【摘要】目前，煤巷錨桿支護技術(shù)業(yè)已在煤礦生產(chǎn)中得到普及，但是此技術(shù)在不同地質(zhì)構(gòu)造的礦井在施工中存在著各不相同的諸多問題，通過對復雜地質(zhì)構(gòu)造的隆泰公司井下煤巷巷道斷面形狀及鋼帶長度等各參數(shù)的技術(shù)改造，使得隆泰公司井下煤巷錨桿支護的支護結(jié)構(gòu)更加合理，更加符合現(xiàn)場實際，從而確保了隆泰公司井下巷道的支護效果及施工質(zhì)量。本文著重介紹隆泰公司井下煤巷錨桿支護巷道斷面形狀的確定、鋼帶長度的選擇以及頂板錨桿的布置，具有很強的實用性，對同類巷道的支護起到了一定的參照作用。
1.工作面概況與地質(zhì)條件
隆泰公司井下1211上面材料上山位于-450水平東翼采區(qū)，煤層厚度為0.8～1.6m，平均煤厚1.2m，煤層賦存狀況不穩(wěn)定。該掘進工作面巷道直接頂為灰色砂質(zhì)破巖，平均厚度0.9m，其上為砂巖，厚度為4.5m，巖性致密堅硬；工作面直接底板為碎巖層，灰褐色不規(guī)則層理塊狀結(jié)構(gòu)，平均厚度為2.5m；老底為砂質(zhì)破碎巖，平均厚度5.6m。按照設(shè)計要求，該巷道采用斜矩形斷面錨梁網(wǎng)支護方式。巷道左右?guī)蛢A角18～25？，平均21.5？，巷道平均埋深為480m。
2.井下巷道初始施工設(shè)計及存在問題
2.1巷道初始支護參數(shù)
根據(jù)該礦對錨桿支護技術(shù)的實踐與認識，通過工程類比設(shè)計方法，確定了該巷道采用錨梁網(wǎng)支護方式。巷道支護規(guī)格（寬×高）為3.0m×2.2m，全斷面每排共布置11根錨桿，其中頂板每排布置錨桿5根，間排距為850mm×800mm；頂板中間錨桿布置在巷道中線上。鋼帶由直徑12mm的圓鋼加工而成，根據(jù)巷道頂板的傾角，確定鋼帶長度為3.6m。巷道左幫每排布置2根錨桿，其間排距為800mm×800mm，右?guī)兔颗挪贾缅^桿4根，其間排距為850mm×800mm。頂、幫錨桿均選用直徑20mm、長2m的左旋無縱筋螺紋鋼等強錨桿，每根錨桿使用1卷Z2370型樹脂錨固劑進行端頭錨固，設(shè)計錨固力不低于80kN。頂板金屬菱形網(wǎng)規(guī)格為：4.0m×1m，巷幫使用金屬平網(wǎng)規(guī)格為2.0m×1.0m，鐵托盤規(guī)格為100mm×100mm×10mm，木托盤規(guī)格為400mm×250mm×50mm。
2.2巷道施工狀況及其原因分析
巷道開挖后，經(jīng)過現(xiàn)場實踐發(fā)現(xiàn)，在施工中存在以下幾方面的問題：
?、傧锏郎蠋图绺C處的頂幫錨桿難于施工。巷道左右?guī)蛢A角較大，兩幫高差約為1.6m，巷道上幫較高，高達3.2m左右，因此在施工上幫肩窩錨桿時較困難，當煤層松軟時，易片幫傷人，安全上也沒有保證；現(xiàn)場施工時都是始終使上幫錨桿滯后迎頭兩排支護，在放炮后就先施工該肩窩處的幫錨桿，然后再出東西，影響了巷道的掘進速度；另外，在安裝靠近上幫的頂板錨桿時，由于上幫肩窩的空間小，錨桿鉆機受到限制而不能將錨桿安裝到位，常常造成錨桿的外露超過，甚至錨桿失效。
?、诠こ藤|(zhì)量不好掌握，巷道上幫易出現(xiàn)超寬現(xiàn)象。在安裝靠近上幫的頂板錨桿時，施工人員不得不將巷道上幫肩窩刷寬，以便能將錨桿安裝到位，從而造成巷道上幫肩窩處出現(xiàn)超寬現(xiàn)象，上幫呈上寬下窄，巷道整體上呈現(xiàn)倒“八”字形，成形不好看，工程質(zhì)量掌握不好。
?、坼^桿施工安裝質(zhì)量難以保證。由于巷道左右側(cè)傾角大，造成靠近上幫的頂板錨桿角度孔的方向與頂板夾角太小，安裝錨桿時，鐵托板與木托板、木托板與頂板之間不能緊貼，致使錨桿受力不均，易出現(xiàn)錨桿斷裂現(xiàn)象。
3.井下煤巷錨桿支護技術(shù)的改進
通過對施工過程中存在的以上諸多問題的分析，可以看出，這些問題均集中體現(xiàn)在巷道上幫肩窩處，為便于現(xiàn)場施工，提高掘進速度和施工質(zhì)量，保證生產(chǎn)的安全，對該巷道的支護方式進行如下改進：
