切眼扩刷单体抗帮支护技术

阚士凯

摘 要：工作面切眼刷扩，帮部常规采用锚网支护。鉴于1541（1）切眼扩刷后，综采设备30天内安装完毕，进入采煤程序后，要对回采侧帮部支护进行拆除，故切眼扩刷，对于回采侧帮部支护有效时间要求不超过2个月，综合分析我矿1541（1）切眼地质条件及掘进后帮顶移近量情况，因此提出采用“单体液压支柱垂直于顶底板加压至20Mpa，配合塘材棍、条笆”抗帮抗顶、支护帮部的设想，确保回采前帮部及顶底板位移量较小，切眼尺寸满足综采设备安裝及安全需要。

关键词：采矿工程；切眼扩刷；单体背帮；节支降耗

淮南矿业集团潘一矿1541（1）工作面所采11-2煤，煤层厚0.2～2.7m，平均1.52m。根据煤层地质条件及综采设备装备技术水平，该工作面选用ZZ7000-13/26液压支架。原切眼施工规格：宽×高=5000×2800mm，扩刷后断面规格：宽×高=7100×2800mm，扩刷断面规格：宽×高=2100×2800mm。

1 煤层围岩特征

1.1 煤层赋存情况

本面位于潘一矿东三采区四区段，潘集背斜转折端附近，煤层赋存稳定，工作面中部煤层倾角缓，东、西部煤层倾角大，煤层产状为113～220°∠4～12°， 11-2煤：黑色，块状为主，含少量粉末状，半亮型，厚0.2～2.7m，平均1.52m。

1.2 煤层顶、底板岩性

老顶：中细砂岩（0～10.8/5.8m），灰白色，中细粒结构，局部夹较多细砂岩薄层水平层理，岩芯较完整，较坚硬。

直接顶：砂质泥岩（0～8.9/4.5m），灰～深灰色，砂泥质结构为主；11-3煤（0～0.7/0.4m），黑色。

直接底：砂质泥岩（1.9～4.2/3.1m），灰～深灰色，砂泥质结构；炭质泥岩（0～0.9/0.5m），灰黑色，局部发育；11-1煤（0～0.5/0.3m），黑色。

2 切眼扩刷帮部支护施工工艺发展

2.1 过去切眼扩刷帮部支护施工工艺

潘一矿11-2煤工作面切眼扩刷，帮部通常采用锚网支护，即采用高强锚杆配合M5钢带、10#金属网进行支护。

2.2 切眼扩刷帮部支护施工工艺改进

综合分析1541（1）切眼的顶底板岩性和掘进后巷道矿压显现情况，大胆地提出“帮部采用DWB31.5单体液压支柱配合条笆、塘柴棍进行支护”的设想，并经矿论证后，现场应用实施。

3 切眼扩刷帮部支护施工参数对比

3.1 锚网支护参数

（1）锚杆规格：Φ22×2200mm高强锚杆

（2）M5-178钢带规格：L=2000mm

（3）金属网规格：10#铁丝编制，3000×1200mm

（4）锚杆间、排距：1000×900mm

（5）金属网间搭接不小于200mm，采用14#铁丝双股扭结连网，联网间距不大于200mm

（6）垫板：锚杆配套150×150×8mm的A3钢垫板

（7）锚杆螺丝扭距不小于180N.m，帮部锚杆锚固力不小于60KN

（8）锚固剂：Z2560型树脂锚固剂，锚杆每根配用2支

3.2 单体液压支柱支护参数

（1）单体液压支柱规格：DWB31.5

（2）条笆规格：800×1800mm

（3）塘柴棍规格：φ50mm，L=1200mm

（4）单体液压支柱排距：1000mm

（5）塘柴棍间距：400mm

（6）笆片间搭接不小于100mm，采用14#铁丝双股扭结联网，联网间距不大于200mm

3.3 支护材料使用量统计

1541（1）切眼扩刷工程量共计199m。

锚杆支护工艺，预计共需666根Φ22×2200mm高强锚杆，1332支Z2560型锚固剂，221块3000×1200mm10#铁丝金属网，666块150×150×12mm的A3钢垫板，333块L=2000mm M5-178钢带。

单体支柱支护工艺，实际使用200根DWB31.5单体液压支柱，445片800×1800mm条笆，1194根Φ50×1200mm塘柴棍。

4 支护效果检验

切眼4组矿压观测站数据显示，自切眼扩刷开始，至综采工作面设备安装结束，历时2个月，该巷道两帮移近量小于100mm，顶底板移近量小于100mm，顶板离层量为0。该工作面综采设备的顺利安装结束，说明该巷道顶帮支护安全可靠，该支护方式是满足使用要求的。

5 结论

在顶板稳定性较好的地质条件下，切眼扩刷采用单体液压支柱帮部支护工艺（在下文中简称为前者）相对于帮部锚网支护扩刷工艺（在下文中简称为后者），有以下优点：

5.1 减少施工时间，提高工效，节约工时

199m切眼扩刷工程中，前者两人配合施工单体液压支柱，平均合计用时15分钟，帮部支护施工单体液压支柱共需人工2×（200×15÷60）=100个。后者中，两人配合施工帮部锚杆，使用ZQS-35/1.4S型风动钻机施工帮部锚杆眼，注入2支Z2560型树脂锚固剂，等待，并人工紧固螺帽，平均合计用时24分钟，帮部支护施工锚杆共需人工2×（666×24÷60）≈533个。前者相较后者，节约人工533-100=433个，按每天出勤40人次计算，会提前10.8天结束工程。单体支护帮部，施工工艺简单、工序转换较少，大大减少劳动时间，大幅提高扩刷进尺每班单进工程量，有效提高工效。

5.2 降低劳动强度，提高施工安全性

施工单体液压支柱较高强锚杆，会省力很多，大大降低工人劳动强度，降低工伤事故的发生概率，提高施工安全性。

5.3 对综采初采期间的影响

通过淮矿潘一煤矿1541（1）切眼扩刷实践证明，切眼扩刷中，采用单体液压支柱支护帮部，完全满足支护安全及综采设备安装要求，且采用该帮部支护方式，大大减少施工时间，提高工效，节约工时，降低劳动强度，提高施工安全性，取得了较为可观的经济、安全双效益，且提前11天交付安装综采设备，为矿井综采面的顺利接替创造了有利条件，值得在以后的工作面切眼扩刷工程中推广应用。

参考文献

[1]王泽进，鞠文君.我国煤巷锚杆支护技术的新进展[J].煤炭科学技术，2000，28（9）：4-6.

[2]康红普.我国煤巷锚杆支护技术新进展[J].岩石力学与工程学报，2002，21（s1）：1986-1990.

（作者单位：淮南矿业集团潘一煤矿）