摘要：本文通過對陳家山煤礦4#-2煤層423綜放切眼采用大斷面“高強(qiáng)組合錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)”技術(shù)試驗(yàn)，有效地控制了松散煤層頂、幫，將松散煤體聯(lián)合成一個(gè)整體，并形成了煤體自穩(wěn)圈，使巷道頂、幫保持穩(wěn)定，取得較好的支護(hù)效果。
引言
銅川礦務(wù)局陳家山煤礦4#-2煤層厚10～25m，平均15.53m，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有比較穩(wěn)定的夾矸3～5層，煤層性硬而脆，易破碎，節(jié)理發(fā)育，普氏硬度系數(shù)f=0.8～2.1，單向抗壓強(qiáng)度7.0～20.6MPa。沿煤層底板開掘巷道后，巷道兩幫松散破碎易垮落，煤頂下沉量較大，底鼓嚴(yán)重。自推廣綜采放頂煤工藝以來，大斷面切眼一直采用梯形棚或錨棚支護(hù)形式，長期實(shí)踐證明，這種支護(hù)形式存在諸多弊?。孩俟に噺?fù)雜，二次切眼施工時(shí)，容易造成一次切眼支護(hù)失效，維修工程量大；②支護(hù)強(qiáng)度低，不安全因素多；③木材消耗量大，支護(hù)成本高；④材料運(yùn)輸距離長，占用勞動(dòng)力多；⑤切眼安裝工序多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。
針對上述問題，在423兩巷成功推廣高強(qiáng)組合錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)工藝的基礎(chǔ)上，經(jīng)過反復(fù)論證分析，在423綜放工作面切眼首次進(jìn)行了大斷面“高強(qiáng)組合錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)新工藝”支護(hù)試驗(yàn)，一次獲得成功，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
一、423綜放大斷面切眼圍巖條件
423綜放工作面走向長度1890m，切眼傾斜長度165m，煤厚9～13m，傾角5°，采深450～510m，煤層抗壓強(qiáng)度7.8～20.6MPa，煤層節(jié)理、裂隙發(fā)育。煤層直接頂板為一套由粉砂巖、泥巖和4#---1煤層組合而成的復(fù)合型頂板，穩(wěn)定性較差，強(qiáng)度低，平均厚度8.0m；老頂為淺灰～灰白色中粗粒長石石英砂巖，中厚層狀，具大型斜層理或斜交層理，單向抗壓強(qiáng)度24.9～51.2MPa，致密堅(jiān)硬，穩(wěn)定性較好；煤層直接底板由碳質(zhì)泥巖、根土巖和花斑泥巖組合而成，具有松軟易碎、遇水膨脹的特性，厚度16m。切眼沿煤層底板留2～4m底煤掘進(jìn)，頂煤厚度4～6m，頂板比較穩(wěn)定，兩幫節(jié)理發(fā)育，松散破碎。
二、423切眼斷面及支護(hù)形式選擇
依據(jù)423兩順應(yīng)用錨網(wǎng)錨索支護(hù)的經(jīng)驗(yàn)及綜放支架的安裝要求，切眼斷面形狀選為矩形，凈斷面7.5*3.0m，斷面22.5m2。使用高強(qiáng)組合錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)工藝。
頂錨桿使用Ф18*2250mm螺紋鋼錨桿，K2335型樹脂錨固劑一節(jié)端頭錨固，間排距800*900mm；鋼帶使用Ф8*70*4000mm鋼筋托梁。幫錨桿使用Ф14*1800mm鋼筋錨桿，普通樹脂錨固劑一節(jié)端頭錨固，間排距700*900mm；鋼帶使用Ф8*70*3300mm鋼筋托梁。金屬網(wǎng)為8#鐵絲編織的菱形網(wǎng)。
Ф18*2250mm螺紋鋼錨桿及Ф14*1800mm鋼筋錨桿外端頭均使用δ8*120*120mm鐵擋板錨固，使用機(jī)械力矩扳手緊固，一次預(yù)緊力30～40nm。
錨索使用Ф15.24*6000mm鋼絞線錨索，矩形布置，每排3根，排距2700mm，間距1750mm。K2335、Z2360樹脂錨固劑各一節(jié)端頭錨固，錨固長度1000mm；外端頭配備SPJM---I型單孔錨具和[8*400（600）mm槽鋼錨固。錨索使用MYT---100S液壓錨桿鉆機(jī)打眼、安裝，YCN---150預(yù)應(yīng)力張拉千斤頂緊固，一次預(yù)緊力22MPa。
三、大斷面切眼快速施工工藝及支護(hù)技術(shù)
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1、一次切眼施工支護(hù)技術(shù)
一次切眼施工斷面S=12.0m2，巷寬4.0m，巷高3.0m，錨網(wǎng)錨索支護(hù)。頂板布置Ф18*2250mm螺紋鋼錨桿6根，間距800mm，使用Ф8*70*4000mm鋼筋托梁連為整體；左幫布置Ф14*1800mm鋼筋錨桿4根，使用Ф8*70*3300mm鋼筋托梁與頂角螺紋鋼錨桿連為整體；二次切眼一幫布置Ф34*1500mm木錨桿3根（不掛金屬網(wǎng)），作為臨時(shí)支護(hù)，頂板靠左幫2.0m布置Ф15.24*6000mm鋼絞線錨索1根。
掘出1.0m后，及時(shí)使用煤電鉆1號左、2號右進(jìn)行頂、幫錨桿打眼，一般分配為8：5，打眼少的一組及時(shí)進(jìn)入錨桿安裝及掛網(wǎng)工序，實(shí)行一掘一錨循環(huán)進(jìn)行。
錨索實(shí)行跟機(jī)施工，每天安排一個(gè)專門錨索施工小組，專職施工錨索鉆、裝、錨工作，錨索距掘進(jìn)頭20m。
2、二次切眼施工支護(hù)技術(shù)
