B松软煤层沿空掘巷桁架支护

1、B松软煤层沿空掘巷桁架支护作者:日期:松软煤层沿空掘巷桁架支护赵宏志【淮北矿业（集团）海孜煤矿，安徽淮北235147】摘要介绍松软煤层沿空掘巷桁架支护的设计及施工技术，并对其矿压观测及技术经济效益进行了分析。关键词桁架支护松软煤层沿空掘巷参数设计施工海孜煤矿8煤层为不稳定煤层，灰灰黑色，鳞片状或粉末状，玻璃光泽，半亮型煤。 煤层部分地段有条带变薄区，中段、里段有分叉合并现象。整个工作面煤层受构造影响，较 破碎、松软，厚度变化较大，为03.70m，平均厚约1.60m，角度平均约为18。煤层伪顶为0.10.3m的炭质泥岩，黑色，质较软；直接顶为厚2.03.0m的泥岩，灰色，致密，块状，含大量植物化

2、石；老顶为814m的厚层细中粒砂岩，质硬，偶见软弱夹层。煤层直接底为 2.03.0m左右的泥岩，灰色，致密，块状，含大量植物化石； 老底为厚度 10.0m以上的9煤层底板砂岩，灰白色，中粒，主要矿物为石英长石， 层面夹炭质条带；在直接底与老底之间是9煤层，且其中夹有0.5m厚的一薄层炭质泥岩。844工作面布置在8煤层中，位于井田中央右侧。工作面走向长约650m倾斜长约130m位于-475m水平。地面地势平坦，多为农田。该块段对应的上阶 段是842工作面，下至F7断层煤柱，东以84上山煤柱为界，西至84采区边界。 844工作面风巷断面为斜矩形，净宽为3m,净中高为 2.4m，断面积为 8.4m

3、2，与上帮原842机巷间留设3m宽煤柱。埋藏深度-380m。1 支护方案由于8煤层为松软煤层，且高帮沿空，传统的架棚支护无法控制围岩变形，总是前掘后改，工人劳动强度大，成本投入高，且安全效果差。锚杆、金属网、锚索组成的桁架支护（以 下简称桁架支护）施工进度快、支护成本低、支护效果好，用于松软煤层沿空支护可以一次 成巷，保证了回风断面，消除了后期修护存在的安全隐患，而且减轻了工人劳动强度。所以 该风巷选用这种桁架支护，见巷道支护断面示意图。r,心 _.3000b X /320022007007007007002000桁架锚索0_p锚索0100-L匸匸XJ-LLL -LLLLL0金属网803500

4、800iEEEEEbILLLLLL0rZU11JLLLL =000图844风巷支护断面布置图顶板支护巷道顶板采用5根等强预拉力螺纹钢锚杆配合3.0m长M4型钢带、菱形金属网支护。锚杆直径22mm长2200mm=用两卷Z2355型树脂锚固剂卷加长锚固。间排距为800 X 700 ( mn)锚杆预紧力 30kN，锚固力不低于120 kN。顶板中部 3根锚杆垂直于顶板安设，两侧锚杆各向帮部倾斜15 。巷道顶板沿走向每隔3.0m布置一套直径 15.24mm、长5300mm的高预应力锚索，用1卷K2555树脂锚固剂卷和 2卷Z2555树脂锚固剂卷加长锚固，以保证锚固效果。锚索预紧力 6070kN。两帮支

5、护巷道高帮采用3根等强预拉力螺纹钢锚杆加2.7m长M3型钢带、菱形金属网支护，锚杆直径22mm长2200mm,用2卷Z2355型树脂锚固剂卷加长锚固，间排距为800 X 800 ( mm。锚杆预紧力20kN，锚固力不低于80kN。巷道低帮采用3根等强预拉力螺纹钢锚杆加1.8m长M3型钢带、菱形金属网支护。锚杆直径 20mm长2000mm,用2卷Z2355型树脂锚固剂卷加长锚固，间排距为 800X 800 ( mm)。锚杆预紧力20kN,锚固力不低于80kN。高帮上、下各每排布置一套高预应力锚索，直径15.24mm、长5300mm。上帮角的锚索与水平方向成60左右角，下帮角的锚索与水平方向成40

