同宝煤业15106 回采工作面运输顺槽支护设计

程 祥

（山西兰花同宝煤业有限责任公司，山西 晋城 048000）

0 引言

随着矿井安全生产技术的需求，巷道支护技术得到空前的发展，锚网+锚索支护方式依然是矿井巷道的主要支护形式[1]。通过简单便捷现代化的支护设备及工艺配套的使用，实现掘进高效快速机械化[2-4]。为满足同宝煤业15106 回采工作面运输顺槽地质条件的要求，采用锚网+锚索支护形式，整体取得较好支护效果。

1 15106 工作面概况

1.1 15106 回风顺槽

15106 回风顺槽由15 号煤层西轨道大巷1086.2 m处开口施工，巷道层位为15 号煤层，沿15 号煤层顶板布置。15106 运输顺槽设计总长度为1588 m，其中已掘233.5 m，现剩余工程量为1324.5 m，方位角为0°。15106 运输顺槽与15 号煤层西胶带大巷（已掘）垂直布置，立交通过15 号煤层西胶带大巷北侧，在与15 号煤西轨道大巷立交处向西20 m 位置施工轨道联络巷（已掘）与15 号煤层西轨道大巷沟通，15106运输顺槽与轨道联络巷向交叉点处向北10 m 位置开口施工15106 运输顺槽回风联络巷（已掘），回风联络巷（已掘）立交通过15 号煤层西轨道大巷、15 号煤层西胶带大巷与15 号煤层西回风大巷贯通，15106 回风顺槽布置如图1 所示。15106 运输顺槽，主要担负15106 回采工作面进风及运输任务。

图1 15106 回风顺槽布置

1.2 巷道布置

巷道剩余长度为1324.5 m，断面为矩形，断面如图2 所示，采用锚网+锚索支护形式，净断面规格为4.4 m×2.75 m，净断面积12.1 m2，毛断面规格4.5 m×2.8 m，毛断面积12.6 m2；巷道为单道铺轨，铺轨长度运输顺槽为1324.5 m，轨道铺设在回采侧，轨道中心距巷道中心1350 m，轨道为30 kg/m，轨道间距为600 mm，轨枕为木轨枕，枕木间距为700 mm。

图2 15106 运输顺槽断面（单位：mm）

2 矿压观测

锚杆锚固力、预紧力矩、锚索预紧力检测，锚杆锚固力为顶锚不小于100 kN，帮锚回采侧不小于70 kN，煤柱侧不小于100 kN。顶部锚杆预紧力矩必须达到300 N·m，帮部锚杆预紧力矩煤柱侧必须达到200 N·m，回采侧必须达到80 N·m。采用YBY60 型风动液压涨拉设备涨拉锚索，使其预紧力达到200 kN 及以上，锚固力不小于300 kN，在顶板固定涨拉时张拉器，预紧力检测不合格锚索，须在其300 mm 内补打锚索，并检测合格。

1）锚杆预紧力。锚杆预紧力抽检检测应高于5%，按照每300 根抽样，15 根为一组进行顶、帮锚抽样各一组，进行锚杆预紧力检测，不足300 根时，按300 根进行抽样。锚杆预紧力或扭矩不低于设计值的90%为合格，如达不到要求应重新紧固或补打，直至合格为止。

2）锚杆锚固力。每月对施工巷道需进行一次拉拔检测，检测抽样率为3%，按照每300 根抽样，11 根为一组进行顶、帮锚抽样各一组，进行杆预紧力检测，不足300 根时，按300 根进行抽样。锚杆锚固力最低不低于设计值的90%为合格，只要有1 根不合格，应重新抽样检测，如仍不符合要求，必须组织有关人员对锚杆及施工质量不合格原因，进行分析处理。

3 支护设计

3.1 15106 运输顺槽

顶锚锚杆采用MSGLW-335/20×2400 mm 左旋螺纹钢高强锚杆，锚杆间排距为1300 mm、1300 mm；采用150 mm×150 mm×10 mm 高强拱形托盘和高强螺母；锚固剂采用K2335 和Z2360 各一卷，顶锚锚杆预紧力矩≥300 N·m，锚杆锚固力≥100 kN。

煤柱侧帮锚锚杆采用MSGLW-335/20×2400 mm左旋螺纹钢高强锚杆，锚杆间排距为1100 mm、1300 mm；采用150 mm×150 mm×10 mm 高强拱形托盘和高强螺母，含调心球垫和减摩垫圈；锚固剂采用K2335 和Z2360 各一卷，锚杆预紧力矩≥200 N·m，锚杆锚固力≥100 kN；回采侧帮锚采用Φ20×2400 mm可切割玻璃钢锚杆，杆尾螺纹为M22，配套托盘，帮锚间排距为1100 mm、1300 mm，锚固剂采用K2335 和Z2360 各一卷，锚杆预紧力矩≥80 N·m，锚杆锚固力≥70 kN；锚杆外露长度为10～50 mm。

锚索采用Φ17.8×6300 mm 钢绞线锚索，锚索间排距2600 mm、3900 mm；托板为300 mm×300 mm×16 mm 高强球形托盘；锚固剂采用1 卷K2335 和2 卷Z2360 树脂锚固剂，锚索锚固力≥300 kN，锚索预拉力≥200 kN，外露长度为150～250 mm。

