浅析大断面煤巷综掘锚网支护快速掘进关键技术

1、    浅析大断面煤巷综掘锚网支护快速掘进关键技术    韩琳摘 要：近年来，综放技术及其大采高技术得到了快速的进步，更多的回采巷道逐步趋向于煤层掘进式发展，但是以往的支护方案难以保障煤层的安全开采，这严重阻碍着我国现代社会高产矿井的发展，锚网支护成为当前巷道支护的基本方向。本文为了系统性分析大断面巷道综掘锚网支护快速掘进技术，以云南省开远市大庄煤矿为案例，针对33011综采工作面的实际现状，明确巷道中“锚网+锚索”的支护方案，并且进一步计算锚索、锚杆等的支护参数及其关键技术，以期为相关工作人员提供理论参考依据。关键词：大断面煤巷；综掘锚网支护；掘进技术

2、doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.0600 前言锚网支护技术较为先进，能够有效提升成巷效率，完善支护质量，并能够大幅度降低支护资金投入，其属于新时期回采巷道的主要支护方案，该技术有助于提升巷道断面的使用效率，就回采工作面的维护技术来说更加方便与快捷。现阶段，锚网支护技术已经逐渐发展成为主要支护方式，將其作为提升采煤质量及其采煤效果的切入点，尤其是在我国，大部分煤矿企业已经具备成形的锚网支护设备及其相关施工工艺，同时，锚网支护技术也是巷道支护创新改革的基本方向。因此，为了进一步提升巷道锚网支护技术的经济性、便捷性及其安全性，有关工作人员应当强化对于大断面煤巷综掘

3、锚网支护技术的研究，以此逐步提升煤矿开采经济效益，降低安全事故发生率，为煤矿企业的快速发展奠定基础。1 大断面煤巷工程概况云南省开远市大庄煤矿有限公司属于资源整合性矿井，井田内煤层已经具备多年开采历史，在以往的开采过程中，巷道均使用炮掘架棚支护模式。由于机械化程度不高，加之受到巷道围岩压力的限制，需要耗费大量的人力与物力，同时也对掘进施工进度造成了阻碍1。近年来，随着采煤技术的快速发展，有关人员通过多年的研究与分析，逐步推广使用锚网支护技术、综掘技术等，有效提升了煤矿企业的施工效益。本次主要以大庄煤矿33011工作面作为案例进行系统性分析。33011工作面运输槽总长度700m，切眼130m；巷

4、道断面为矩形，毛宽为4.5m，净宽4.4m，毛高3.0m，净高2.9m，毛断面面积为13.14m2，净断面面积为12.96m2；煤层厚度为4.8m，煤层倾角为40-70；煤层接力发育正常，不存在自燃趋势，煤尘爆炸风险率较低；顶板中岩石包括7.35m砂质泥岩（断口参差不齐，包含少量植物化石碎片，颜色呈灰色，层理均匀，中厚层状）以及4.63m粉砂岩（断口处少量炭屑，层理均匀，颜色呈深灰色，中厚层状）；底板中岩石包含7.12m粉砂岩及其黑泥岩（断口参差不齐，包含少量云母片，层理均匀，颜色呈灰色，中厚层状）以及2.0m细粒砂岩（主要成分为石英及长石，颜色呈灰色，层理均匀，中厚层状）。2 大断面煤巷道快

5、速掘进施工大断面煤巷道快速掘进施工主要设备为ebz-50型综合掘进机，掘进机自底板处截割煤层，并将其自动装收，通过输送机运输到煤仓中。在启动机器之前，应当做好准备工作，保障掘进机能够正常工作，同时提前准备开采所需支护材料机器必要工具。在掘进过程中应当安排两位施工人员，保障其具备较高的掘进机操作技能水平，在截割煤层的过程中，必须按照截割轨迹进行，保障截割面的平整性，禁止随意或者自由截割，同时应当确保一次成巷，避免多次来回延长时间。在截割完毕之后，施工人员必须将掘进机退至支护区域中，放下截割头。3 锚网支护参数设计3.1 顶板支护顶板支护采用联合支护方案，具体包括锚杆、锚索、金属网、钢筋梯子梁等，

6、保障锚杆长度为2.0m，锚固通过树脂加长，采用树脂锚固剂（通常为z2360型、$2360型两种），锚固长度控制在1655mm；排距为1.00m，间距为0.97mm，各排均设置5根；每2m设置1排补强锚索，将其置于两锚杆之间，保障至巷道两边距离一致；锚索长度设置为6.4m，基本材料为钢绞线，直径长为18.00mm，钻孔深度为6m，外漏约0.2m，各孔均使用树脂锚固剂$2360型（一卷）、z2360型（两卷）。锚固长度为2.00m，基本形式为端头锚固，设置多功能钢板为锚索托板（长：宽：高=0.25m：0.25m：0.016m）。通过15mm钢筋制作钢筋梯子梁，其总宽为80mm，总长为3928mm，

