论文部分内容阅读
摘 要： 介绍了某煤矿炮掘煤巷锚网支护技术的应用及实践情况， 包括锚网支护技术的设计、施工及施工中出现的问题和对策、矿压监测等，并提出了建议。
关键词： 炮掘；煤巷锚网支护技术；设计；施工；建议
【中图分类号】 P618.11
【文献标识码】 B
【文章编号】 2236-1879（2017）10-0235-02
引言
综采是煤矿主要采煤方法， 其工作面每年需布置2500m左右的跟底板掘进煤巷。以往， 综采工作面，回采巷道掘进支护，普遍采用工字钢棚或木棚的支护方式。这两种支护方式存在的缺点：工字钢棚或木棚笨重；工作面回采时工作面上下两端头支护及回料困难；掘进支护材料费用高；巷道断面得不到有效利用。为了解决全煤巷道支护问题， 某煤矿自2005年初积极推广应用了煤巷锚网支护新技术。到目前为止， 锚网支护已成为该矿煤巷掘进的主要支护形式。
1 井下围岩地质条件
该煤矿目前主采 7#、11#煤， 综采工作面主要布置于11#煤层中。 11#煤层平均厚度3m，煤层倾角平均为5-10°， 煤层结构简单， 属稳定性煤层。11#煤顶板为粉砂岩， 厚度0～4m；老顶为中砂岩， 厚度15.0m左右。
2 支护机理及支护参数
2.1 支护机理。
2.1.1 顶板支护。通过锚梁网共同作用，使巷道顶板组成一个“似整体”提高顶板的整体强度， 增强抵抗地压的能力，防止顶板变形和下沉。
2.1.2 巷帮支护。通过锚梁网共同作用，增强煤帮表面稳定性， 防止片帮， 提高煤帮有效承载力。
2.1.3 锚索加强支护。当巷道顶板处于软弱的煤岩层位时，其顶板可视为“潜在的冒落区”， 巷道顶板有可能整体跨落， 并通过锚索对被加固岩体施加预应力，限制顶板岩体有害变形的发展， 从而提高顶板的稳定性。
2.2 支护参数。
2.2.1 顶部锚杆。顶部选用φ18×1800mm螺纹钢锚杆，间排距 800mm×800mm（顶帮破碎600mm×600mm， 顶板坚硬时1000mm ×1000mm）， 每孔用K2360树脂药卷二只（端头锚固）， 锚杆机安装一次完成。单根承载力≥60kN。采用钢筋梯子梁、菱形金属网护顶。
2.2.2 帮部锚杆。巷帮选用φ16×1800mm钢筋锚杆， 间排距 800mm×800mm（特殊情况同上）， 每孔用K2360树脂药卷二只，煤电钻安装一次完成， 单根承载力≥40kN。采用钢筋梯子梁、金属（塑料）网护帮。
2.2.3 预应力锚索。锚索选用φ15.24mm低松弛钢铰线， 每根长6m左右（长度取决于锚索打入老顶砂岩1m以上所穿过各类煤岩的厚度）， 每孔用MSK3535树脂药卷两只，利用锚杆机完成锚索锚固。锚索托盘 300mm×300mm厚8mm钢板加工而成。单根承载力≥180kN。布置锚索的间排距视具体情况决定，一般排距为3m，每排1根。
3 施工工艺及质量管理
3.1 施工工艺。
该煤矿全煤巷道的掘进工作主要由三个掘进队负责， 各队机械设备基本配置为：0.3耙装机、40型溜子、MQT-85J锚杆机、MZ-12A湿式煤电钻或ZQS-50型风动煤钻等。具体工艺为：爆破落煤后，施工人員进入工作面、敲梆问顶对迎头顶板进行临时支护，然后铺联顶网上钢筋梯子梁、打设顶中部两根锚杆，再打顶部两侧锚杆，最后锚两帮锚杆。
3.2 施工中出现的问题及对策。
3.2.1 巷道成形不易保证， 顶、帮煤易受影响而酥松。锚网支护技术关键之一就是先保持住巷道成形，以利于锚杆安装和安装后托盘紧贴煤壁， 增强锚固力。由于掘进采用的是炮掘工艺， 多次放炮势必会对巷道成形和围岩稳定造成影响。因此， 我们首先抓迎头爆破参数。炮眼布置时， 周边眼距巷道轮廓线一般内收400mm左右， 煤体破碎时可留更多。周边眼间距应严格不超过400mm， 周边眼、掏槽眼、辅助眼眼向应水平并顺巷道方向， 防止爆破作业时落煤冲击煤顶和煤帮，易造成煤体破碎。周边眼每眼装药量应严格不超过三分之一药卷。其次是灵活选择断面。当煤层层面不规则时，选择拱形断面；当煤层内层面较明显时， 沿主层面选择淋肩断面， 不人为破坏煤顶。
3.2.2 施工中易出现顶部梯子梁、帮部托盘不能紧贴煤面的现象。由于受多次振动， 顶、帮煤易酥松破碎，造成锚杆虚锚。为此，掘进时一是采取梯子梁加背板的做法。二是对虚锚严重的， 重新补打锚杆。三是安装顶部锚杆时，先布置中间锚杆，再锚两侧锚杆。
