松软厚煤层轻放工作面切眼锚杆支护实践

1、松软厚煤层轻放工作面切眼锚杆支护实践【摘要】七煤集团（公司）龙湖矿自1999年推广轻型支 架综采放顶煤工艺，工作面切眼原采用11群工字钢和子棚 切合单体液压支柱护帮等多种材料联合支护形式。通过实 践，这种支护形式存在以下明显缺点和不足：a.切眼跨度大, 项梁最大跨度达3. 2m,己接近变形的允许极限，为防顶梁变 形，需使用两根工字钢对接，其端头互错200m,其下以5根 单体液压支柱支撑，巷道后期维修最大。b采煤工作面端头 及超前支护工艺复杂，工作面安装困难，巷道造价高，工人 劳动强度大，严重制约了综放设备高产高效作用的发挥。c. 由于架棚支护属被动支护，顶板难控制，容易在顶梁之上形 成冒空区，

2、给煤层自燃留下隐患。【关键词】轻放工作面；锚杆支护；实践0 .前言针对上述情况，为适应新的采煤工艺，提高煤炭生产效 率，集团公司与中国矿业大学合作在对我矿特厚极罗煤层成 分调研、认证的基础上，于2000年9月在8415工作面切眼 进行大断面沿底掘进煤巷锚杆（索）支护试验。1.地质条件8415工作面位于84年下采区第4区段南，工作面上方 为8415采空区，下为84下皮带机下的保护煤柱，工作面走 向长444m,倾斜长度125m,标高522m-560. 7m,煤层厚度 8m-10m,倾角平均17度，其硬度系数0. 3-0.5,属极软煤层, 8煤层赋存稳定，煤质松软，光泽暗淡，呈鳞片状结构。煤 层中有

3、2-3导0. 4m0. 6m泥岩夹歼,底层夹歼底板 1. 8m-2. 4m左右，对锚歼支护有一定影响，直接顶为3-5m砂 泥岩互层，易冒落。直接面为1.2-1.5m厚粉砂质泥岩，老 底为6-9m坚硬砂泥岩互层。煤层易自燃，发火期为3-6个月，瓦斯含量高，在机巷 掘进施工中，经常有瓦斯释放产生的炮，水文地质条件简单, 主要受老塘水和项板裂隙水的威胁。2支护原理巷道掘进后，周围煤体为相互联系的有机整体，对巷道 周围进行任何力学作用，都会通过媒体传递到巷道保部位， 产生不同的力学效应。锚杆支护就是通过巷道浅部媒体有效 加固来控制围岩变形，锚索则是对巷道周围锚杆支护的煤体 起加强作用。因此，选择合理的

4、锚杆（索）地护形式、参数, 能够较好地控制巷道变形，起到良好的支护效果。3切眼支护设计切眼为矩形断面，净宽4.7m,净高2.4m。根据巷道断 面大，煤体硬度系数低且裂隙发育，支承能力差的特点，结 合机巷施工中间出现因瓦斯释放及应力重新分布的情况，决 定切肯采用'锚（索）一带一网”的支护形式。3. 1切眼支护参数切眼沿底掘进，顶部为松软煤层，煤厚5. 7m,开挖后顶暴露面稍大就易发生冒落，并可能导致顶板整体失衡，因此 必须强化顶板管理，减少其暴露时间。从以上原则出发，切 眼项板采用20mm x 200mm高强螺纺钢杆，间排距 850mmx600mm配合型钢带金属网护顶，在距巷帮两侧 1.

5、 2m处沿倾向布置2排长8. 4m直径15. 24mm锚索，加强 支护，锚索间距2.7m。3.2两帮支护参数巷道两帮煤体强度低，在围岩承载结构中表现为最弱， 两帮大范围的破坏必然导致顶底板变形增大，必须加强对帮 角的支护强度，从而提高切肯围岩整体狗宝性，因此，切眼 两帮采用18mmx 1500mm高强螺纹锚杆树脂药卷，配合钢盘梯子梁金属网产合支护，锚杆间距800mmx800mmo4 施工工艺 由于煤层硬度低，极易冒落，再加上瓦斯释放及开采后应力重新分布造成煤炮，使原本松的顶煤更加难以控制，锚 杆（索）支护很难实现。因此，切眼选用导山同法施工，先施 工断面为2.8m、2. 4m的导同，贯通后再扩

6、宽至设计断面。4. 1顶锚杆施工工艺先从巷道迎头的一侧用风镐落煤，挖掘至设计髙度。铺 顶部金属网，并在w钢带的中部打上一棵单体支柱。用锚杆 钻机从钢带中打顶眼，至设计密度，将两卷中速树脂锚固剂 依次送入眼孔中，用锚杆端头抵住锚固剂送入孔底，用钻机 搅拌30s,停lmin后上紧螺母，完成锚杆的安装。另一侧采 用相同的方法施工。4.2帮锚杆施工工艺按设计宽度将巷道两帮刷齐，铺金属网钢梯子梁，然后 钻孔、吹眼、搅拌树脂和安装锚杆，帮锚杆紧跟迎头。4. 3锚索施工工艺用顶锚杆钻机在每根上1.0m可接长钻杆打眼，当孔， 深至8. 0m停止，用钢绞线将两卷中速树脂锚固剂送入孔底, 安装搅拌器搅拌，等待2m

7、in后卸下搅拌连接器，完成锚索 的内锚固，lh后用张拉千斤顶张拉到8-10t时，即完成锚索 的安装。5. 经济社会效益与工字钢架棚巷道相比，新的支护形式具有明显的经济 和社会效益。5.1改善巷道支护情况，提高巷道断面利用率。5. 2减小工字钢、坑木消耗12. 2万元，降低单体液压支 柱租赁费及工资支出计9万元。5. 3巷道后期维修量减少，装面速度快，工序简单。5.4为同类型煤层推广锚杆（索）支护提供了技术和实践上的经验。6. 存在问题及对策6. 1支护理论原来的锚杆护理论不能完全适应特厚极软煤层锚杆 （索）支护设计要求，为提高设计的科学性，需对其机理和 设计方法作进一步的研究和探索。6. 2切眼顶板下沉控制依据机巷顶底板相对位移量观测结果，切眼高度设计时 最大相对位移量取300mm,但导恫刷宽后，巷道跨度有2.8 增大至4.7,切眼顶板急剧下沉，局部达500mm,为此采取 了以下措施。6. 2.1加强项板监控，在顶板下沉量较大处增打金属锚 杆和锚索。6. 2.2采取外注重式单体液压支柱与钢绞顶切眼上端头 支护。为满足