6、左右角，均深入岩层3.5m。锚索用1卷K2555型和2卷Z2555型树脂锚固剂卷加长锚固，以保证锚 固效果。锚索预紧力6070kN。桁架穿过 2.7m长的M4型钢带或槽钢。低帮最上面一根锚杆向上倾斜30。，最下面一根锚杆向下倾斜3045 o补强支护顶帮破碎处用24根右旋全螺纹预拉力锚杆加强，锚杆直径18mm。长度为2000mm,用2卷Z2355型树脂锚固剂卷锚固。3施工工艺及技术保障措施施工工艺由于该巷为半煤岩巷道， 故采用预留帮煤柱爆破施工，再刷帮至设计断面。施工工序为：敲帮问顶f看线画孔位f钻炮孔f装药连线f起爆验炮f找顶出矸f支设带帽点柱f钻顶 锚杆孔（锚索孔扫孔安装锚固剂、安锚杆（锚索

7、开动钻机搅拌t停钻凝固t紧固t 刷帮f钻帮锚杆孔（锚索孔）f清孔挂笆f安装锚固剂卷、锚杆（锚索）f开动钻机搅拌f 停钻凝固f上紧使托盘紧贴岩面。技术保障措施采用爆破法施工巷道，爆破后两帮预留500mm辅以风镐或手稿人工成形；按设计排距，顶板掘进循环进尺一个排距，帮锚杆同时安设，不得滞后；金属网从顶板中部向两边铺，两边网过肩窝，帮部菱形金属网铺至底角；顶锚杆钻机的安装扭矩应大于100N- m帮锚杆机具的安装扭矩应大于60N - m顶部锚杆扭矩要求不小于150 N m帮部锚杆扭矩要求不小于120N- m须人工进行二次加扭，滞后不得超过23天，须有专人实施；锚杆、锚索孔的深度、角度要符合设计要求，孔

8、要直要圆，孔壁清洁，钻孔、锚固 剂卷、锚杆（锚索）的 3径要匹配，锚固剂卷质量要合格，搅拌和等待时间要充分。4矿压监测巷道变形观测巷道内每30mm设置一个测站，采用十字布点法布置观测点。观测表明，前7天顶底板移近速度较快，最大为 3mm/d; 24天后顶底板趋于稳定，顶底板移近量为 50mm两帮前10 天移近速度较快，移近量为 34.2mm, 个月后达到稳定，移近量为 60mm顶板离层观测采用LBY 3型顶板离层指示仪对顶板离层进行观测。离层仪每隔3050m安装一个，安装深度为5叶监测结果表明，在此巷道段顶板离层量深部最大达到10mm浅部最大达到15mm未超出设计允许值（设计允许值为深部离层量

9、达30mm浅部离层量达 50mm。顶板压力观测30m安装一个液压枕,采用MC100型液压枕监测锚杆、锚索受力状况。巷道内每隔与离层指示仪交错布置。直接从液压枕表盘上读取压强数值并换算成压力值，换算关系为：*锚杆受力=液压枕读数X 5.23。通过观测，顶锚杆最大受力达到76kN,没有出现压力值达到锚杆屈服强度（118kN）的现象。原则上锚杆支护参数改变时便设测站观测上述各项内容，顶板离层观测I山 类顶板每隔6080m IVV类顶板每隔3050m在巷道顶板中部安设离层指示仪， 特殊地段加设。 其它观测仪器在离层仪断面附近安设。5 支护效果分析采用锚杆、网、锚索桁架组织桁架支护改善了巷道围岩受力状况

10、，控制了围岩变形和顶板下沉，变形量小，保持了风巷的稳定，满足了回采期间的断面要求。采用这种桁架支护降低了支护成本。它与工字钢架棚支护相比，不仅节约了大量工字钢， 而且减少了坑木等消耗。采用架棚支护按工字钢复用2次计算，加上改棚整修、后期回收等费用，每m巷道支护成本约为1300元。而采用桁架支护的每m巷道成本仅980元，可节约费用320元。桁架支护施工简单，机械化程度高，提高了工作效率，为采掘接替赢得了宝贵时间。桁架支护消除了后期修护工程量，尤其避免了修护所存在的重大安全隐患。采用这种还减轻了工人的劳动强度。锚杆（锚索）与工字钢相比，重量轻、安装方便， 不用回收，取消了运棚、架棚、回棚、改棚等繁杂的体力劳动。总之，由锚杆、金属网、锚索组成的桁架支护技术具有施工工艺简单、配套机具小型 化、支护及时、适应性强等特点，特别适用于松软煤层沿空巷道的支护。这种桁架支护技术 在松软煤层沿空巷道的成功实践为锚杆、锚索联合支护拓展了应用范围，前景广阔。 参考文献袁和生，等煤矿巷道锚杆支护技术北京：煤炭工业岀版