【摘要】七煤集團（公司）龍湖礦自1999年推廣輕型支架綜采放頂煤工藝，工作面切眼原采用11群工字鋼和子棚切合單體液壓支柱護幫等多種材料聯(lián)合支護形式。通過實踐，這種支護形式存在以下明顯缺點和不足：A.切眼跨度大，項梁最大跨度達3.2m，己接近變形的允許極限，為防頂梁變形，需使用兩根工字鋼對接，其端頭互錯200m，其下以5根單體液壓支柱支撐，巷道后期維修最大。B.采煤工作面端頭及超前支護工藝復(fù)雜，工作面安裝困難，巷道造價高，工人勞動強度大，嚴重制約了綜放設(shè)備高產(chǎn)高效作用的發(fā)揮。C.由于架棚支護屬被動支護，頂板難控制，容易在頂梁之上形成冒空區(qū)，給煤層自燃留下隱患。
前言
針對上述情況，為適應(yīng)新的采煤工藝，提高煤炭生產(chǎn)效率，集團公司與中國礦業(yè)大學(xué)合作在對我礦特厚極羅煤層成分調(diào)研、認證的基礎(chǔ)上，于2000年9月在8415工作面切眼進行大斷面沿底掘進煤巷錨桿（索）支護試驗。
1.地質(zhì)條件
8415工作面位于84年下采區(qū)第4區(qū)段南，工作面上方為8415采空區(qū)，下為84下皮帶機下的保護煤柱，工作面走向長444m，傾斜長度125m，標(biāo)高522m-560.7m，煤層厚度8m-10m，傾角平均17度，其硬度系數(shù)0.3-0.5，屬極軟煤層，8煤層賦存穩(wěn)定，煤質(zhì)松軟，光澤暗淡，呈鱗片狀結(jié)構(gòu)。煤層中有2-3導(dǎo)0.4m～0.6m泥巖夾矸，底層夾矸底板1.8m-2.4m左右，對錨矸支護有一定影響，直接頂為3-5m砂泥巖互層，易冒落。直接面為1.2-1.5m厚粉砂質(zhì)泥巖，老底為6-9m堅硬砂泥巖互層。
煤層易自燃，發(fā)火期為3-6個月，瓦斯含量高，在機巷掘進施工中，經(jīng)常有瓦斯釋放產(chǎn)生的炮，水文地質(zhì)條件簡單，主要受老塘水和項板裂隙水的威脅。
2.支護原理
巷道掘進后，周圍煤體為相互聯(lián)系的有機整體，對巷道周圍進行任何力學(xué)作用，都會通過媒體傳遞到巷道保部位，產(chǎn)生不同的力學(xué)效應(yīng)。錨桿支護就是通過巷道淺部媒體有效加固來控制圍巖變形，錨索則是對巷道周圍錨桿支護的煤體起加強作用。因此，選擇合理的錨桿（索）地護形式、參數(shù)，能夠較好地控制巷道變形，起到良好的支護效果。
3.切眼支護設(shè)計
切眼為矩形斷面，凈寬4.7m，凈高2.4m。根據(jù)巷道斷面大，煤體硬度系數(shù)低且裂隙發(fā)育，支承能力差的特點，結(jié)合機巷施工中間出現(xiàn)因瓦斯釋放及應(yīng)力重新分布的情況，決定切肯采用“錨（索）一帶一網(wǎng)”的支護形式。
3.1切眼支護參數(shù)
切眼沿底掘進，頂部為松軟煤層，煤厚5.7m，開挖后頂暴露面稍大就易發(fā)生冒落，并可能導(dǎo)致頂板整體失衡，因此必須強化頂板管理，減少其暴露時間。從以上原則出發(fā)，切眼項板采用20mm×200mm高強螺紡鋼桿，間排距850mm×600mm配合“W”型鋼帶金屬網(wǎng)護頂，在距巷幫兩側(cè)1.2m處沿傾向布置2排長8.4m、直徑15.24mm錨索，加強支護，錨索間距2.7m。