4 矿压观测
4.1 锚杆锚固力檢测是随机进行的（300根一组），观测结果表明，顶部锚杆锚固力多处于65.6-73.4kN， 其他也均大于设计锚固力≥60kN的额定值；两帮锚杆锚固力多处于46.2 -58kN，其他也均大于设计锚固力≥40kN的额定值， 且此锚固力不是锚杆的最终破坏力。这说明锚杆在施工过程中质量控制得较好，为锚杆发挥支护作用提供了保障。
4.2 根据技术要求， 每60m安装一组顶板离层仪， 每100m设置一个表面位移观测站。要求每日观测一次并做好观测台帐， 及时掌握顶板的离层变化和煤体的表面位移变化情况， 根据观测数据及时修改支护参数。
近年来， 此煤矿大力推广应用煤巷锚网支护新技术， 对提高单产单进， 建设高产高效矿井， 平衡采掘关系， 提高煤矿综合效益等起到了积极作用。
结语
锚网支护的优越性不可置疑。但在此煤矿的具体实践中还存在以下问题：
（1）检测手段不完备，缺乏对围岩动态变化和地应力的研究， 巷道围岩分类工作有待于进一步细化。
（2）要深入研究不同地质条件下的锚网支护机理和支护参数，扩大应用范围， 使其能够适应各种复杂的围岩条件。
（3）由于该矿开采水平逐渐降低，将来需在深部采区布置综采工作面， 因此应进一步进行锚网支护作用机理研究， 努力探讨深部区域跟底板掘进煤巷的支护技术。
（4）加强职工技术培训， 使之掌握锚网支护的技术标准和施工规范，不断提高操作水平。
（5）工作面回采期间加强矿压监测工作， 研究工作面回采时的矿压显现规律， 反过来对巷道的锚网支护参数提出改进意见。
参考文献
[1] 复杂顶板下悬移支架管理维护技术实践[J].李明磊，王菲，马瑞刚.中小企业管理与科技（下旬刊）. 2013（06）.
[2] 悬移支架应用中存在问题探讨[J].乔华一.陕西煤炭. 2012（04）.
[3] 斜坡悬臂法悬移支架上架器的设计与应用[J].李忠越，王俊营，王铁锋.中州煤炭. 2010（08）.
[4] 并列双滑杆式悬移支架诞生[J].李剑锋.煤矿机械. 2000（11）.
作者简介：张彪炳，男（1993.07—），汉族，广东梅州人，本科学历，毕业于中国矿业大学应用技术学院采矿工程，助理工程师。
关键词： 炮掘；煤巷锚网支护技术；设计；施工；建议
【中图分类号】 P618.11
【文献标识码】 B
【文章编号】 2236-1879（2017）10-0235-02
引言
综采是煤矿主要采煤方法， 其工作面每年需布置2500m左右的跟底板掘进煤巷。以往， 综采工作面，回采巷道掘进支护，普遍采用工字钢棚或木棚的支护方式。这两种支护方式存在的缺点：工字钢棚或木棚笨重；工作面回采时工作面上下两端头支护及回料困难；掘进支护材料费用高；巷道断面得不到有效利用。为了解决全煤巷道支护问题， 某煤矿自2005年初积极推广应用了煤巷锚网支护新技术。到目前为止， 锚网支护已成为该矿煤巷掘进的主要支护形式。
1 井下围岩地质条件
该煤矿目前主采 7#、11#煤， 综采工作面主要布置于11#煤层中。 11#煤层平均厚度3m，煤层倾角平均为5-10°， 煤层结构简单， 属稳定性煤层。11#煤顶板为粉砂岩， 厚度0～4m；老顶为中砂岩， 厚度15.0m左右。
2 支护机理及支护参数
2.1 支护机理。
2.1.1 顶板支护。通过锚梁网共同作用，使巷道顶板组成一个“似整体”提高顶板的整体强度， 增强抵抗地压的能力，防止顶板变形和下沉。
2.1.2 巷帮支护。通过锚梁网共同作用，增强煤帮表面稳定性， 防止片帮， 提高煤帮有效承载力。
2.1.3 锚索加强支护。当巷道顶板处于软弱的煤岩层位时，其顶板可视为“潜在的冒落区”， 巷道顶板有可能整体跨落， 并通过锚索对被加固岩体施加预应力，限制顶板岩体有害变形的发展， 从而提高顶板的稳定性。
2.2 支护参数。
2.2.1 顶部锚杆。顶部选用φ18×1800mm螺纹钢锚杆，间排距 800mm×800mm（顶帮破碎600mm×600mm， 顶板坚硬时1000mm ×1000mm）， 每孔用K2360树脂药卷二只（端头锚固）， 锚杆机安装一次完成。单根承载力≥60kN。采用钢筋梯子梁、菱形金属网护顶。