二次切眼施工斷面S=10.5m2，巷寬3.5m，巷高3.0m，錨網(wǎng)錨索支護(hù)（只掛頂網(wǎng)并與一次切眼頂網(wǎng)連接，工作面開采一側(cè)不掛網(wǎng)）。頂板布置Ф18*2250mm螺紋鋼錨桿6根，間距800mm，使用Ф8*70*4000mm鋼筋托梁連為整體，中心錨桿與一次切眼錨桿交錯(cuò)500mm，排距錯(cuò)差1/2，成邁步式布置。工作面開采一側(cè)布置Ф34*1500mm木錨桿4根（不掛金屬網(wǎng)）。頂板靠右?guī)停ㄩ_采一側(cè)）2.0m及切眼中心各布置1根錨索。
錨桿施工工序同一次切眼，實(shí)行一掘一錨循環(huán)進(jìn)行。頂板中心錨索緊跟二次切眼施工正頭施工，并使用600mm槽鋼順切眼走向安裝，將相鄰交差布置的兩排頂板錨桿鋼筋托梁連為一體。
?。ǘ╁^索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)
對頂板裂隙發(fā)育、圍巖破碎，有下沉現(xiàn)象的區(qū)域，及時(shí)采用聯(lián)合錨索加密支護(hù)，錨索間距1500mm，并使用2500mm槽鋼將相鄰兩根錨索錨固在一起，加大支護(hù)強(qiáng)度。
（三）施工作業(yè)布置方式
錨網(wǎng)施工工序占用正規(guī)循環(huán)時(shí)間的50%～70%，為縮短支護(hù)時(shí)間，提高循環(huán)率，在實(shí)際生產(chǎn)中，采用1號左、2號右兩臺煤電鉆進(jìn)行頂、幫錨桿的鉆、裝、錨，其工序?yàn)椋?/div>
錨桿打眼
綜掘機(jī)掘裝運(yùn)→錨固劑安裝攪拌→下一循環(huán)
掛網(wǎng)、安裝鋼筋托梁
連網(wǎng)、上緊托板同時(shí)，錨索安排了專門的施工小組，沒有占用正規(guī)循環(huán)作業(yè)時(shí)間，使支護(hù)工序所消耗的時(shí)間降低了10%～15%，提高了循環(huán)率，增加了循環(huán)個(gè)數(shù)，提高了單進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)了安全快速施工的目的。
四、補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)技術(shù)效果分析
423綜放工作面切眼實(shí)施的高強(qiáng)組合錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)工藝，與傳統(tǒng)棚式或錨棚支護(hù)工藝比較具有以下顯著的效果：
?。ㄒ唬┯行У乜刂屏怂缮⒚簩禹敗?，充分發(fā)揮了“錨帶網(wǎng)”這一基本支護(hù)的積壓加固作用，將松散煤體聯(lián)合成一個(gè)整體，并形成了煤體自穩(wěn)圈，加之錨索的懸吊補(bǔ)強(qiáng)作用，使巷道頂、幫保持穩(wěn)定。
?。ǘ┫锏雷冃瘟啃?，端面利用率高。拒礦壓觀測比較可知，傳統(tǒng)棚式或錨棚支護(hù)頂板下沉量在400～600mm，而錨網(wǎng)錨索支護(hù)頂板下沉量僅為20～50mm，基本沒有產(chǎn)生變形，端面利用率相當(dāng)高。
?。ㄈ┯行У亟鉀Q了由于斷層、裂隙等構(gòu)造原因造成的松軟、破碎煤層圍巖區(qū)段的支護(hù)問題，杜絕了棚式支護(hù)邊掘邊維護(hù)的難題。
（四）提高了單進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了綜掘快速掘進(jìn)的目的。拒統(tǒng)計(jì)：分兩次施工165m長的切眼330m，傳統(tǒng)工藝需30d完成，平均日進(jìn)11m，而錨網(wǎng)錨索工藝僅用了22d完成（2003年10月28日開工，11月18日完工），平均日進(jìn)15.0m，單進(jìn)提高36.4%，施工工期縮短了8d。
（五）節(jié)省了木材，節(jié)約了大量的維護(hù)費(fèi)用，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。拒統(tǒng)計(jì)：傳統(tǒng)棚式支護(hù)消耗木材0.5m3/m，消耗礦用11#工字鋼186Kq/m，成本991元/m，而錨網(wǎng)錨索工藝成本為778元/m，且基本不投入維護(hù)費(fèi)用，相對提高經(jīng)濟(jì)效益21.5%。
（六）省去了傳統(tǒng)棚式或錨棚支護(hù)施工的運(yùn)料工序，節(jié)約了勞動(dòng)力，提高了勞動(dòng)效率。
?。ㄆ撸┛s短了綜采安裝時(shí)間，減少了綜采支架安裝期間的回棚、支棚、倒柱等繁重的工序，不僅減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且大大加快了安裝進(jìn)度，縮短了安裝工期。
結(jié)論
通過在423綜放切眼大斷面采用高強(qiáng)組合錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，擴(kuò)大支護(hù)的積壓加固作用，將松散煤體聯(lián)合成一個(gè)整體，并形成了煤體自穩(wěn)圈，有效地解決了由于斷層、裂隙等構(gòu)造原因造成的松軟、破碎煤層圍巖區(qū)段的支護(hù)問題，杜絕了棚式支護(hù)邊掘邊維護(hù)的難題。取得了較好的支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益，為類似條件下的巷道支護(hù)提供了參考。
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