3.2兩幫支護參數(shù)
巷道兩幫煤體強度低，在圍巖承載結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)為最弱，兩幫大范圍的破壞必然導(dǎo)致頂?shù)装遄冃卧龃螅仨毤訌妼徒堑闹ёo強度，從而提高切肯圍巖整體狗寶性，因此，切眼兩幫采用18mm×1500mm高強螺紋錨桿樹脂藥卷，配合鋼盤梯子梁金屬網(wǎng)產(chǎn)合支護，錨桿間距800mm×800mm。
4.施工工藝
由于煤層硬度低，極易冒落，再加上瓦斯釋放及開采后應(yīng)力重新分布造成煤炮，使原本松的頂煤更加難以控制，錨桿（索）支護很難實現(xiàn)。因此，切眼選用導(dǎo)峒法施工，先施工斷面為2.8m、2.4m的導(dǎo)峒，貫通后再擴寬至設(shè)計斷面。
4.1頂錨桿施工工藝
先從巷道迎頭的一側(cè)用風(fēng)鎬落煤，挖掘至設(shè)計高度。鋪頂部金屬網(wǎng)，并在w鋼帶的中部打上一棵單體支柱。用錨桿鉆機從鋼帶中打頂眼，至設(shè)計密度，將兩卷中速樹脂錨固劑依次送入眼孔中，用錨桿端頭抵住錨固劑送入孔底，用鉆機攪拌30s，停lmin后上緊螺母，完成錨桿的安裝。另一側(cè)采用相同的方法施工。
4.2幫錨桿施工工藝
按設(shè)計寬度將巷道兩幫刷齊，鋪金屬網(wǎng)鋼梯子梁，然后鉆孔、吹眼、攪拌樹脂和安裝錨桿，幫錨桿緊跟迎頭。
4.3錨索施工工藝
用頂錨桿鉆機在每根上1.0m可接長鉆桿打眼，當(dāng)孔，深至8.0m停止，用鋼絞線將兩卷中速樹脂錨固劑送入孔底，安裝攪拌器攪拌，等待2min后卸下攪拌連接器，完成錨索的內(nèi)錨固，1h后用張拉千斤頂張拉到8-10t時，即完成錨索的安裝。
5.經(jīng)濟社會效益
與工字鋼架棚巷道相比，新的支護形式具有明顯的經(jīng)濟和社會效益。
5.1改善巷道支護情況，提高巷道斷面利用率。
5.2減小工字鋼、坑木消耗12.2萬元，降低單體液壓支柱租賃費及工資支出計9萬元。
5.3巷道后期維修量減少，裝面速度快，工序簡單。
5.4為同類型煤層推廣錨桿（索）支護提供了技術(shù)和實踐上的經(jīng)驗。
6.存在問題及對策
6.1支護理論
原來的錨桿護理論不能完全適應(yīng)特厚極軟煤層錨桿（索）支護設(shè)計要求，為提高設(shè)計的科學(xué)性，需對其機理和設(shè)計方法作進一步的研究和探索。
6.2切眼頂板下沉控制
依據(jù)機巷頂?shù)装逑鄬ξ灰屏坑^測結(jié)果，切眼高度設(shè)計時最大相對位移量取300mm，但導(dǎo)峒刷寬后，巷道跨度有2.8增大至4.7，切眼頂板急劇下沉，局部達500mm，為此采取了以下措施。
6.2.1加強項板監(jiān)控，在頂板下沉量較大處增打金屬錨桿和錨索。
6.2.2采取外注重式單體液壓支柱與鋼絞頂切眼上端頭支護。為滿足進架要墳，切眼上端頭最大錨縈。
6.2.3沿進架路線彎道采用單體支柱配合11拌工字鋼和梁加強支護。
6.2.4施工機具。由于施工時頂、幫錨桿安裝使用不同機具，次第不高，限制了掘進速度實現(xiàn)掘錨一體化，提高單進，是值得研究的課題之一。
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