?、傧锏罃嗝嫘螤畹拇_定。巷道斷面形狀可由傾矩形調(diào)整為類似于屋脊形，通過調(diào)整巷道斷面的形狀，在不減少巷道有效斷面的同時，既降低了巷道上幫的高度，又增大了上幫肩窩空間（如圖1）。通過對1211上面材料上山巷道形狀的調(diào)整，使巷道上幫高度由3.2m降到2.8m，方便了對上幫肩窩錨桿的施工，同時，巷道上幫肩窩的空間也隨之增加，巷道上幫與頂板的夾角由原來的59？增加到90？左右。從而保證了現(xiàn)場施工的安全，方便了上幫肩窩處頂板錨桿的安裝，使錨桿的施工質(zhì)量能夠滿足要求。
?、陧敯邃搸чL度的選擇，巷道斷面調(diào)整后，頂板鋼帶長度也要隨之調(diào)整，鋼帶長度的選擇要合理，避免因鋼帶過長造成巷道上幫肩窩超寬、巷道呈倒“八”圖1巷道斷面形狀改進
字形現(xiàn)象，或因鋼帶過短造成頂板兩側(cè)錨桿距肩窩的
距離超過規(guī)定。鋼帶的合理長度可由下式計算：
L=0.5B/cosα+0.5B（1）
B—巷道設(shè)計寬度，m；取3.2m
α—頂板傾角，？；取31？
L—頂板鋼帶長度，m。
經(jīng)過計算，確定7633上面材料上山巷道頂板鋼帶長度為3.3m。
?、垌敯逯虚g錨桿位置的確定。巷道斷面形狀的調(diào)整，致使頂板中間錨桿要偏離巷道中線靠近巷道的下幫，以避免出現(xiàn)靠近巷道下幫的頂板錨桿距巷幫的距離超過規(guī)定。頂板中間錨桿偏離巷道中線的距離可由下式計算：
L1=0.5L-0.5B（2）
L—頂板鋼帶長度，m；
B—巷道設(shè)計寬度，m；取3.2m
L1—頂板鋼帶長度，m。
經(jīng)過計算，1211上面材料上山巷道頂板中間錨桿偏離巷道中線距離為150mm。
?、芟锏郎蠋图绺C處頂板錨桿選用異形托板，鐵托板使用30？夾角的異形鐵托板，木托板眼孔也加工成斜孔，從而使鐵托板與木托板之間、木托板與頂板之間都是面接觸，杜絕了托板不能密貼巖面的現(xiàn)象。
4.施工
4.1井下巷道支護調(diào)整
巷道斷面改按屋脊形跟頂施工，頂板鋼帶凈長為3.3m，頂板每排布置錨桿5根，間排距改為800mm×800mm，巷道上幫第排仍布置4根錨桿，其間排距改為800mm×800mm，巷道中線偏離頂板中間錨桿150mm；其它支護要求不變（見圖2）。
4.2隆泰公司煤巷錨桿施工的嚴格規(guī)定
①嚴格按中線布置頂板錨桿，避免因頂板中間錨桿布置出現(xiàn)偏差，而造成頂板兩側(cè)錨桿至巷幫的距離超過規(guī)定。
?、诩訌姳乒芾?，嚴格控制好巷道成形，盡可能減少對頂板和上幫的震動破壞，巷道上幫采用鎬刷成形。施工期間若煤層松軟，則嚴禁動炮，采用風鎬、手鎬掘進。
?、凵蠋湾^桿與頂板錨桿一樣，要緊跟迎頭，盡可能減少上幫的暴露時間，避免因長時間的不支護造成巷道折幫。
?、墚斚锏纼A角發(fā)生變化時，可通過調(diào)整頂板中間錨桿與中線的距離來達到滿足錨桿支護技術(shù)規(guī)范的目的。
5.對井下支護技術(shù)改進的分析
隆泰公司通過對原有支護方式的改進，巷道的施工質(zhì)量有了很大的提高，杜絕了頂板托板不能緊貼巖面的現(xiàn)象；巷道上幫高度的降低，既方便了現(xiàn)場的施工，利于快速掘進；也有利于巷道上幫的控制，避免出現(xiàn)片幫傷人事故的發(fā)生。同時，通過改變巷道的斷面形狀，還有以下優(yōu)點：
?、俑佑欣陧敯宓墓芾?，通過改變巷道的斷面形狀，巷道頂板的暴露長度變小，巷道上幫高度變低，頂幫錨桿的間排距均由原來的850mm×800mm改為800mm×800mm，巷道頂幫的支護密度增加，有利于安全施工。
?、诶谕ǚ拦芾恚√┕緸槔系V井，該巷道也一直執(zhí)行“四位一體”的安全生產(chǎn)措施，巷道斷面改變前，由于上幫較高、其肩窩處空間小，該處風流不暢，極易造成有害氣體積聚。巷道斷面改變后，巷道上幫高度減小，肩窩處空間也隨之增加，使風量充足，從而避免了有害氣體的積聚，更加利于安全生產(chǎn)。
?、巯锏罃嗝娴母淖?，使所用鋼帶長度及頂板菱形網(wǎng)的數(shù)量也均有所降低，因此與原巷道支護形式相比，改變后的支護形式還可節(jié)約支護成本。
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