顶及煤柱帮网片为Φ6 mm钢筋焊接网，网孔规格为100 mm×100 mm，网幅2.5 m×1.4 m，搭接长度100 mm。回采侧网片为塑料网，网孔规格为50 mm×50 mm，网幅2.5 m×1.4 m 搭接长度为100 mm，联网丝采用16 号铅丝，双丝双扣，每200 mm 连接一道，每米网片不少于5 道。

3.2 临时支护

因掘进工作面采用短掘短支的循环方式，采用2 根DW-31.5/100B 液压柱配合木顶梁作为临时支护，可满足工作面短掘短支临时支护要求，液压柱要在工作面处有2 根备用柱，液压柱初承力为30 kN。顶梁采用1500 mm×150 mm×50 mm 的木板，顶梁平行工作面布置，柱体并排布置巷道两侧。柱体距永久支护800 mm，两侧距巷帮1.2 m 处各一根。要求柱体穿鞋支实，顶梁与顶板缝隙用木楔打紧、背实，保证支护效果。

4 支护工艺

4.1 锚网支护

掘支工艺，掘进作业→清理易落活矸（敲帮问顶）→铺设临时支护网→顶部钻孔施工→清理顶部钻孔→打注顶锚杆→钻帮锚杆孔、清孔→打注帮锚杆。

4.2 施工方法

15106 运输顺槽锚杆间排距顶部为1300 mm、1300 mm，帮部为1100 mm、1300 mm。

1）顶锚杆施工工艺。掘进→敲帮问顶处理隐患→铺网临时支护→钻顶部钻孔→清理顶部钻孔→装入树脂药卷及锚杆→用锚杆机搅拌树脂药卷→凝固15～20 min→上紧锚杆螺母。

2）顶锚杆安装操作。采用MQT-130/3.2 气动锚杆机配合Φ28 mm 双翼钻头，使用B19 中空六角钢钻杆，长度为1.0 m，进行钻锚杆孔作业，锚杆钻孔深度为2450 mm。确保钻孔角度，钻至2450 mm 后收钻机，清理钻孔杂质。

3）作业流程。先向孔内放MSK2335 锚固剂，再向孔内放MSZ2360 锚固剂各一支，用锚杆推入孔底，同时套上托盘带上螺母，通过安装器连接杆尾和锚杆机，升起锚杆机搅拌推进，不停机搅拌时间为（30±5）s，推进至孔底。后等待凝固15～20 min，紧固螺母，使锚杆具有预紧力，检测预紧力矩达到300 N·m 以上，符合施工要求。托盘紧贴顶板，拧紧尾部螺母，螺纹部分外露10～50 mm 长度为宜。

4.3 两帮支护

帮锚杆施工工艺。作业钻孔→清孔→推入锚固剂及锚杆→搅拌锚固剂（30±5）s→等待凝固15～20 min→紧固螺母→下一组。

帮锚杆安装操作要求。锚杆孔采用YT28 风动凿岩机完成，采用Φ28 mm 钻头，2.5 m 长钎杆完成锚杆孔，钻孔深度为2350 mm，并保证钻孔角度。安装前，首先要将锚杆孔内的煤岩粉吹干净，然后检查锚杆眼的眼位、眼深、眼径及锚杆规格、部件是否符合要求。往钻孔内放入树脂药卷（先放一支MSK2335，再放一支MSZ2360），然后用锚杆推至孔底，通过安装器连接杆尾和锚杆机，升起锚杆机搅拌推进，不停机搅拌时间为（30±5）s，推进至孔底。后等待凝固15～20 min，预紧力矩煤柱侧检测为200 N·m 以上，回采侧80 N·m以上，杆体外露长度是螺母向外10～50 mm。安装锚杆处，若巷帮不平整可先修平整后再安装，锚杆托盘应紧贴煤、岩壁。

4.4 顶部锚索支护

锚索施工工艺。钻孔作业→清里钻孔→推入锚固剂→用锚索头部顶住搅拌推进至孔底→锚固剂凝固1 min 左右→收钻机→凝固15～20 min→安装托盘、球型垫、锚具→检测预应力。锚索预紧力达200 kN 及以上，符合施工要求。

锚索安装操作。采用锚杆钻机安装B22 mm 型中空六方钢钻杆配套Φ28 mm 双翼钻头进行锚索施工，孔深要求为6050 mm。先放1 支MSK233 后再推入MSZ2360 树脂药卷2 支，在眼孔插入锚索，将锚固剂推至孔底，使用专用搅拌器相连钻机进行搅拌。逐步加快作业，锚索全部插入钻孔后，全速搅拌（30±5）s后停止搅拌，等待凝固1min左右，收钻机。等待15～20min后，安装钢带和托盘及锚具等，用涨拉设备涨拉锚索至设计预紧力范围，撤下涨拉设备，作业完成。锚索紧跟工作面支护，根据锚索排距位置，紧跟最后一排顶锚，距其最大距离为4.55 m。

5 结语

同宝煤业15106 回采工作面运输顺槽，按照河南理工大学《山西兰花同宝煤业有限公司15106 工作面运输顺槽、回风顺槽和切眼围岩支护参数优化技术研究支护设计》确定支护参数，对15106 回采工作面运输顺槽采用锚杆锚索进行优化设计，并按设计要求进行施工，优化了15106 工作面运输顺槽支护质量，巷道围岩控制效果显著。