巷道托顶煤支护技术实践

张毅

摘要：阐述三河尖煤矿7201厚煤层掘进工作面，应用锚、网、粱、索联合支护，并充分掌握联合支护的基本原理，通过托顶煤的方式施工，控制住巷道顶板，保证了掘进工作面的施工进度与施工安全。

关键词：托顶煤联合支护支护原理

众所周知，顶板事故在矿山各种事故中占有相当大的比重，如何控制住顶板，对于巷道掘进和工作面回采，都有十分重要的作用。通过充分掌握锚、网、粱、索联合支护的基本原理，采用托顶煤的方式施工，既能控制住顶板，又能保证施工进度与施工安全。

1、工程概况

三河尖煤矿7201掘进工作面，位于其东二采区-530m水平，工作面煤层为山西组7煤，工作面沿煤层倾向布置，巷道跟7煤底板掘进。工作面煤层厚度最大10.5m，最小5.0m，平均煤厚7.0m；直接顶为粉砂岩，平均厚度2.47m，老顶为细砂岩，平均厚度4.60m。掘进巷道最大断面为毛宽4.5m，毛高2.8m，断面积12.6m2，掘进长度为1600m。掘进方式为以综掘为主，局部地段以炮掘为辅助的方式施工。

2、联合支护

2.1 支护前的要求

在进行联合支护前，首先要控制好巷道的成型，最大限度的减少对煤层的松动破坏，减少支护工作难度，具体做法是，在采用综掘或炮掘时，所掘巷道小于设计要求巷道（宽小于300mm，高小于200mm），然后由人工采用风镐、手镐将巷道刷齐，达到设计要求巷道；其次是合理控制掘进循环进尺，最大为为1.6m，如遇煤体变软或体质构造后，及时缩小为0.8m，防止受煤层稳定的限制，掘进速度过快而造成巷道片帮、抽冒顶现象的发生；再者当煤层状况发生变化时，为了保证巷道跟煤层底板施工，需要进行逮顶，即为将煤层顶板分台阶留住，打超前锚杆进行逮顶支护，再恢复正常支护。

2.2 支护参数

巷道采用锚、网、粱、锁联合支护。具体包括：

锚：锚杆，顶部采用直径20mm、长2500mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，帮部采用直径18mm、长2000mm的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆。

网：菱形金属网，网孔为50mm×50mm，8#铁丝编织；规格为6000mm×1100mm，2700mm×1100mm两种。

粱：顶部钢筋粱采用直径16mm圆钢加工，规格为4500mm×800mm×70mm；帮部钢筋粱采用直径12mm圆钢加工，规格为2700mm×800mm×70mm。

索：锚索，采用直径为18.9mm，长度分为5200mm、7200mm、9200mm的三种锚索（根据顶部煤层厚度采用不同长度的锚索）。

其它：锚杆间排距为800mm×800mm，锚索间排距为2000mm×3200mm，成菱形布置；

锚固剂选择为树脂锚固剂，型号为CK-Z2370与Z2380两种，锚杆锚注时，每孔选用CK-Z2370一支，锚索锚注时，每孔选用CK-Z2370与Z2380各一支，孔底使用CK-Z2370，外侧使用Z2380。

2.3 支护后管理

巷道施工过程中，每100m安装一组顶板离层仪（遇断层、顶板压力较大或顶板下层明显时，及时增补顶板离层仪），并有专人进行观测和记录。

巷道施工过程中，根据《煤巷锚杆支护技术规范》要求，巷道每掘进30～50m，或每300根（含300根以下）抽样一组（不少于3根，其中顶2根、帮1根），同时，抽查一组锚索，每组不少于2根进行锚杆、锚索拉拔力试验，以检测锚杆、锚索施工质量，如出现不合格，分析原因，及时进行补打。

3、支护原理

根据现代支护理论，采用锚网粱索联合支护方式，它的支护原理主要表现为：锚杆的挤压加固作用在围岩中形成一定厚度均匀压力连续压缩带，即能保持自身稳定，又能承受地压，阻止上部围岩松动变形；钢筋网可以增强支护的整体性，起到桁架支撑作用；粱和锚索能控制围岩松动向深部扩展，并增加巷道组合粱的宽度和厚度。联合支护就是利用围岩自身的手里特点，提高围岩自身支承能力和外部支承能力，促进围岩提早形成稳定状态，尽量限制松动圈的扩展。

4、其它说明

在巷道支护时，我们还着重考虑了三个方面：(1)锚杆预紧力，预紧力是锚杆支护中的关键参数，是区别锚杆支护是被动支护还是主动支护的因素。只有提高锚杆的高预紧力，才能充分发挥锚杆的主动支护作用。该矿在现场施工中，一是采取有效措施给锚杆施加较大的预紧力，二是通过托板、钢带等构件实现锚杆预紧力的扩散，扩大预紧力的作用范围，提高锚固体的整体刚度和完整性；(2)由于锚杆和锚索的延伸率不同，如果两者锚注承载时间不能有效衔接，将不能发挥整个支护体系的最大作用；通过现场的一些监测与试验，确定在锚杆支护施工完成后，锚索按要求及时锚注，上好锁具但不预紧，过12h后，由第三班人员对第一班所施工锚索进行张拉预紧，保证了整个支护体系的最大支护作用；(3)根据煤层厚度，现场施工的锚索规格分别采用直径为18.9mm，长度分为5200mm、7200mm、9200mm的三种锚索，作业机具为MQT-120锚杆机，但现场施工表明，MQT-120锚杆机施工9200mm长的锚索时，树脂药卷不能被充分均匀搅拌，锚固力达不到要求，所以矿重新购买功率较大的MQT-130锚杆机，此锚杆机施工锚索后，树脂药卷能充分均匀搅拌，经现场拉拔力试验，锚固力能达到要求。

5、结语

三河尖煤矿7201掘进工作面托顶煤支护实践证明，应用锚网梁索联合支护方式，能保证主动支护，增加支护强度，加快掘进速度，实现施工安全，具有一定的技术经济效益。

参考文献

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