深埋巷道沿空掘巷支护技术

陈冬冬 牛学军 项敏

1.国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽阜阳 236153 2.国投新集能源股份有限公司新集一矿，安徽凤台 232172

深埋巷道沿空掘巷支护技术

陈冬冬1牛学军2项敏2

1.国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽阜阳 236153 2.国投新集能源股份有限公司新集一矿，安徽凤台 232172

新集一矿经过多年开采，已转入深部开采，且经常出现沿空掘巷的情况，为此，必须设计合理的支护方式，以保证生产及安全需要。

深埋巷道；沿空掘巷；锚网索支护；U型棚支护

281110 综采工作面位于新集一矿二水平八采区东翼，该工作面风巷埋藏深度为-519.3m～-547.8m，北邻281108采空区，跟11-2煤顶板施工，施工中根据实际地质资料调整施工坡度，掘进期间需从六采区11煤轨道上山上方通过。

1 煤层顶底板特征

老顶：以灰色、灰白色中细粒砂岩为主，局部为灰色砂质泥岩，靠近中下部局部发育一层极不稳定的炭质泥岩,厚度2.44m～9.88m，平均厚度5.88m。

直接顶：泥岩、砂质泥岩;灰色泥质，含铝质，平均厚度3.22m。通常在11-2煤顶板上1.4m～7.51m发育一层厚0.8m～2.8m的11-3煤。

直接底：泥岩,厚度1.83m～9.44m，平均厚度3.89m。煤层底板下为一层厚约0.53m的11-1煤，黑色、块状、条带状、煤质差。

11-2 煤层：黑色，块状、条带状，半亮型煤，结构较复杂，绝大部分含有2～3层夹矸。

纯煤厚2.35m～3.85m,平均纯煤厚度为3.05m,全层厚度为3.65m。

2 支护设计

2.1 支护形式

支护形式以拱形锚网索支护为主，顶板破碎不具备拱形锚网索支护条件时，采用U型棚支护。拱形锚网索断面净宽×净高=4.8×3.6m，顶部和帮部锚杆间排距均为800×800mm，锚索间排距为1.2×1.6m（锚网索支护断面图见图1）；U型棚断面净宽×净高=4.8×3.7m，搪材棍、菱形网腰背，棚间采用槽钢（或角钢）拉条固定。

图1 281110风巷锚网索支护断面图

2.2 支护材料及规格

（1）拱部采用Φ20×2200mm锚杆，帮部采用Φ18×2200mm锚杆，间排距800×800mm；每排布置13根锚杆。

（2）托盘采用10mm厚的钢板制成正方形，边长为120mm，并压制成弧形。

（3）锚网由Φ6mm圆钢制作，网格100×100mm，长×宽=1.0×2.0m或1.0×1.1m。

（4）钢带：钢带采用Φ12mm钢筋焊制成梯子状，长度为3.6m和2.2m及2.8m配合使用。

（5）锚索规格为Φ21.8×7300mm，每排布置三根，间排距为1.2×1.6m，锚索托板均为

300×300 mm及150×150mm两块，由厚10mm钢板制作。

（6）锚固剂采用Z2360型或Z2850型锚固剂，拱、帮部锚杆均为2卷/根，其直径必须与钻孔直径相配套。施工时，若采用风锤打帮顶锚杆眼，应使用Φ32mm的钻头，锚固剂用Z2850型；若采用锚索机打顶部锚杆眼时，应使用Φ28mm的钻头，锚固剂用Z2360型。打锚索眼时使用Φ32mm的钻头，锚固剂用Z2360型4卷/眼。

（7）U型棚采用29U型钢制作。

（8）菱形网长×宽=2800×800mm，拉钩长度480mm。

（9）拉条采用80＃槽钢或角钢加工，其长度为1500mm。

（10）木撞楔规格为1400×70×50mm或1800×70×50mm

2.3 架U型棚永久支护质量要求

（1）架U型棚支护时帮顶应严实有劲，棚间拉钩和木撑应齐全有效并成一直线，U型棚间木撑7道，其中正顶1道，距棚梁端头500mm各1道，每帮拱基处和底板处各一道；拉钩3道，其中正顶一道，拱基处两边各一道。

（2）架U型棚中线到每一侧距离误差为0mm～100mm；净高误差为0mm～100mm。

（3）棚距误差±50mm，U型棚梁腿搭接550mm，卡缆螺丝应采用力矩扳手紧固，扭矩不小于140N m，卡缆间距为200±20mm，搭接处卡缆外侧距梁、腿端头距离为10mm～20mm。

（4）搪材棍直径大于40mm，采用2根一组，搪材棍直径小于40mm（直径必须大于30mm，否则不准使用），采用3根一组，每组间距为300mm。菱形网搭接100mm～150mm，并用14#以上铁丝双股连网，连网点距不大于300mm，腰背必须过肩并整齐严密。