7、各焊接两条纵筋于锚杆位置；金属网为菱形，其长度为4.5m，宽度为1.2m（网孔为55mm×55mm），使用铁丝编制（3mm）2。3.2 支护技术3.2.1 顶板支护顶板临时支护的基本技术流程为：退出机组闭电关锁敲帮问顶连接锚网前探梁设置金属网、钢筋托梁调节前探梁至施工标准临时点柱的设置临时支护锚杆的打注（依据钢筋托梁孔位进行/自两侧至上两根）。巷道掘进工作面的临时支护方案为：临时点柱+前探梁，工作面控定距设置在0.5m1.5m之间；前探梁基本构成包括：无缝钢管两根（直径为80mm，长度为3000mm）；木板梁一根（长度1.2m/宽度为0.16m/厚度为0.10m）；单体液压柱共三根（

8、dw35180/iioxl型）。在掘煤循环一周之后，管理人员核查顶板，在保障顶板安全系数达到施工标准的情况下，吊装前探梁，保障其与两排锚杆距离的适当性。安排两位施工人员站立于支护之下，挑接网片移动钢管至煤墙上，设置木板梁，在科学调整之后，自木板梁绞顶，同时在工作面设置临时点柱。在临时支护设置结束之后，开展永久锚网支护工程。首先针对顶板之间的锚杆，保障其深度为2.20m，外露的锚杆控制在20mm左右，各孔注入树脂锚固剂，要求在注入$2360型（1卷）后注入z2360型（1卷），然后使用锚杆设备进行搅拌，维持半分钟，使用锚杆机安装螺丝，并设置检查试验，保障预紧力达不低于100n。 3.2.2 锚网

9、支护在顶板支护施工结束之后，全面检测巷帮，以支护参数标准眼位作为基本依据，眼位标定为2.0m，各孔均注入树脂锚固剂，要求在注入$2360型（1卷）后注入z2360型（1卷），以锚杆将树脂锚固剂抵至底部，然后使用锚杆设备进行搅拌，维持半分钟，使用锚杆机安装螺丝，并设置检查试验，保障预紧力达不低于100n。3.2.3 锚索支护以锚索排距、锚索行距作为根本出发点，设定锚索孔的实际位置，在钻孔之后将其清理干净，保障钻孔深度在5.0m，各孔均注入树脂锚固剂，要求在注入$2360型（1卷）后注入z2360型（1卷），安排两名施工人员将树脂锚固剂抵至底部，开启钻机搅拌20s左右，在搅拌之后等待60s，保障锚

10、索外露不超过0.3m。使用收缩机拆卸搅拌器，保持半小时后装设锁具、托板，然后涨拉锚索至100kn以上。4 锚固质量及其顶板离层检测4.1 锚固质量检测在支护工作结束之后，检测员针对锚杆螺母进行抽样检查，各组三根检测一根，若第一次检测不合格，应当抽取下一组，仍不合格则需要对所有锚杆重新紧固。由管理人员定期开展试验，检测锚杆、锚索是否正常，就锚杆而言，每一百组抽取一组进行检测，各组为三根锚杆，抽检比例应当在1%以上。原则上来说，被检测组都应当与设计目标相一致，否则继续抽检。针对锚索来说每20根检测一组，保障试验为非破坏性抽拉，如果发现存在伸长现象则继续张拉，如果多次抽检均存在问题，则应当技术通知技

11、术管理人员，明确施工环节存在的问题，并及时提出具备针对性的解决措施。抽检要求为顶锚杆达9800n/帮锚杆4900n为有效，外移量应当控制在0.02m间，超出应当重新抽检计算。4.2 顶板动态检测由管理人员检测顶板动态，距离掘进面15米范围内观测，每三天检测一次，连续观察一个月，如果数据逐步趋向稳定，则可以延长观测时间为一周一次。锚杆顶层指标应当在15mm-10mm之内，如果检测数据与指标参考值不符，则应当及时检查顶层并提出完善策略。如果锚杆在锚固范围外离层，则可以提升锚固力或者增大支护量。如果锚杆在锚固范围内离层，则应当通过金属结构强化支护，或者延长锚索长度也有助于提升安全性。5 施工安全技术

12、要求管理人员应当定期安排专门人员检查支护材料，禁止使用质量不合格的材料。如果顶部出现异常现象，例如厚度增加、煤层破碎或者松软等，应当技术调整锚杆密度及其长度等参数，若有必要可以注浆，提高其牢固性，保障其满足施工要求。在施工中如果锚杆等断裂，应当提升支护质量，减小排距、行距或者增大锚索直径，避免锚索断裂造成人身伤害，降低生产效益。需要指出的是，如果支护大面积断裂，应当要求施工人员及时撤出，停止施工3。6 结束语综掘锚网支护技术的运用相比以往的支护方式，能够有效提升围岩的牢固性与稳定性，有助于降低安全事故的發生率。有关人员应当提高重视，通过综掘机的掘进，达到节约人力物力，提升生产效率及其效益。参考文献：1王林.大断面煤巷综掘锚杆支护快速掘进关键技术研究j.内蒙古煤炭经济，2015，01（15）：90-92.2王毛旦，刘随方.综掘及锚网支护技术在煤巷掘进中的应用j.能源与节能，2016，01（20）：129-131.3