2.2.2 帮部锚杆。巷帮选用φ16×1800mm钢筋锚杆， 间排距 800mm×800mm（特殊情况同上）， 每孔用K2360树脂药卷二只，煤电钻安装一次完成， 单根承载力≥40kN。采用钢筋梯子梁、金属（塑料）网护帮。
2.2.3 预应力锚索。锚索选用φ15.24mm低松弛钢铰线， 每根长6m左右（长度取决于锚索打入老顶砂岩1m以上所穿过各类煤岩的厚度）， 每孔用MSK3535树脂药卷两只，利用锚杆机完成锚索锚固。锚索托盘 300mm×300mm厚8mm钢板加工而成。单根承载力≥180kN。布置锚索的间排距视具体情况决定，一般排距为3m，每排1根。
3 施工工艺及质量管理
3.1 施工工艺。
该煤矿全煤巷道的掘进工作主要由三个掘进队负责， 各队机械设备基本配置为：0.3耙装机、40型溜子、MQT-85J锚杆机、MZ-12A湿式煤电钻或ZQS-50型风动煤钻等。具体工艺为：爆破落煤后，施工人員进入工作面、敲梆问顶对迎头顶板进行临时支护，然后铺联顶网上钢筋梯子梁、打设顶中部两根锚杆，再打顶部两侧锚杆，最后锚两帮锚杆。
3.2 施工中出现的问题及对策。
3.2.1 巷道成形不易保证， 顶、帮煤易受影响而酥松。锚网支护技术关键之一就是先保持住巷道成形，以利于锚杆安装和安装后托盘紧贴煤壁， 增强锚固力。由于掘进采用的是炮掘工艺， 多次放炮势必会对巷道成形和围岩稳定造成影响。因此， 我们首先抓迎头爆破参数。炮眼布置时， 周边眼距巷道轮廓线一般内收400mm左右， 煤体破碎时可留更多。周边眼间距应严格不超过400mm， 周边眼、掏槽眼、辅助眼眼向应水平并顺巷道方向， 防止爆破作业时落煤冲击煤顶和煤帮，易造成煤体破碎。周边眼每眼装药量应严格不超过三分之一药卷。其次是灵活选择断面。当煤层层面不规则时，选择拱形断面；当煤层内层面较明显时， 沿主层面选择淋肩断面， 不人为破坏煤顶。
3.2.2 施工中易出现顶部梯子梁、帮部托盘不能紧贴煤面的现象。由于受多次振动， 顶、帮煤易酥松破碎，造成锚杆虚锚。为此，掘进时一是采取梯子梁加背板的做法。二是对虚锚严重的， 重新补打锚杆。三是安装顶部锚杆时，先布置中间锚杆，再锚两侧锚杆。
4 矿压观测
4.1 锚杆锚固力檢测是随机进行的（300根一组），观测结果表明，顶部锚杆锚固力多处于65.6-73.4kN， 其他也均大于设计锚固力≥60kN的额定值；两帮锚杆锚固力多处于46.2 -58kN，其他也均大于设计锚固力≥40kN的额定值， 且此锚固力不是锚杆的最终破坏力。这说明锚杆在施工过程中质量控制得较好，为锚杆发挥支护作用提供了保障。
4.2 根据技术要求， 每60m安装一组顶板离层仪， 每100m设置一个表面位移观测站。要求每日观测一次并做好观测台帐， 及时掌握顶板的离层变化和煤体的表面位移变化情况， 根据观测数据及时修改支护参数。
近年来， 此煤矿大力推广应用煤巷锚网支护新技术， 对提高单产单进， 建设高产高效矿井， 平衡采掘关系， 提高煤矿综合效益等起到了积极作用。
结语
锚网支护的优越性不可置疑。但在此煤矿的具体实践中还存在以下问题：
（1）检测手段不完备，缺乏对围岩动态变化和地应力的研究， 巷道围岩分类工作有待于进一步细化。
（2）要深入研究不同地质条件下的锚网支护机理和支护参数，扩大应用范围， 使其能够适应各种复杂的围岩条件。
（3）由于该矿开采水平逐渐降低，将来需在深部采区布置综采工作面， 因此应进一步进行锚网支护作用机理研究， 努力探讨深部区域跟底板掘进煤巷的支护技术。
（4）加强职工技术培训， 使之掌握锚网支护的技术标准和施工规范，不断提高操作水平。
（5）工作面回采期间加强矿压监测工作， 研究工作面回采时的矿压显现规律， 反过来对巷道的锚网支护参数提出改进意见。
参考文献
[1] 复杂顶板下悬移支架管理维护技术实践[J].李明磊，王菲，马瑞刚.中小企业管理与科技（下旬刊）. 2013（06）.
[2] 悬移支架应用中存在问题探讨[J].乔华一.陕西煤炭. 2012（04）.
[3] 斜坡悬臂法悬移支架上架器的设计与应用[J].李忠越，王俊营，王铁锋.中州煤炭. 2010（08）.
[4] 并列双滑杆式悬移支架诞生[J].李剑锋.煤矿机械. 2000（11）.
作者简介：张彪炳，男（1993.07—），汉族，广东梅州人，本科学历，毕业于中国矿业大学应用技术学院采矿工程，助理工程师。