（5）严禁空帮空顶，不得架等劲棚，掉顶处必须用半圆木接实，帮空处用岩石等硬料填实，如果棚子与周围岩体接触不实，每棚可用5～7块木刹左右对称将棚子刹紧，以达到良好地支护效果。

（6）平巷施工棚子应垂直顶底板，前倾后仰不超过0.5°。

（7）棚梁扭距不大于100mm。

（8）过煤层期间，当U型棚腿窝处于煤层中时，必须对每根棚腿加穿一块木鞋（或石鞋），其规格为长×宽×厚=250×250×100mm。

（9）架设U型棚时，在每一棚U型棚顶部正中偏左200mm位置以及U型棚两棚腿拉钩鼻处下200mm位置处各使用一道槽钢拉条（或角钢拉条）加固U型棚，共计三根。

2.4 锚网索永久支护质量要求

（1）锚杆、锚索间排距严格按设计要求施工，锚杆间排距误差±100mm，锚索间排距误差±150mm。

（2）锚杆、锚索垫板应紧贴岩面，垫板边方向与巷道方向尽可能保持一致，避免歪斜。锚杆外露为15mm～50mm。锚杆、锚索应尽可能垂直巷道轮廓线的切线或主要岩层面，与巷道轮廓线的切线或主要岩层面夹角不小于75°。

（3）锚杆拉力：帮、拱部锚杆均不小于10t（锚杆拉力器压力表读数不小于34.5MPa），螺帽紧固有力，扭矩不小于140N m。每根锚索锚固力不小于14t（采用MS-15-150/55锚索张拉器）。

（4）锚网索支护的钢筋网采用锚杆、钢带压茬；钢带、锚网搭接100～150mm，钢带搭接部位应正好位于锚杆眼位置，用锚杆固定并用14#以上铁丝双股联网，联网点距不大于300mm。两个循环之间的锚网压茬，不准卸掉锚杆垫板螺帽，并用双股14#以上铁丝联网。

（5）锚网索支护巷道净宽中线至一侧距离误差为0mm～100mm，压力大段允许放大到200mm；巷道净高误差为0mm～100mm。

（6）锚网索支护岩性好时，顶部锚杆紧跟迎头，帮部锚杆可以滞后顶部锚杆6m，岩性差时，帮部锚杆、锚索紧跟迎头。

（7）顶板较稳定的情况下，综掘时锚索滞后迎头不超过25m；顶板破碎不稳定的情况下，锚索紧跟迎头。

（8）搅拌锚固剂45min后张拉锚索，张拉预紧力控制在18MPa。（采用MS-15-150/55锚索张拉器）

（9）张拉时发现锚固不合格的锚索，必须立即在其附近补打合格的锚索，或者用张拉器将不合格的锚索拔出，然后用锚索机将原来的钻孔重新钻进一遍，重新安装。

（10）锚索张拉器的压力表必须定期检查，保证压力表正常可用。

3 顶板管理安全技术措施

（1）严格按爆破图表及相关要求打眼、装药、放炮，尽量减少对帮顶围岩破坏。

（2）锚杆垫板紧贴岩面，螺帽必须紧固，失锚的锚杆必须及时补打，锚拉力、扭矩必须达到设计值。

（3）锚网索支护段，放炮后支护顶板时，岩性好时，每次每排顶部支护锚杆的数量不得少于9根。

（4）锚杆必须用机械或力矩扳手拧紧，确保锚杆的托盘紧贴岩面。

（5）U型棚梁腿应接合严密，木撑、拉钩应齐全有效，腰背应整齐严密不空帮、空顶。

（6）架棚时挖出的柱窝深度不小于200mm，严禁超深后垫浮矸。严禁将棚子架在浮矸上。坚持使用前探梁等作为超前临时支护，如顶板破碎，岩性松软易掉顶时，必须采用撞楔作超前临时支护。

（7）严禁空帮、空顶、空肩窝，空处要用硬料接实。

（8）炮掘最大控顶距：架U型棚支护时为1.4m，锚网索支护时为1.8m。采用综掘机掘进顶板稳定时，锚网索支护的最大控顶距可以为2.6m，即每循环最多掘进3排，U型棚支护的最大控顶距可以为1.4m，即每循环最多架2棚；顶板破碎易掉顶时，必须短掘短架，架U型棚支护最大控顶距为0.8m。帮部较稳定的情况下，帮部锚杆滞后迎头顶部锚杆不超过6m，锚索滞后不超过25m。如煤（岩）壁松软易片，帮部支护紧跟迎头，锚索紧跟迎头。

4 结语

矿压数据观测结果表明，本巷道设计完全能够满足安全生产需要，为新集一矿的深部开采支护提供了可靠保证。

陈冬冬（1983— ），男，安徽颍上人，现在口孜东矿安监科工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.044