作业面端头支护施工，而且其抵抗煤帮变形能力强，进行支护之后，基本不发生片帮现象，确保作业人员在工作期间能够顺利通行。同时，锚网索支护可以为作业面中采用的各种设备更新提供支持。

3）经济方面。锚索网支护技术在煤巷中应用，与铁棚支护相比，每米能够节省约1 100 元，经济效益显著。